Двигател на двигателя. Външният двигател на горенето може да бъде направен от калай. Дизайнът на изпълнението "Алфа"

Вътрешните двигатели с вътрешно горене започнаха да се използват, когато хората се нуждаят от мощен и икономичен източник на енергия. Преди това бяха използвани пара инсталации, но те бяха експлозивни, тъй като използваха гореща пара под налягане. В началото на 19-ти век те са получили устройства с външно изгаряне и след още две десет години са измислени вече познати устройства с вътрешно горене.

Произход на устройствата

През 19-ти век човечеството е изправено пред проблема, което е, че парелните котли са твърде често експлодирани, а също така са имали сериозни конструктивни недостатъци, които са направили тяхното използване нежелано. Изходът е намерен през 1816 г. от шотландския свещеник Робърт Стърлинг. Тези устройства могат също да се наричат \u200b\u200b"двигатели с горещ въздух", които все още се прилагат през 17-ти век, но този човек добави по-чист, наречен регенератор, който в момента се нарича изобретение. Така двигателят на двигателя външният двигател е в състояние значително да увеличи производителността на инсталацията, тъй като запазва топлина в топлата работна зона, докато работната течност се охлажда. Поради това ефективността на цялата система беше значително увеличена.

По това време изобретението се използва доста широко и се е повишило на популярността му, но с течение на времето тя е била спряна да го използва и те забравиха за него. Парни инсталации и двигатели, но вече познати, с вътрешно горене, дойдоха да заменят оборудването на външно изгаряне. Отново си спомниха само през 20-ти век.

Монтажна работа

Принципът на работа на външен двигател на горенето е, че непрекъснато се редува два етапа: отопление и охлаждане на работната течност в затворено пространство и получаване на енергия. Тази енергия възниква поради факта, че обемът на работния течност непрекъснато се променя.

Най-често работното вещество в такива устройства става въздух, но е възможно да се използва хелий или водород. По това време, изобретението е на етапа на развитие, такива вещества като азотен диоксид, фреони, като експерименти са използвани втечнен пропан-бутан. В някои проби те се опитаха да се прилагат дори обикновена вода. Заслужава да се отбележи, че външният двигател с вътрешно горене, който е пуснат с вода като работно вещество, се отличава с факта, че е имал доста висока специфична сила, високо налягане и той е бил доста компактен.

Първият тип двигател. "Алфа"

Първият модел, който беше използван, стана алфа Стърлинг. Особеността на нейния дизайн е, че има две мощни бутала, разположени в различни в отделни цилиндри. Един от тях имаше достатъчно висока температура и беше гореща, другата, напротив, студена. Вътре в топлообменника с висока температура имаше гореща двойка цилиндър-бутало. Студената пара беше вътре в топлообменника с ниски температури.

Основните предимства на термичния двигател на външното изгаряне е фактът, че те имат висока мощност и обем. Въпреки това, температурата на горещата двойка в същото време беше твърде голяма. Поради това някои технически затруднения възникват в процеса на производство на такива изобретения. Регенераторът на това устройство е между горещи и студени съединителни тръби.

Втора проба. "Бета"

Втората проба беше моделът на бета стривия. Основната конструктивна разлика беше, че имаше само един цилиндър. Един от краищата му служи като гореща двойка, а другият край остава студ. Вътре в този цилиндър буталото се премества, от което мощността може да бъде отстранена. Също така отвътре имаше диплома, който беше отговорен за промяна на обема на горещата работна зона. В това оборудване се използва газ, който се изпомпва от студена зона, за да бъде гореща през регенератора. Този тип външен двигател с вътрешно горене притежава регенератор под формата на външен топлообменник или комбиниран с буталото.

Последен модел. "Гама"

Последния вид този двигател Стомана "Гама" Стърлинг. Този тип се различава не само от наличието на буталото, както и на изместването, както и факта, че два цилиндъра вече са в неговия дизайн. Както и в първия случай, един от тях беше студ и беше използван за вземане на сила. Но вторият цилиндър, както в предишния случай, беше студено от единия край и горещ от другия. Тук разсеяно. В бутален двигател Външното изгаряне също има регенератор, който може да бъде два вида. В първия случай тя е външна и свързана заедно такива структурни части като гореща цилиндрова зона със студ, както и с първия цилиндър. Вторият тип е вътрешен регенератор. Ако е използван този вариант, той е включен в дизайна на дивелиране.

Използването на стихчици е оправдано, ако е необходим прост и малък термичен конвертор. Може да се използва и ако температурната разлика не е достатъчно висока, за да се използват газови или парни турбини. Заслужава да се отбележи, че днес такива проби започнаха да се използват по-често. Например се използват автономни модели за туристи, които са способни да работят от газова горелка.

