МЕХАНИЗМ ДВИЖЕНИЯ

В двигателях Стирлинга к деталям движения относятся порш­ни (рабочий и вытеснительный), крейцкопф, поршневые паль­цы, коленчатые валы, подшипники, шатуны, штоки, траверсы и т. п.

Так как производимая двигателем работа снимается с ра­бочего поршня, то ‘и силы, возникающие в его приводе, — сущест­венно превышают силы, действующие в приводе вытеснитель­ного поршня. Поэтому шатун, поршневой палец и другие де — Чал«, связанные с рабочим поршнем, должны быть ‘Прочнее деталей привода вытеснительного поршня.

На рис. 50 показана шатунио-поршневая группа двигателя Стирлинга вытеснительного типа «с обычным кривошишю-ша — тунным механизмом, состоящая нз рабочего I и вытеснитель­ного 2 ‘поршней, шатунов 3 и 4 соответственно рабочего и вытеснительного поршней. Шатун 3 рабочего поршня (вильча­того ти-па обладает достаточной прочностью при сравнительно небольшой массе. Его нижнне головки разъемные с тонкостен­ными баббитовыми вкладышами. Верхняя головка разрезная. В ней помещается бронзовая втулка, которая фиксируется од­ним винтом и стягивается двумя винтами. Во втулке установлен поршневой палец, к концам которого крепится опора поршня. Нижняя головка шатуна 4 вытеснительного поршня также сделана разъемной с тонкостенными баббитовыми вкладыша­ми. В верхней шатунной головке вильчатой формы запрессова­ны бронзовые втулки, в которые вставляется палец, соединяю­щий шатун с крейцкопфом и со штоком.

В настоящее время в двигателях Стирлинга вытеснительно­го типа наиболее широкое распространение получил ромбиче­ский преобразующий механизм, впервые примененный в этих двигателях 1В 1953 г. Ромбический механизм (рис. 51), исполь­зуемый в приводе рабочего и вытеснительного поршней, состоит из двух коленчатых валов 5 и ряда шатунов 3, расположен­ных на равном расстоянии по обе стороны от вертикальной оси двигателя. Чаще всего применяется симметричный механизм, у которого шатуны рабочего и вытеснительного поршней имеют одинаковое расстояние между центрами верхних и нижних го­ловок. При этом рабочий поршень 9, воспринимающий и пере­дающий большие нагрузки, приводится в движение четырьмя шатунами, а вытеснительный поршень 1 — только двумя. Та­ким образом, на каждый из кривошипов приходится по три ша­туна. Причем из трех шатунов, сидящих на одной шатунной шейке каждого вала, два внешних пальцем соединены с верх­ней траверсой 2 (траверсой рабочего поршня), а внутренний шатун также ‘пальцем связан с нижней траверсой 7 (траверсой вытеснительного поршня). Нижние разъемные головки шату­нов, имеющие разрезные тонкостенные вкладыши, стягиваются шатунными болтами. Полый шток 8 рабочего поршня часто изготовляют как одно целое с верхней траверсой. Через рабо­чий поршень аналогично ранее рассмотренному приводу про­ходит шток 6 вытеснительного поршня, который соединяет его с нижней траверсой. Шестерни 4 на коленчатых валах служат для синхронизации их вращения.

Теоретически ромбический механизм обеспечивает строго линейное перемещение рабочего и вытеснительного поршней. В действительности, как показали измерения, это движение может быть линейным с точностью до 0,010 мм, в зависимости
от — выбранного класса точности при изготовлении деталей ром­бического привода. Поэтому ромбический механизм почти пол­ностью исключает боковые нагрузки на рабочий ‘И вытеснитель­ный — поршни.

В двигателях Стирлинга двойного действия используются обычные крейцкопфные кривошиггно-шатуиные механизмы, ана-

МЕХАНИЗМ ДВИЖЕНИЯ

1

подпись: 1Рнс. 50. Шатунно-поршневая группа двига­теля Стирлинга вытеснительного Типа с Аксиальным расположением кривошипно — шатунного механизма

Рис. 51. Шатунно-поршневая группа двига­теля Стирлинга вытеснительного типа с ромбическим кривошипно-шатувным меха­низмом

МЕХАНИЗМ ДВИЖЕНИЯ

Логичные применяемым в двигателестроении и компрессоро-

СТрОеНИ’И.

Коленчатые валы в двигателях Стирлинга по конфигурации, материалу, точности и технологии изготовления и т. п. анало­гичны коленчатым валам двигателей внутреннего сгорания. Это же следует сказать о технологии изготовления и материалах других деталей крнвошип. но-шатунных механизмов двигателей Стирлинга.

Вследствие специфичности условий ‘работы некоторым свое­образием отличается конструкция вытеснительного поршня. Последний предназначен для разъединения полостей с прибли­зительно одинаковыми давлениями, но с существенно различ­ными температурами (А1 —600—650°), поэтому вытеснитель­ный поршень должен обладать незначительной теплопроводно­стью. С этой целью колпак поршня делают тонкостенным, срав­нительно большой высоты и из материала, обладающего малой удельной теплопроводностью (например, из нержавеющей стали или титановых сплавов). Для уменьшения передачи теплоты излучением по высоте колпака вытеснительного поршня распо­лагают теплоотражающие экраны. Кроме того, для уменьшения циркуляции газа внутри колпака его заполняют теплоизоляци­онным материалом типа вермикулита.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *