Mootori väline põlemispõhimõte. Sisepõlemismootor - ajaloo loomine. Stirling Modifikatsioonid "Beta"

Mootorites väline põletamine Kütuse põletamise protsess ja termilise ekspositsiooni allikas eraldatakse tööüksusest. See kategooria hõlmab tavaliselt auru- ja gaasiturbiini ning stirling mootoreid. Selliste seadmete esimesed prototüübid olid projekteeritud rohkem kui kaks sajandit tagasi ja kasutati peaaegu XIX sajandi jooksul.

Kui kiiresti areneva tööstuse jaoks olid vajalikud ja ökonoomsed energiaseadmed, tulid disainerid plahvatusohtlike aurumootorite asendamisega, kus tööorgan oli kõrge auru rõhu all. Seega esines väliseid põlemismootoreid, mis on XIX sajandi alguses jaotatud. Ainult mõne aastakümne jooksul jõudsid mootorid nihe sisepõlemine. Nad maksavad oluliselt odavamalt nende laialdasena.

Kuid tänapäeval vaatavad disainerid üha enam laialdase kasutamise väliseid põlemismootoreid. Seda seletavad nende eelistega. Peamine eelis on see, et sellised seadmed ei vaja hästi puhastatud ja kallis kütust.

Välised põlemismootorid on tagasihoidlikud, kuigi seni kulude ja hooldus maksab üsna kallis.

Stirlingi mootor

Üks kuulsamaid väliste põlemismootorite perekonna kuulsamaid esindajaid on segamismasin. Ta leiutati 1816. aastal, paranes korduvalt, kuid pärast seda oli pikka aega uuesti unustatud. Nüüd sai Stirling mootor teise sünnituse. Seda kasutatakse edukalt isegi välise ruumi uurimisel.

Stirling-masina töö põhineb suletud termodünaamilisel tsüklil. Perioodilised kokkusurumise ja laienemisprotsessid siin minna erinevatel temperatuuridel. Töövoo juhtimine toimub selle mahu muutmisega.

Stirling mootor võib töötada soojuspumbana, rõhu generaatorina jahutusseadmetena.

Selles mootoris madalal temperatuuril on gaasipressimine ja kõrge - selle laienemine. Parameetrite perioodilised muutused tekib erilise kolvi kasutamise tõttu, millel on nihutaja funktsioon. Soojuse töövedelikule samal ajal on varustatud väljaspoolläbi silindri seina. See funktsioon annab paremale

Vaatamata nende suurele jõudlusele kaasaegne mootor Sisepõlemine hakkab takistama. Tema. P. D. jõudnud, võib-olla selle piiri. Müra, vibratsioon, mürgistus-mürgistused ja muud selleks olevad puudused teevad teadlasi uusi otsuseid, vaadata läbi pikka aega "unustatud" tsüklite võimalusi. Üks "taaselustatud" mootoritest segatakse.

Tagasi 1816. aastal, Šoti preester ja teadlane Robert Stirling patenteeris mootorit, kus kütuse ja õhu põlemisvööndisse sisenedes ei kuulu kunagi silindri sees. Nad põletavad, vaid kuumutades selles asuvas töögaasi. See andis põhjust nimetada naasmise leiutise välise põlemismootoriga.

Robert Stirling ehitas mitu mootoreid; Viimane oli maht 45 liitrit. alates. Ja töötas Inglismaal kaevanduses rohkem kui kolm aastat (kuni 1847). Need mootorid olid väga rasked, hõivatud palju ruumi ja väljapoole meenutasid auru-sõidukeid.