Прилагане на устройства в момента

Изглежда, че такова старо изобретение не може да се използва в нашите дни, но не е така. НАСА нареди на външен двигател с вътрешно горене на вида на разбъркване, но ядрените и радиоизотопите трябва да се използват като работно вещество. В допълнение, той може също така да се използва успешно за следните цели:

• Използвайте такъв модел на двигателя, за да помпата течност е много по-лесно от обичайната помпа. По много начини това се дължи на факта, че буталото може да се използва самата течност. Освен това той ще охлади работното тяло. Например, този вид "помпа" може да се използва за изпомпване на вода в каналите за напояване, използвайки слънчева топлина за това.
• Някои производители на хладилници са склонни да инсталират такива устройства. Цената на продуктите ще може да намали и тъй като хладилният агент може да се използва обикновен въздух.
• Ако комбинирате външния двигател с вътрешно горене от този тип с термопомпата, можете да оптимизирате работата на термичната мрежа в къщата.
• Много успешно се използват за подводници на флота Швеция. Факт е, че двигателят работи на течен кислород, който впоследствие се използва за дишане. За подводница това е много важно. В допълнение, такова оборудване има сравнително ниско ниво на шума. Разбира се, устройството е достатъчно голямо и изисква охлаждане, но тези два фактора са незначителни, ако говорим за подводница.

Предимства на използването на двигателя

Ако по време на проектирането и събранието ще прилагаме съвременни методи, тогава ще бъде възможно да се повиши коефициентът полезно действие Външен двигател с вътрешно горене до 70%. Използването на такива проби е придружено от следното положителни качества:

• Изненадващо, въртящият момент в това изобретение е почти независим от въртенето на коляновия вал.
• В тази единица за сила няма елементи като запалвателната система и системата на клапана. Тук няма никакъв разпределителен вал.
• Това е доста удобно, че през целия период на употреба няма да е необходимо да се регулира оборудването и да се конфигурира оборудването.
• Данните за модела на двигателя не са в състояние да "се запишат". Най-простият дизайн на устройството ви позволява да го използвате доста дълго в напълно офлайн режим.
• Можете да използвате почти всичко от дърва за огрев и да завършите с горивото на уран като източник на енергия.
• Естествено, във външния двигател с вътрешно горене, процесът на горене на веществата се извършва отвън. Това допринася за това, че горивото е изцяло, а количеството токсични емисии е сведено до минимум.

Недостатъци

Естествено, всяко изобретение не е предано. Ако говорим за минусите на такива двигатели, тогава те са следните:

1. Поради факта, че изгарянето се извършва извън двигателя, отстраняването на получената топлина се осъществява през стените на радиатора. Тези сили за увеличаване на размерите на устройството.
2. Потребление на материали. За да се създаде компактен и ефективен модел на двигателя Стърлинг, е необходимо да има висококачествена топлоустойчива стомана, която може да издържи голямо налягане и висока температура. Освен това трябва да има ниска топлопроводимост.
3. Като лубрикант ще трябва да купите специален инструментТъй като обичайните петли високи температурикоито са постигнати в двигателя.
4. За да се получи достатъчно висока специфична сила, е необходимо да се използва или водород или хелий като работно вещество.

Водород и хелий като гориво

Получаване голяма мощРазбира се, необходимо е обаче да се разбере, че използването на водород или хелий е доста опасно. Водород, например, самият е достатъчно експлозивен и при високи температури създава връзки, наречени металнихидрати. Това се случва, когато водородът се разтваря в метала. С други думи, тя може да унищожи цилиндъра отвътре.

В допълнение, водородът и хелий са летливи вещества, които се характеризират с висока проницателна способност. Ако е по-лесно да се говори, те лесно се просмукват през почти всякакви печати. И загубата на веществото означава загуби в работното налягане.

Ротационен двигател за вътрешно горене

Сърцето на такава кола е въртяща се машина за разширение. За двигатели S. външен тип Изгаряне Този елемент е представен под формата на кухо цилиндър, който е покрит с капаци от двете страни. Сам по себе си роторът има появата на колелото, което е засадено на вала. Той също така има определено количество P-образни разширени плочи. За тяхното удължаване се използва специално прибиращо се устройство.

Външен двигател за горене Lukyanova

Юрий Лукянов е изследовател на PSKOV Polyechnic Institute. Той отдавна разработва нови модели на двигатели. Ученият се опита да направи такива елементи като скоростната кутия, разпределителния вал и изпускателната тръба в новите модели. Основният недостатък на стреллинг устройствата беше, че те имат твърде големи размери. Това беше липсата на учен и успял да се елиминира поради факта, че лопатките са заменени с бутала. Той помогна да се намали размерът на целия дизайн няколко пъти. Някои предполагат, че можете да направите външен двигател с вътрешно горене със собствените си ръце.

Само преди около сто години двигатели вътрешно горене Трябваше да завладя мястото, което те заемат в съвременния автомобил в жестока конкурентна борба. Тогава тяхното превъзходство не изглеждаше толкова очевидно, колкото днес. Всъщност, парна машина - основен съперник бензинов двигател - притежавани в сравнение с него с огромни предимства: мълчание, простота на регулиране на властта, красиви сцепчески характеристики и невероятни "всеядни", което позволява да се работи върху всяка форма на гориво от дърва за бензин. Но в крайна сметка икономиката, лекотата и надеждността на двигателите с вътрешно горене поеха и принудени да се съгласуват с техните недостатъци, като неизбежност.
През 50-те години, с появата на газови турбини и ротационни двигатели, нападението на монополната позиция, заемано от двигателите на вътрешно горене в автомобилната индустрия, нападение, което все още не е увенчано с успех. Около същите години бяха направени опити да се донесе на сцената нов двигателВ която рентабилността и надеждността на бензиновия двигател с безмълвен и "всеяд" на парна инсталация са поразително комбинирани. Това е известният външен двигател с вътрешно горене, който шотландският свещеник Робърт Стърлинг патентова на 27 септември 1816 г. (английски патент No. 4081).

