Движок с наружным подводом теплоты

В ближайшее время в качестве энергетической установки па автомобиле используют бывалые конструкции движков с наружным подводом теплоты. Известны такие конструкции паровых движков. Ведутся разработки конструкций движков с наружным подводом

теплоты, работающих по циклу, предложенному Р. Стерлингом (1816 г.). Отличительной особенностью этого мотора будет то, что теплота к рабочему телу, находящемуся в замкнутом цилиндровом объеме, подводится через особый теплообменник нагреватель. Теплота отводится через теплообменник охладитель. Получение теплоты в авто и других модификациях мотора происходит в специальной камере сгорания, находящейся вне рабочего объема. В эту камеру поступает горючее и воздух, и в ней происходит непрерывный процесс сгорания.

Теоретический цикл этого мотора (рис. 322) состоит из 2-ух изотерм и 2-ух изохор и его тепловой КПД, как и в цикле Карно, определяется уравнением

двигатель с наружным подводом теплоты

соответственно температура рабочего тела в жаркой и прохладной зонах объема.

В реальности не удается выполнить в точности обозначенный цикл, и индикаторная диаграмма имеет вид эллипса.

На рис. 323, с и б показаны конструктивная схема мотора и схема его рабочей части, иллюстрирующая механизм работы. Рабочая часть представляет собой замкнутый объем, состоящий из 2-ух отсеков: верхнего (жгучая зона), размещенного над поршнем-вытеснителем 2 в пространстве расширения А, где циркулирует жаркий газ, безпрерывно нагреваемый в кольцевом газопроводе 1; нижнего отсека (прохладная зона), размещенного меж рабочим поршнем 5 и поршнем-вытеснителем место сжатия.

При нахождении рабочего поршня в н. м. т. большая часть газа (рабочего тела) находится в нижнем отсеке (положение /, рис. 323, б). Когда рабочий поршень подымается вверх, происходит процесс сжатия (положение //, рис. 323, б). При движении поршня-вытеснителя вниз (положение рис. 323, б) происходит перекачка газа из нижнего отсека в верхний. На собственном пути газ сначала охлаждается в охладителе 17, потом подогревается в регенераторе 16 за счет аккумулированной в прошлом цикле термический энергии. Потом газ греется в подогревателе 13, где газу передается теплота, образующаяся при сгорании горючего. При совместном движении рабочего поршня и поршня-вытеснителя вниз подогретый газ расширяется (положение IV, рис. 323, б). После чего цикл повторяется.

Под рабочим поршнем расположена герметизированная буферная полость В, заполненная сжатым газом. Когда при движении рабочего поршня вниз совершается рабочий ход, давление в этой полости увеличивается и при возвратимом движении поршня за счет запасенной энергии делается сжатие прохладного газа в рабочем объеме.

двигатель с наружным подводом теплоты

На рис. 323, б показан также путь S обоих поршней зависимо от угла поворота ф вала.

Для утилизации энергии товаров сгорания, поступающих для воплощения процесса сгорания, воздух, поступающий в камеру

двигатель с наружным подводом теплоты

двигатель с наружным подводом теплоты

сгорания, за ранее подогревается в теплообменнике за счет теплоты товаров сгорания, выкидываемых в атмосферу.

Для перевоплощения термический энергии в механическую работу и воплощения нужной синхронизации движепия поршней, при котором поршень-вытеснитель на некий угол поворота вала должен опережать движение рабочего поршня, в рассматриваемой схеме использован особый ромбический механизм. Он позволяет обеспечить близкую к хорошей кинематику механизма. Привод состоит из 2-ух щютивоиоложно крутящихся валов, соединенных один с другим 2-мя синхронизирующими шестернями 19, 4 шатунов (2-ух рабочего поршня 12 и 2-ух похлння-вытеснителя 13) и 2-ух кривошипов 20.

Из рабочей полости мотора в картер выходит прямолинейно передвигающийся шток рабочего поршня 6, снутри которого проходит шток поршня-вытеснителя 4. Механизм с прямолинейно передвигающимся штоком позволяет сделать надежное уплотнение и предупредить утечки газа в полость картера. Для полного уравновешивания инерционных сил установлены противовесы 18, передвигающиеся обратно цапфам кхшвошипа.

В ближайшее время для транспортных движков разработаны более малогабаритные механизмы, осуществляющие синхронное движение поршней и передачу энергии потребителю (к примеру, бескривошипный механизм с косой шайбой).

двигатель Стерлинга имеет ряд преимуществ, из которых применительно к авто модификациям, главными являются последующие:

высочайший и малозависящий от нагрузки КПД (его значения приближаются к значениям КПД дизелей);

наименьшая но сопоставлению с движком внутреннего сгорапия токсичность отработавших газов. Следует также отметить, что эти движки не выбрасывают в атмосферу картерные газы;

малый шум при работе. Плавное изменение давлений меж па-чалом и концом сжатия (давление в рабочей полости сначала сжатия составляет 10 МПа, а в конце 20 МПа) содействует отсутствию вибраций механизма. По размещенным данным, уровень шума мотора Стерлинга примехшо па 20 дБ меньше, чем у дизеля;

возможность внедрения разных топлив, маленький расход масла, отсутствие его старения при работе мотора;

низкая температура отработавших газов;

более высочайший по сопоставлению с движками внутреннего сгорания коэффициент приспособляемости;

отличные пусковые свойства и простота запуска;

К недочетам мотора необходимо отнести последующее:

относительно невысокую приемистость из-за наличия термический инерции всех его контуров;

сложность конструкции большинства систем (похшшевого криво-шиино-шатунного механизма, тенлообменных аппаратов, автоматического регулирования);

худшие по сопоставлению с движками виутренпего сгорания массовые и габаритные характеристики установки;

сложность обеспечения надежного уплотнения зон раздела хзабо-чего и картетшого щюстранства мотора.

Добавить комментарий

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