Navigeerimise jaoks rakendati kõigepealt väliseid põlemismootoreid 1851. aastal swede John Ericksoni poolt. Nende ehitatud Ericksoni laev ületas Atlandi ookeani Ameerikast Atlandi ookeani Inglismaale, kusjuures elektrijaam koosneb neljast välisest põlemismootorist. Auru masinate vanuses oli see tunne. aga toitepunkt Erickson arendas ainult 300 liitrit. koos., mitte 1000, nagu oodatud. Mootoritel olid suured suurused (silindri läbimõõt 4,2 m, kolvi löögid 1,8 m). Söe tarbimine osutus mitte vähem kui auru masinad. Kui laev tuli Inglismaale, selgus, et mootorid ei sobi edasiseks tööks, kuna nad võitlesid silindrite põhjad. Ameerikasse naasmiseks pidin ma asendama mootoreid tavalise auru mootoriga. Teel tagasi laeva langes õnnetusse ja vajus kõik meeskonnaga.

Vähese tõusu välise põlemismootorite eelmise sajandi lõpus kasutati vee pumpamise majades, tööstusettevõtetes, sealhulgas Peterburi Nobeli taime (nüüd "vene diisel"), need paigaldati väikesed kohtud. Stirlingiti paljudes riikides, sealhulgas Venemaal, kus neid nimetati "soojuseks ja tugevuseks". Nad hindasid neid töö ohutuse eest, kui nad on auru sõidukitest erinenud.

Sisepõlemismootorite väljatöötamisega prüvimisseadmete jaoks unustatud. In entsüklopeedilise sõnastikus, Brograbaua ja Efron, on nende kohta kirjutatud: "Plahvatuste ohutus on kalorite masinate peamine soodne pool, tänu nende juurde pääseda, kui nad leiavad uute materjalide paremaks nende ehitamiseks ja määrimiseks. "

Juhtum ei olnud aga mitte ainult asjakohaste materjalide puudumisel. Oli veel teadmata, kaasaegseid termodünaamika põhimõtteid, eriti soojuse ja töö samaväärsust, ilma milleta ei olnud võimalik mootori põhielementide suurimaid suhte määrata. Väikese pinna soojusvahetid, mille tõttu töötas mootorid järglastega kõrge temperatuur Ja kiiresti ebaõnnestus.

Püüded parandada segamist võeti pärast Teist maailmasõda. Nende kõige olulisem oli see, et töögaasi hakati rakendama 100 atmini kokkusurutud ja kasutage õhku, vaid vesiniku, millel on kõrgem soojusjuhtivuse koefitsient, madal viskoossus ja lisaks mitteoksüdeerivad määrdeained.

Välise põlemismootori seade selle kaasaegne video joonisel fig. 1. Suletud ühel küljel on silinder kaks kolvi. Ülem-kolb-eesmärk on kiirendada töögaasi perioodilise kütmise ja jahutamise protsessi. See on õõnes suletud roostevabast terasest silindr, halvasti juhtiv soojus ja liigub väntühenduse mehhanismiga seotud varda.

Alumine kolb on töötaja (joonisel on näidatud ristlõikes). See edastab jõupingutusi vänt-ühendava mehhanismi kaudu õõnesarvad, sees, kus ostsillaatori varda läbib. Töö kolb on varustatud tihendusrõngastega.

Töötava kolvi all on puhvri konteiner, moodustades padjafunktsiooni, mis toimib hoorattafunktsiooni - siluda pöördemomendi eeskirjade eiramine energia energia valiku tõttu töötamise ajal ja tagastades selle mootori võllile kompressiooni ajal insult. Silindri mahu soojustamiseks ümbritsevast ruumist serveeri "pakkimisvarustuse" tüüp. Need on kummist torud ühe otsaga küpsetatud vardale ja teisele juhtumile.

Silindri ülemine osa puutub kütteseadmega kokku ja põhjaga - külmkapis. Seega eristatakse see "kuum" ja "külma" mahud, mis on vabalt teatatud torujuhtme abil, kus regeneraator asub (soojusvaheti). Regenerator täidetakse väikese läbimõõduga traadiga lihvimisega (0,2 mm) ja millel on kõrge soojusvõimsus (näiteks. P. D. Filipe regeneraatorid ületavad 95%).

Stirlingmootori töövoogu võib läbi viia ilma nihkumiseta, mis põhineb tööpruuruse kasutamisel Spooli turustaja kasutamisel.