Физика

Принципът на действие на всички термични двигатели без изключение се основава на разширяването на нагрятия газ, се извършва голяма механична работа, отколкото е необходимо да се компресират студ. Да демонстрираме това, достатъчно бутилки и две тенджери с топла и студена вода. Първоначално бутилката се спуска в ледената вода и когато въздухът се охлажда в нея, шията е включена с щепсел и се бърка в гореща вода. След няколко секунди памукът се разпределя и газовият разтвор в бутилката избутва щепсела, като се прави механична работа. Бутилката отново може да се върне на ледена вода - цикълът ще се повтаря.
В цилиндрите, буталата и словите лостове на първата машина на Стърлинг, този процес е почти точно възпроизведен, докато изобретателят осъзна, че част от топлината се отнема от газа по време на охлаждане, може да се използва за частично отопление. Нуждаем се само от някакъв контейнер, в който би било възможно да се съхранява топлината, взета от газа по време на охлаждане, и отново да го придаде при нагряване.
Но, уви, дори и това много важно подобрение не е спасено от двигателя на Стърлинг. До 1885 г. постигнатите резултати са много посредствени: 5-7% KP, 2 литра от. Мощност, 4 тона тегло и 21 кубични метра заемат пространство.
Двигателите на външните горивки дори не бяха спасени от успеха на друг дизайн, разработен от шведския инженер Ериксон. За разлика от Стърлинг, той предложи нагряване и охлаждане на газа не при постоянен обем, но при постоянно налягане. 8 1887 Няколко хиляди малки двигатели на Ericson перфектно са работили в печатници, къщи, в мини, на кораби. Те попълваха водните резервоари, водеха ефекта на асансьорите. Ериксон се опита да ги адаптира към шофиране на вагони, но те бяха твърде тежки. В Русия преди революцията са произведени голям брой такива двигатели под името "топлина и сила".

Един от обещаващите източници на механична енергия за автомобили е външен двигател с вътрешно горене, разработен от Native Robert, стриллинг преди няколко века. Двигателят на външното изгаряне на Стърлинг върху принципа на работа е много различен от обичайното за всички. Но за известно време след развитието беше забравено забравено.

История на създаването

През 1816 г. родом от Шотландия Робърт Стърлинг патентова термална кола, която се нарича в чест на своя Създател. Въпреки това, идеята за самите двигатели на горещи въздуха не е изобшна изобщо. Но първият съзнателен проект за създаване на такъв агрегат се осъществяваше именно.

Той подобри системата, като добави по-чист в нея, в техническата литература, наречена топлообменник. Поради това, изпълнението на двигателя се е увеличило поради запазването на топло. Този модел за това време е признат за най-траен, тъй като никога не експлодира.

Въпреки толкова бърз успех на популяризирането на модела, в началото на ХХ век, от по-нататъшното развитие на външния двигател с вътрешно горене поради разходите си в полза на вътрешния двигател с вътрешно горене.

Двигател на Стърлинг: принцип на работа и модификация

Принципът на действие на всеки термичен двигател е, че съществуват последователни механични усилия за получаване на газ в разширено състояние. Като визуален пример можете да се справите с две тенджери, според които те са пълни със студена и топла вода. По-ниска в студена вода бутилка с въртящ се корк. След това бутилката се прехвърля в топла вода.

С това движение газът в бутилката изпълнява механична работа и избутва корк от шията. Първият модел на външния двигател с вътрешно горене работи точно същия принцип. Въпреки това, по-късно създателят осъзна, че част от топлината може да се използва за лечение. Производителността на устройството се е увеличила само от нея.

Малко по-късно инженерът от Швеция Ериксон подобри дизайна, като постави идеята за охлаждане и нагряване на газа при постоянно налягане вместо обем. Това позволи на двигателя да се премине през кариерното стълбище "и да започне да се използва в мини и печатници. За екипажите I. превозно средство Агрегатът беше твърде тежък.

Фигурата показва работния цикъл на двигателя на стрилинг.

Как работи двигателят на Стърлинг? Той превръща топлинната енергия, сумиране отвън, в полезна механична работа. Този процес възниква поради промени в температурата на газа или течността, циркулиращи в затворения обем. В долната част на уреда работното вещество се нагрява, увеличава силата на звука и избутва буталото нагоре.

Горещият въздух влиза в горната част на двигателя и се охлажда с радиатор. Налягането на работния грип е намалено и буталото се понижава, за да се повтори целият цикъл. Системата е напълно запечатана, така че работното вещество не се изразходва, но само се движи вътре в цикъла.