Mootori alumises osas on väntne ühendav mehhanism, mis aitab kolvi vastastikust liikumist teisendada võlli pöörlemisse liikumiseks. Selle mehhanismi tunnusjoon on kahe kohalolek väntvõllidühendatud kahe käiguga spiraalsete hammastega üksteise poole. Ostsillaatori varras on seotud väntvõllidega läbi madalamate rockeri ja haagisega ühendava vardade kaudu. Töötaja kolvivarras ühendab väntvõllidega ülemise rockeri ja haagisega ühendava vardade kaudu. Süsteem identsed ühendavad vardad moodustab liikuva deformeeritava roomb, kust ja selle edastamise nimi on rombiline. Rhombiline edastamine annab vajaliku faasi nihke, kui kolvi liigub. See on täiesti tasakaalustatud, see ei tulene külgsuunas kolvivardad.

Kosmoses, Limited, töötavad kolb, on töötava gaasi - vesinik või heelium. Silindri gaasi kogumaht ei sõltu ümberpaigutaja asendist. Tööstusagaasi tihendamise ja laiendamisega seotud muutused töötava kolvi liikumise tõttu.

Kui mootor töötab, soojendatakse silindri ülemine osa pidevalt põlemiskambrist, millesse vedela kütus süstitakse. Silindri alumine osa jahutatakse pidevalt, näiteks külma veega, pumbatakse silindri ümbritseva vee särgi kaudu. Suletud Stirlingtsükkel koosneb neljast joonisel fig. 2.

Taktic I - jahutamine. Töötamine kolb on äärmise alumises asendis, ümberasustamine liigub üles. Samal ajal voolab töögaas "kuuma" mahust selle all "Külma" mahust. Läbi mööda teed läbi regeneraatori, annab töögaas talle osa tema soojusest ja seejärel jahutati "külma" mahus.

Tactc II - kokkusurumine. Ümberpaigutaja jääb ülemisse asendisse, töötav kolb liigub üles, pigistades töögaasi madalatel temperatuuridel.

Tact III - Küte. Töötamine kolb on ülemises asendis, ümberasulisus liigub alla. Samal ajal kiirustab kokkusurutud külma tööga gaasi alla ümberpaigutamise all vabastav ruum selle kohal. Teel läheb töögaas läbi regeneraatori, kus see on eelsoojendatud, see langeb silindri "kuuma" õõnsusesse ja soojeneb veelgi tugevamaks.

Tactc IV - laiendamine (töötamine). Küte, töögaas laieneb, liigutades ümberasustaja ja sellega töötava kolviga. Teostatud kasulik töö.

Stirlingil on suletud silinder. Joonisel fig. 3 ja teoreetilise tsükli (diagrammi V - P) diagramm. Vastavalt Abscissa teljele on silindri maht edasi lükatakse silindri koordinaatrõhu teljel. Esimene takt on isotermiline I-II, teine \u200b\u200besineb pideva mahus II-III, kolmas isotermiline III-IV, neljas - konstantse koguse IV-I-ga. Kuna surve kuuma gaasi laiendamisel (III-IV) on suurem kui rõhk külma gaasi kokkusurumise ajal (I-II), siis laienemise töö on rohkem kokkusurumise töö. Tsükli kasulikku toimimist saab graafiliselt kujutada kujul kõverjoonelise quadrandlungi I-II-III-IV kujul.

Tegelikus protsessis liiguvad kolb ja ümberpaigutaja pidevalt, kuna need on seotud vänt-ühendava mehhanismiga, mistõttu kehtiva tsükli diagramm on ümardatud (joonis 3, B).

Teoreetiline. P. D. Stirling mootor on 70%. Uuringud on näidanud, et praktikas on võimalik saada k. P. D., võrdne 50% -ga. See on oluliselt rohkem kui parimad gaasiturbiinid (28%), bensiinimootorid (30%) ja diiselmootorid (40%).