В допълнение, има двигатели с отворен цикъл, в който контролът на потока се осъществява с помощта на клапани. Тези модели се наричат \u200b\u200bдвигател на Ериксън. Като цяло, принципът на работа на външен двигател с вътрешно горене е подобен на двигателя. За ниски температури Тя е компресирана в нея и обратно. Отоплението се извършва по различни начини.

Топлината в външен двигател с вътрешно горене се доставя през стената на цилиндъра отвън. Стърлинг предположи, за да приложи периодична промяна в температурата с бутало за изместване. Това бутало премества газове от една цилиндрова кухина към друга. В същото време, от една страна, ниските температури постоянно се поддържат, а от друга - високо. Когато буталото се придвижи, газът се движи от гореща кухина.

Системата за разпръскване в двигателя е свързана с работното бутало, което компресира газа на студа и ви позволява да се разширява топло. Полезна работа се извършва само поради компресия при по-ниски температури. Непрекъснатостта се осигурява от механизъм за свързване на коляно. Не се наблюдават специални граници между етапите на цикъла. Благодарение на това, ефективността на двигателя на Стърлинг не намалява.

Някои данни за работата на двигателя

В теорията всеки източник на топлина (слънце, електричество, гориво) може да внася във външния двигател с вътрешно горене. Принципът на експлоатацията на тялото на двигателя е да се използва хелий, водород или въздух. Топлинната максимална възможна ефективност има идеалния цикъл. Ефективността е от 30 до 40%. Ефективният регенератор може да осигури повече висока ефективност. Вградените топлообменници осигуряват регенерация, обмен и охлаждане модерни двигатели. Тяхното предимство е работа без масла. Като цяло, машинният двигател се нуждае от малко. Средното налягане в цилиндъра варира от 10 до 20 mPa. Необходима е добра система за запечатване и възможността за влизане в работещите кухини.

Според теоретичните изчисления, ефективността на двигателя на стридинг е силно зависима от температурата и може да постигне дори 70%. Най-първите проби от двигателя, прилагани в метала, имат ниска ефективност, тъй като варианта на охлаждащата течност са неефективни и ограничават максималната температура на отопление, нямаше структурни материали, устойчиви на високо налягане. През втората половина на 20-ти век двигателят с ромбично задвижване по време на тестовете надвишава индикатора с 35% ефективност на воден топло носител и с температура от 55 градуса по Целзий. Подобряване на дизайна в някои експериментални проби направи възможно постигането на почти 39% от ефективността. Почти всички модерни бензинови двигателис подобна сила, притежават ефективност от 28 - 30%. Разкупните дизелови двигатели достигат около 35%. Най-модерните образци на двигатели с хирулинг, разработени от механичната технология Инк в САЩ, показват ефективност до 43%.

След развитието на топлоустойчива керамика и други иновативни материали, ще бъде възможно да се увеличи още повече температурата на средата. Ефективността може да постигне дори 60% при такива условия.

Има няколко модификации на двигателя на външното изгаряне на Стърлинг.

Модификация "Алфа"

Такъв двигател се състои от горещи и студени отделни бутала, разположени в собствените си цилиндри. Топло е на цилиндъра с горещо бутало, а студът се намира в охлаждащия топлообменник.

Модификация "бета"

В това изпълнение, цилиндърът, в който се намира буталото, от една страна се загрява, а другият се охлажда. Вътре в цилиндъра премества изтласкването и буталото на захранването. Изхвърлянето е предназначено да променя обема на работния газ. Регенераторът извършва и връщането на охладеното работно вещество в нагрятата кухина на двигателя.

Модификация "Гама"

Всички прости модификации на дизайна "гама" са направени от два цилиндъра. Първият е напълно студен. Това прави движението на буталото на властта. И второто е студено само от една страна, а от другата - отопляема. Служи за преместване на механизма на изместването. Регенератор за циркулация на студен газ в тази модификация може да бъде обща за двата цилиндри и да бъде включена в дизайна на изместителя.

Предимства на двигателя на външното изгаряне

Този тип двигател е непретенциозен по отношение на горивото, тъй като основата на нейната работа е температурната разлика. Това, което доведе до тази разлика - няма значение. Стърлинг двигател има прост дизайн и не се нуждае от допълнителни системи и оборудване за шарнир (Стартер, скоростна кутия). Някои характеристики на устройството на двигателя са гаранция за дълъг експлоатационен живот: двигателят може да работи непрекъснато в продължение на около сто хиляди часа. Друго сериозно предимство на външния двигател на горенето мълчи. Това се дължи на факта, че в цилиндрите няма детонация и няма нужда да се оттеглят отработените газове. Модификацията "бета" е особено разпределена за този параметър. Неговият дизайн е оборудван с механизъм с род с диамант, който осигурява липсата на вибрации по време на работа. И накрая, екологичност. В цилиндрите на двигателя няма процеси, които могат да повлияят негативно на околната среда.

При избора на алтернативни източници на топлина (енергия на слънцето), двигателят на Стърлинг се превръща в един вид екологично чист агрегат на властта.