Stirling võib töötada bensiini, petrooleumi, diisli, gaasilise ja isegi tahke kütuse kallal. Võrreldes teiste mootoritega on tal pehmem ja peaaegu vaikne kursus. Seda seletab selle väikese tihenduse suhe (1,3 ÷ 1,5), lisaks suurendab silindri survet sujuvalt ja mitte plahvatust. Põlemissaadused on saadaval ka ilma mürata, kuna põletamine toimub pidevalt. Neis on suhteliselt vähesed toksilised komponendid, sest kütuse põletamine toimub pidevalt ja konstantse hapnikuga (α \u003d 1,3).

Rhombilise ülekandega segamine on täiesti tasakaalustatud, vibratsioon ei esine selles. Eriti selle kvaliteeti arvestati Ameerika insenerid, kes on loonud ühe silindri segamise maastiku kunstlikule satelliitsile, kus isegi väike vibratsioon ja läbimatu võib põhjustada orientatsiooni kaotuse.

Üks problemaatilistest küsimustest jääb jahutamiseks. Heitgaasidega segamisel manustatakse ainult 9% kütusest saadud soojusest, nii et näiteks selle installimisel oleks see radiaatori valmistamine umbes 2,5 korda rohkem kui kasutamisel bensiini mootor Sama võim. Ülesanne lahendatakse laevade käitiste lihtsamaks, kus tõhusa jahutamise tagatakse piiramatu hulga keerulise veega.

Joonisel fig. 4 kujutab kahe silindri katla mootori osa Philips võimsusega 115 liitrit. alates. 3000 p / min, millel on silindrite horisontaalne asend. Iga silindri töömaht on 263 cm3. Pistons asuvad kolvid on ühendatud kahe läbimisega, mis võimaldasid täielikult tasakaalustada gaasijõudude ja teha ilma puhvri mahtudeta. Kütteseade on valmistatud põlemiskambri ümbritsevatest torudest, mille jaoks töögaas läheb. Jahedam teenib torukujulist külmkappi, mille kaudu haavatud veepumbad. Mootoril on kaks väntvõlliga ühendatud sõudmisvõlli kaudu Worm Gears'i kaudu. Mootori kõrgus on vaid 500 mm, mis võimaldab see paigaldada põrandakate all ja seega vähendada masinaruumi mõõtmeid.

Stiring Power reguleerib peamiselt töögaasi rõhu muutmisega. Samal ajal, et säilitada soojendi konstantse temperatuuri ja kütusevarustus on samuti reguleeritav. Peaaegu kõik soojusallikad sobivad välise põlemismootori jaoks. On oluline, et see saaks muuta madala temperatuuriga energia kasulikuks operatsiooniks, mis ei ole võimelised sisepõlemismootoreid. Joonisel fig. 5 Seda võib näha, et kütteseadme temperatuuril on ainult 350 ° C. C. P. Stirling on isegi võrdne ≈ 20% -ga.

Stirling on ökonoomne - selle konkreetne kütusekulu on vaid 150 g / l. alates. tund. "Mootori Stirling-aku" energia paigaldamisel, mida kasutatakse Ameerika maapesade satelliitidel, on termiline aku hüdrauliline liitium, mis neelab soojuse ajal "valgustus" perioodi jooksul ja annab selle segamise, kui satelliit on varjus maa peal. Satelliidil on mootor seadistama 3 kW generaatori võimsusega 2400 p / min.

Loodud kogenud roller koos Stirling ja soojuse aku. Kasutamine soojuse ja Stirling aku allveelaeva võimaldab tal minna veealune positsioon mitu korda kauem.

Kirjandus

• 1. Smirnov G.V. Välised põlemismootorid. "Teadmised", M., 1967.
• 2. Dr. IR. R. I. Meijer. Der Philips - Stirlingmotor, MTZ, N 7, 1968.
• 3. Curtis Anthony. Kuum õhk ja muutuste tuul. Stirling mootor ja selle taaselustamine. Mootor (ENGL.), 1969, (135), N 3488.

Stirling Mootor, mis põhimõte töö on kvalitatiivselt erinev tavapärasest kogu Venemaa Föderatsiooni, üks kord viimase väärilise konkurentsi. Kuid mõnda aega unustasid nad temast. Kuna seda mootorit kasutatakse täna, milline on selle tegevuse põhimõte (artiklis, võite leida ka Stirling mootori jooniseid, näidates selgelt oma tööd) ja millised on tulevikus kasutatavad väljavaated, loetakse allpool.

Ajalugu

1816. aastal patenteeris Scotlandis Robert Stirling täna oma leiutaja auks. Esimesed kuumad õhu mootorid leiutati tema ees. Aga Stirling lisas seadme puhastaja, mida tehnilises kirjanduses nimetatakse regeneraatoriks või soojusvahetiks. Selle tõttu suurenes mootori jõudlus seadme hoidmisel soojuses.

Mootor tunnustas sel ajal kõige tugevam aurumasina, sest ta ei plaasinud kunagi. Tema ees tegi teiste mootorite, selline probleem toimus sageli. Vaatamata kiirele edule, kahekümnenda sajandi alguses loobus see selle arengust, kuna see muutus vähem ökonoomseks, võrreldes teiste sisepõlemismootoritega, mis ilmusid teised mootorid. Siiski kasutati segamist jätkuvalt mõnes tööstusharudes.

Mootori väline põletamine

Kõigi termiliste mootorite käitamise põhimõte on see, et gaasi saamiseks on vaja suured mehaanilised jõupingutused laiendatud olekus kui külmas surumisel. Selle visuaalse demonstreerimiseks saate veeta kogemusi kahe külma veega täis kastruga, samuti pudelit. Viimane langetatakse külma vette, pistik läbi pistik, seejärel viiakse kuumale. Sel juhul hakkab pudelisse gaasi toimima mehaaniline töö ja surub pistikut. Esimene väline põlemismootor põhines sellel protsessil täielikult. Tõsi, hiljem leiutaja arusaadav, et osa soojust saab kuumutamiseks kasutada. Seega on jõudlus oluliselt suurenenud. Kuid isegi see ei aidanud mootoril muutuda tavaliseks.

Hiljem parandas Erickson Rootsist insener projekteerimise, pakkudes jahutamist ja soojust gaasi konstantse rõhu asemel. Selle tulemusena hakkasid palju koopiaid kasutama kaevandustes töötamiseks laevadel ja trükikojas. Aga meeskonnad olid nad liiga rasked.

Philips Välised põlemismootorid

Sellised mootorid on järgmised:

• auru;
• parroiditurbiin;
• Stirling.

Viimane vaade ei tekitanud vähese töökindluse ja teiste mitte kõrgeimate hindade tõttu võrreldes teiste agregaatide liikidega. Kuid 1938. aastal jätkas Philips tööd. Mootorid hakkasid teenima generaatorite draivide jaoks inElektrikaalades. 1945. aastal leidsid ettevõtte insenerid need pöördvanemaks kasutamiseks: kui võll on elektrimootori eemaldanud, siis silindripea jahutamine on miinus sada üheksakümmend kraadi Celsiuse järgi. Siis otsustati rakendada täiustatud segamismootor külmutusseadmetes.

Toimimispõhimõte

Mootori tegevus seisneb termodünaamilistes tsüklites, milles kompressioon ja laienemine toimub erinevatel temperatuuridel. Samal ajal rakendatakse töövedeliku voolu reguleerimist erineva mahu (või survet sõltuvalt mudelist). See on enamuse töö põhimõte sarnased masinadmillel võib olla erinevad funktsioonid ja konstruktiivsed skeemid. Mootorid võivad olla kolb või pöörlevad. Masinad oma sisseseade töötavad soojuspumbad, külmikud, rõhugeneraatorid ja nii edasi.