Недостатъци на двигателя на външното изгаряне

Масовото производство на такива двигатели понастоящем е невъзможно. Основният проблем е материалният съгласен материал. Охлаждането на работния флуид на двигателя изисква монтирането на радиатори с големи обеми. В резултат на това размерът се увеличава. Използването на сложни работни тела като водород или хелий повдига въпроса за безопасността на двигателя. Термичната проводимост и устойчивостта на температурата трябва да бъде включена високо ниво. Топлината до работния обем идва чрез топлообменници. Така част от топлината се губи по пътя. При производството на топлообменници трябва да се използват топлоустойчиви метали. В същото време металите трябва да бъдат устойчиви на високо налягане. Всички тези материали са скъпи и се обработват дълго. Принципите за промяна на режимите на външен двигател с вътрешно горене са много различни от традиционните. Разработване на специални контролни устройства. Промяната на захранването е причинена от промяна в налягането в цилиндрите и фазовия ъгъл между изместването и буталото на захранването. Можете също да промените капацитета на кухината с работната течност.

Примери за външни двигатели с вътрешно горене върху превозни средства

Работителни модели на такъв двигател бяха освободени, въпреки всички трудности при производството. На 50-годишна възраст от 20-ти век автомобилните компании са имали интерес към този вид от агрегата на силите. Предимно въвеждане на двигатели с автомобили, Форд Моторна компания. и група Volkswagen. Шведската компания United Stirling е разработила такъв двигател, в който разработчиците се опитват по-често да използват серийни единици и възли (колянов вал, свързващи пръчки). Разработен е четири цилиндъра V-двигател, имащ специфично тегло от 2.4 kg / kW. Компактният дизел има подобна маса. Двигателят се опита да инсталира на семитните товарни микробуси.

Най-изтъкнатата успешна проба е Philips 4-125DA, достъпна за инсталиране коли. Работният капацитет на двигателя е 173 конски силис. Размерите бяха неразрешени от обичайния бензинов двигател.

Общите двигатели са разработили осем цилиндров V-образен външен двигател с вътрешно горене със сериен механизъм за свързване. През 1972 г., ограничена версия кола Ford. Торино е оборудван с такъв двигател. Освен това разходът на гориво намалява с 25% в сравнение с предишните модели. Днес няколко чуждестранни компании се опитват да подобрят дизайна на този двигател, за да се адаптират за масовото производство и монтаж на пътнически автомобили.

Избута други видове електроцентралиВъпреки това работата, насочена към отказ за използване на тези агрегати, предполага предстоящата промяна на водещите позиции.

От началото на техническия прогрес, когато се използват двигатели, които горят гориво вътре, не само очевидно за тяхното превъзходство. Парен двигателКато конкурент съдържа много предимства: заедно с параметрите на сцепление, безшумен, всеяден, лесно контролиран и конфигуриран. Но лекотата, надеждността и ефективността позволяват на двигателя с вътрешно горене да поемат ферибота.

Днес главата на ъгъла е екологията, ефективността и сигурността. Тя принуждава инженерите да хвърлят сили на серийни единици, работещи за сметка на възобновяеми горива. През 16-та година на деветнадесети век Робърт Стърлинг регистрира двигателя, работещ от външни източници Топлина. Инженерите смятат, че това устройство може да промени съвременния лидер. Стърлинг двигател съчетава икономиката, надеждността, работи тихо, на всяко гориво, което прави продукта от играч на автомобилния пазар.

Робърт Стърлинг (1790-1878 години):

Стърлинг двигател История

Първоначално инсталацията е разработена, за да замени автомобила, работеща за сметка на пара. Котлите за парни механизми избухнаха, като превишават допустимите стандарти за налягане. От тази гледна точка, стрилингът е много по-безопасен, функционира с температурната разлика.

Принципът на експлоатация на двигателя на Стърлинг при алтернативно захранване или подбор на топлина в вещество, което работи. Самото вещество се сключва в обема на затворен тип. Ролята на работното вещество се извършва от газове или течности. Има вещества, които извършват ролята на два компонента, газът се трансформира в течност и обратно. Течният клетъчен двигател има: малки размери, мощни, произвеждат голямо налягане.

Намаляването и увеличаването на обема на газа по време на охлаждане или нагряване, съответно, се потвърждава от закона на термодинамиката, съгласно която всички компоненти: степента на отопление, стойността на пространството, заета от веществото, действащият за единица площ е свързани и описани с формулата:

P * V \u003d n * r * t

• P е силата на газа в двигателя на единица площ;
• V е количествена стойност, заета от газ в двигателното пространство;
• n - моларно количество газ в двигателя;
• R - постоянен газ;
• T - степента на газ в двигателя,

Модел на двигателя на стринглинг:

Благодарение на непретенциозното на инсталациите, двигателите са разделени: твърдо гориво, течно гориво, слънчева енергия, химическа реакция и други видове отопление.

Цикъл

Външният двигател на стърготине използва същия набор от явления. Ефектът от появата в механизма е висок. Поради това е възможно да се изгради двигател с добри характеристики при нормални измерения.

Необходимо е да се вземе предвид, че при проектирането на механизма, нагревателя, хладилниците и регенератора, устройството, отстраняването на топлината от веществото и възвръщаемостта на топлина, в подходящия момент.