Lisaks on avatud tsükli mootoreid, kus voolukontrolli rakendatakse ventiili abil. On neid nimetatakse Erikson mootorid, välja arvatud üldine nimi Schirling nimi. ICC-s viiakse kasulikku tööd läbi pärast õhu, kütuse süstimise eelnevalt kokkusurumist, segu soojendamist segu põletamiseks ja laienemiseks.

Stirling Mootor Kasutamise põhimõte on sama: madalatel temperatuuridel, kokkusurumine toimub ja suure laienemisega. Kuid erinevatel viisidel toimub kuumutamine: soojus tarnitakse läbi silindri seina väljastpoolt. Seetõttu sai ta välispõletamise mootori nime. Stirling kasutatud perioodilise muutuse temperatuuri muutustega kolviga. Viimane liigutab gaasi ühest silindrilisest õõnsusest teise. Ühest küljest on temperatuur pidevalt madal ja teisel - kõrgel. Kui kolv liigub üles, liigub gaas kuumast külmast õõnsusele ja alla - naaseb kuumale. Esiteks annab gaas külmkappile palju soojust ja seejärel kütteseadmest saab nii palju kui ma andsin. Regeneraator asetatakse kütteseadme ja külmkapi vahele - õõnsus, mis on täis gaasi soojuse materjaliga. Regenerator tagastab selle vastupidise kursusega.

Ümberpaigutussüsteem on ühendatud külma külma töötava kolvipressiga gaasiga ja võimaldab sooja laiendamist. Väiksema temperatuuri kompressiooni tõttu tekib kasulik töö. Kogu süsteem liigub vahelduvate liikumiste ajal neli tsüklit. Käesolevas asjas väntühendusmehhanism annab järjepidevuse. Seetõttu ei täheldata teravaid piire tsükli etappide vahel ja segamine ei vähene.

Arvestades kõiki ülaltoodut, soovitab see see mootor kolvi masin välise soojusvarustusega, kus töövedelik ei jäta suletud ruumi ja seda ei asendata. Stirling Mootori joonised illustreerivad hästi seadet ja selle tegevuse põhimõtet.

Töö üksikasjad

Päikese, elektrienergia, tuumaenergia või mõne muu soojusallikaga saab energiat energiasse energiat varustada. Põhimõte oma keha on kasutada heeliumi, vesiniku või õhku. Ideaalne tsükkel on termiline maksimaalne võimalik efektiivsus võrdne kolmkümmend nelikümmend protsenti. Aga tõhusa regeneratoriga suudab ta rohkem töötada kõrge efektiivsusega. Regenereerimine, küte ja jahutus Avage sisseehitatud soojusvahetid ilma õlita. Tuleb märkida, et mootori määrdeained vajavad väga vähe. Silindri keskmine rõhk on tavaliselt 10 kuni 20 MPa. Seetõttu on olemas suurepärane tihendussüsteem ja töötajate sisenemise võimalus.

Võrdlevad omadused

Enamik selliseid mootoreid kasutatakse tänapäeval vedelkütust. Samal ajal on pidev surve lihtne juhtida, mis aitab vähendada heitkoguseid. Klappide puudumine pakub vaikset tööd. Võimsus massiga on võrreldav turbolaadurite mootoritega ja toodanguga saadud spetsiifiline võimsus on võrdne diislikütuse indikaatoriga. Kiirus ja pöördemoment ei sõltu üksteisest.

Mootori tootmise maksumus on mootori puhul palju suurem. Aga kui käitamisel selgub vastupidine joonis.

Kasu

Igal Stirling Mootori mudelil on palju eeliseid:

• Kaasaegse disaini tõhusus võib jõuda kuni seitsekümmend huvi.
• Mootoris ei ole süsteemi kõrge pingete süütamine, jaotus Vala ja ventiilid. See ei ole vaja kogu kasutusaja jooksul kohandada.
• Ei ole plahvatus stirkingid, nagu sisepõlemismootor, mis suuresti koormab väntvõll, laagrid ja ühendavad vardad.
• Neil ei ole mõju, kui nad ütlevad, et "mootori varisemine".
• Seadme lihtsuse tõttu saab seda kasutada pikka aega.
• See võib töötada nii küttepuid kui ka tuuma- ja muu kütuse tüübi puhul.
• Põlemine toimub väljaspool mootorit.