Идеалният цикъл на Стърлинг, ("диаграма на температурата"):

Идеални кръгови явления:

• 1-2 промяна на линейните размери на веществото с постоянна температура;
• 2-3 отстраняване на топлина от веществото към топлообменника, пространството постоянно се занимава с веществото;
• 3-4 принудително рязане на мястото, заето от веществото, температурата е постоянна, топлината се дава на охладителя;
• 4-1 Налице е увеличение на температурата на веществото, заето от пространството постоянно, топлината се сумира от топлообменника.

Идеалният цикъл на Стърлинг, (диаграма "Сила на налягането"):

От изчислението (mol) на веществото:

Любима топлина:

Охлаждащият охладител е топъл:

Топлообменникът получава топлина (процес 2-3), топлообменникът дава топлината (процес 4-1):

R е универсален постоянен газ;

CV - Способност перфектен Газа Задръжте топлината с неханичния размер на заеманото пространство.

Благодарение на използването на регенератора, част от топлината остава, тъй като енергията на механизма, която не варира за преминаване на кръгови явления. Следователно хладилникът получава по-малко топлина, топлообменникът спестява нагревател. Това увеличава ефективността на инсталацията.

КРЗ кръгови явления:

ɳ =

Трябва да се отбележи, че без топлообменник, наборът от процесите на Стърлинг е осъществим, но нейната ефективност ще бъде значително по-ниска. Проходът на съвкупността на процесите е назад, води до описание на охлаждащия механизъм. В този случай, наличието на регенератор, предпоставка, тъй като при преминаване (3-2-2) е невъзможно да се нагрява веществото от охладителя, чиято температура е значително по-ниска. Също така е невъзможно да се даде топлина на нагревателя (1-4), чиято температура е по-висока.

Принцип на експлоатация на двигателя

За да разберете как работи двигателят, нека да разберем в устройството и честотата на съвкупните явления. Механизмът превръща топлината, получена от нагревателя, която е извън продукта в сила на сила върху тялото. Целият процес се дължи на температурната разлика в работното вещество, разположено в затворената верига.

Принципът на експлоатация на механизма се основава на разширяване чрез топлина. Подобрено директно, веществото в затворената верига се загрява. Съответно, преди охлаждане, веществото се охлажда. Цилиндърът (1) се обгръща от водна риза (3), топлината се сервира за дъното. Буталото, което прави работа (4), поставена в ръкава и е запечатана с пръстени. Между буталото и дъното има механизъм за изместване (2), който има значителни пропуски и плавно движение. Веществото в затворената контур се движи през обема на фотоапарата, дължащ се на изместването. Движението на веществото е ограничено до две посоки: дъното на буталото, дъното на цилиндъра. Движението на изпускателя осигурява прът (5), който преминава през буталото и функциите, дължащи се на ексцентричното с 90 ° закъснение в сравнение с буталото.

• Позиция "А":

Буталката се намира в крайното по-ниско положение, веществото се охлажда поради стените.

• Позиция "Б":

Изхвърлянето заема горната позиция, движеща се, преминава веществото през крайните слотове на дъното, се охлажда. Буталото стои неподвижно.

• Позиция "C":

Веществото получава топлина, под действието на топлина се увеличава в обема и повишава удължаването с буталото нагоре. Работата се извършва, след което разпръсквачът пада на дъното, натискането на веществото и охлаждането.

• Позиция "D":

Буталото намалява, компресира охладеното вещество, полезна работа. Маховикът служи в дизайна на енергийната батерия.

Моделът се разглежда без регенератор, така че ефективността на механизма не е голяма. Топлината на веществата след операцията се изхвърля в охлаждащата течност, като се използват стените. Температурата няма време да намалее желаната стойност, така че времето за охлаждане е удължено, скоростта на двигателя е малка.

Видове двигатели

Конструктивно, има няколко опции, използващи принципа на Стърлинг, основните видове се считат за:

Дизайнът прилага две различни бутала, поставени в различни контури. Първата верига се използва за отопление, втората верига се използва за охлаждане. Съответно, всяко бутало притежава своя регенератор (горещ и студ). Устройството има добро съотношение на звука. Недостатъкът е, че температурата на горещия регенератор създава структурни затруднения.

• Двигател "β - Стърлинг":

Дизайнът използва една затворена верига, с различни температури в краищата (студено, горещо). Кухината е буталото с изместването. Изхвърлянето разделя пространството на студената и горещата зона. Обменът на студ и топлина се случва чрез изпомпване на веществото през топлообменника. Структурно, топлообменникът се извършва в две версии: външни, комбинирани с изместването.

• Двигател "γ - стриллинг":

Механизмът на буталото осигурява използването на две затворени вериги: студено и с разстоянието. Силата се отстранява от студено бутало. Буталото с изместване от едната страна е горещо, от другата страна е студено. Топлообменникът се намира както вътре, така и извън дизайна.

Някои електроцентрали не са подобни на основните видове двигатели:

• Въртящ се двигател.

Конструктивно изобретение с два ротора на вала. Частта изпълнява ротационни движения в затвореното пространство на цилиндричната форма. Положен е синергичният подход към прилагането на цикъла. Жилището съдържа радиални слотове. В вградените лопатки с определен профил. Плаките са на ротора и могат да се движат по оста, когато механизмът се завърта. Всички елементи създават променящи се обеми с явления, извършени в тях. Обемите на различни ротори са свързани с канали. Местоположението на каналите има смяна на 90 ° един към друг. Преместването на ротора спрямо всеки друг е 180 °.

• Термоакустичен двигател.

Двигателят използва акустичен резонанс за процеси. Принципът се основава на преместване на вещество между топла и студена кухина. Схемата намалява броя на движещите се части, сложността при премахването на получената мощност и поддържа резонанс. Дизайнът се отнася до свободен двигател.

Стърлинг двигател със собствените си ръце

Днес доста често в онлайн магазина можете да се срещнете сувенирни продуктинаправени под формата на разглеждания двигател. Конструктивно и технологично, механизмите са доста прости, ако желаете, двигателят на Стърлинг е лесен за изграждане със собствените си ръце от средствата за защита. В интернет можете да намерите голямо количество материали: видео, рисунки, изчисления и друга информация по тази тема.

Low-темпериран дървен двигател:

• Помислете за най-лесния вариант на вълновия двигател, за да изпълните консервната банка, мека полиуретанова пяна, диск, болтове и канцеларски клипове. Всички тези материали са лесни за намиране вкъщи, остават следните действия:
• Вземете мека полиуретанова пяна, нарязани два милиметра с по-малък диаметър от вътрешния диаметър на консервационния кръг. Височината на пяната е два милиметра повече от половината от височината на буркана. Гуш играе ролята на Seizer в двигателя;
• Вземете капака на банката, в средата направете дупката, диаметърът е два милиметра. Тиква до дупката куха пръчка, която ще изпълнява ролята на ръководството на двигателя;
• Вземете кръга изрязан от пяната, вмъкнете в средата на кръга на винта и инсулт от двете страни. До пералнята, спойка предварително изправен клип;
• В два сантиметра от центъра, пробийте дупки, диаметър три милиметра, нишките на външния отвор през централния отвор на корицата, подят на капака към банката;
• Направете малък цилиндър от калай, диаметър на сантиметър един и половина, спойка го на капака на кутиите по такъв начин, че страничното отваряне на капака се оказа ясно в центъра вътре в цилиндъра на двигателя;
• Направете коляновия вал на двигателя от клипа. Изчислението се извършва по такъв начин, че вариацията на коляното е 90 °;
• Направете стека под двигателя колянов вал. От полиетиленовия филм, направете еластична мембрана, сложете върху филма върху цилиндъра, продайте го, заключване;

• Независимо от свързването на двигателя, единият край на изправения продукт ще бъде под формата на чаша, поставете втория край в парче от гума. Дължината се коригира по такъв начин, че в крайност долна точка Шахът на Mucker е начертан, в крайната горната точка, мембраната се изтегля колкото е възможно повече. Задайте другата свързваща пръчка за същия принцип;
• Ruge Tip Rolling Rod. Шатун без гумен връх закрепвай върху разсейката;
• Поставете механизма на манивела на маховика на двигателя от диска. В банката направете краката, за да запазите продукта в ръцете си. Височината на краката ви позволява да поставите свещ под кутията.

След като успеете да направите двигателя на Стърлинг у дома, двигателят е стартиран. За да направите това, в буркана се поставя осветена свещ и след като банката се затопли, дай тласък на маховика.

Разглежданата опция за инсталиране може бързо да бъде събрана у дома като визуална помощ. Ако целта и желанието да се направи двигателят на Стърлинг възможно най-близо до фабричните аналози, има чертежи на всички части в свободен достъп. Стъпка по стъпка изпълнението на всеки възел ще създаде работно оформление на нещо не по-лошо от търговските версии.

Ползи

За двигателя на Стърлинг, такива предимства са характерни:

• За да работим двигателя, е необходима температурна разлика, което гориво причинява отоплението не е важно;
• Няма нужда да използвате прикачени файлове и аксесоари, дизайнът на двигателя е прост и надежден;
• Ресурсът на двигателя, дължащ се на дизайнерските характеристики, е 100 000 часа работа;
• Работата на двигателя не създава чужди конезащото няма детонация;
• Процесът на работа на двигателя не е придружен от емисии на отработено вещество;
• Работата на двигателя е придружена от минимални вибрации;
• Процесите в инсталационните цилиндри са екологично чисти. Използването на правилния източник на топлина ви позволява да направите двигателя "чист".

Недостатъци

Недостатъците на двигателя на Стърлинг принадлежат:

• Трудно е да се създаде масово производство, тъй като структурно двигател изисква използването на голям брой материали;
• Високо тегло и големи размери на двигателя, защото за ефективно охлаждане е необходимо да се използва голям радиатор;
• За да се повиши ефективността, двигателят е принуден, прилагайки сложни вещества (водород, хелий) като работна течност, която прави работата на уреда опасно;
• Високотемпературната устойчивост на стоманените сплави и тяхната топлопроводимост усложняват процеса на производство на двигателя. Значителни топлинни загуби в топлообменника намаляват ефективността на уреда, а използването на специфични материали правят производството на двигателя скъпо;
• За да приспособите и преход на двигателя от режима към режим, трябва да приложите специални устройства за управление.

Използвайки

Стърлинг двигател намери своята ниша и активно прилага, когато размерите и Всемиговите са важни критерий:

• Двигател с електрически генератор.

Механизмът за трансформация на топлината в електрическата енергия. Често се срещат продукти, използвани като преносими туристически генератори, инсталации за използване на слънчева енергия.

• Двигател, като помпа (електротехник).

Двигателят се използва за инсталиране в контура отоплителни системи, спестяване на електрическа енергия.

• Двигател като помпа (нагревател).

В страни с топъл климат, двигателят се използва като помещения.

Стъртинг двигател на подводница:

• Двигател като помпа (охладител).

Почти всички хладилници в техния дизайн използват термопомпи, инсталирането на двигателя на Стърлинг, спестява ресурси.

• Двигател, като помпа, която създава ултра-ниски степени на отопление.

Устройството се използва като хладилник. За това процесът стартира в обратна посока. Агрегатите втечняват газ, охладени измервателни елементи в точни механизми.

• Двигател за подводна технология.

Летните кораби на Швеция и Япония работят през двигателя.

Стърлинг двигател като слънчева инсталация:

• Двигател като енергийна батерия.

Горивото в такива агрегати, сол се топи, двигателят се използва като източник на енергия. Моторът в захранващите резерви е пред химически елементи.

• Слънчев двигател.

Превръщате енергията на слънцето в електричество. Вещество в този случай, водород или хелий. Двигателят се поставя във фокуса на максималната концентрация на енергията на слънцето, създадена с помощта на параболична антена.

Основният принцип на експлоатация на двигателя на стридинг непрекъснато се редува и охлажда работната течност в затворен цилиндър. Обикновено въздушните действа като работна течност, но се използват и водород и хелий.

Цикълът на двигателя на Стърлинг се състои от четири фази и се разделя на две преходни фази: нагряване, разширяване, преход към източник на студ, охлаждане, компресия и преход към източник на топлина. Така, когато се движите от топъл източник до студен източник, има разширение и компресия на газа в цилиндъра. Това променя налягането, поради което можете да получите полезна работа. Тъй като теоретичните обяснения на крилото на учените на съпрузите, слушайте техните времена досадни, така че нека се обърнем към визуална демонстрация на двигателя на стерлинги.

Как се крие двигателят
1. Основният източник на топлина се загрява газ в долната част на топлообменния цилиндър. Генерираното налягане изтласква работното бутало.
2. Машината избутва случайното бутало надолу, като по този начин се движи нагрята въздух от дъното до охлаждащата камера.
3. Следва хладното и компресиране, работещото бутало намалява надолу.
4. Обширното бутало се издига, като по този начин се движи охладеният въздух в долната част. И цикълът се повтаря.

В машината "Стърлинг", работното бутално движение се измества с 90 градуса спрямо движението на буталото. В зависимост от знака на тази смяна, машината може да бъде двигател или термопомпа. Когато премествате 0 градуса, машината не произвежда никаква работа (с изключение на загубите на триене) и не го произвежда.

Друго изобретяване на стрилинг, което повишава ефективността на двигателя, се превръща в регенератор, който е камера, пълна с тел, гранули, гофрирано фолио за подобряване на топлопредаването на подложката на газ (на фигурата, регенераторът се заменя с ребрата на охлаждането радиатор).

През 1843 г. Джеймс Стърлинг използва този двигател във фабриката, където е работил като инженер по това време. През 1938 г. Philips инвестира в двигател с капацитет повече от двеста конски сили и връща повече от 30%.

Предимствата на двигателя Стърлинг:

1. всеядни. Можете да използвате всяко гориво, най-важното е да се създаде температурна разлика.
2. Нисък шум. Тъй като работата е изградена върху спад на налягането работна течностИ не на палеж на сместа, тогава шумът в сравнение с двигателя с вътрешно горене е значително по-нисък.
3. Лесен дизайн, следователно високата граница на безопасност.

Въпреки това, всички тези предимства в повечето случаи се пресичат от два големи недостатъка:

1. Големи размери. Работната течност трябва да бъде охладена и това води до значително увеличение на масата и размерите поради увеличените радиатори.
2. Ниска ефективност. Топлината не се подава директно на работния флуид, но само чрез стените на топлообменници, съответно загуба на ефективността на КЗД.

С развитието на двигателя с вътрешно горене, двигателят на Стърлинг си тръгна ... не в миналото, но в сянката. Той се управлява успешно като спомагателни електроцентрали върху подводници, в топлинни помпи върху топлоелектрически централи, като преобразуватели на слънчева и геотермална енергия в електрически, космически проекти са свързани със създаването на електроцентрали, работещи на радиоизотопна горива (радиоактивен разлагат се с температурно освобождаване Кой не знаеше). Кой знае, може би един ден двигателят на Стърлинг чака голямо бъдеще!