Puudused

Taotlus

Praegu segamise mootor generaatoriga kasutatakse paljudes valdkondades. See on universaalne elektrienergia allikas külmikud, pumbad, allveelaevad ja päikeseenergia elektrijaamad. Tänu taotlusele erinevat tüüpi Kütus on saadaval selle laialdaseks kasutamiseks.

Taaselustamine

Need mootorid hakkasid Philipsile uuesti arenema. Kahekümnenda sajandi keskel sõlmisid temaga üldised mootorid. Ta juhtis arengut prügikaste kasutamiseks kosmoses ja veealuses seadmes, laevadel ja autodel. Nende järgimine, teine \u200b\u200bettevõte Rootsi, United Stirling, hakkas osalema nende arendamise, sealhulgas võimalik kasutada

Tänapäeval lineaarne mootor Stirling rakendatakse veealuste, kosmiliste ja päikesepaikade paigaldamisel. Suur huvi selle vastu on põhjustatud keskkonnaolukorra halvenemise asjakohasusest ning müra vastast võitlust. Kanadas ja USAs, Saksamaal ja Prantsusmaal ja Jaapanis aktiivsed otsivad selle kasutamise arendamist ja parandamist.

Tulevik

Selgesõnalised eelised, millel on kolviv ja segamine, mis koosneb suures töösiseses töös, erineva kütuse, vaikuse ja madala toksilisuse kasutamine, muudavad selle sisepõlemismootori taustal väga paljutõotavaks. Siiski, võttes arvesse asjaolu, et jää on kogu aja jooksul paranenud, ei saa seda kergesti ümber lükata. Ühel või teisel viisil on selline mootor, mis on tänapäeval juhtpositsioon ja nad ei kavatse neid lähitulevikus neid võtta.

Välised põlemismootorid hakkasid kasutama, kui inimesed vajavad võimsat ja majanduslikku energiaallikat. Enne seda kasutati aururajatisi, kuid nad olid plahvatusohtlikud, kuna nad kasutasid surve all kuuma auru. 19. sajandi alguses said nad välise põlemisega seadmeid ja mõne teise kümne aasta järel leiutati sisepõlemisega juba tuttavad seadmed.

Seadmete päritolu

19. sajandil seisis inimkond probleemiga silmitsi, mis oli see, et aurukatlad olid liiga sageli plahvatatud ja neil oli ka tõsiseid konstruktiivseid vigu, mis kasutasid nende kasutamist soovimatuks. Väljund leiti 1816. aastal Šoti preester Robert Stirlingi poolt. Neid seadmeid saab nimetada ka "kuuma õhkmootorid", mida rakendatakse veel 17. sajandil, kuid see mees lisas puhtama puhtamaks regenerator, mida praegu nimetatakse leiutiseks. Seega mootori välise põlemismootor suutis oluliselt suurendada paigaldamise jõudlust, kuna see säilitas sooja tööpiirkonnas soojuse, samas kui töövedelik jahutati. Sellepärast suurenes kogu süsteemi tõhusus oluliselt.

Sel ajal kasutati leiutist üsna laialdaselt ja oli selle populaarsuse tõus, kuid aja jooksul peatus see selle kasutamisel ja nad unustasid temast. Steam-seadmed ja mootorid, kuid juba tuttavad sisepõlemisega, tuli välise põlemise seadmete asendamiseks asendama. Jällegi mäletasid nad ainult 20. sajandil.

Paigaldustöö

Välise põlemismootori kasutamise põhimõte on see, et see asendab pidevalt kahte etappi: töövedeliku küte ja jahutamine suletud ruumis ja energia saamisel. See energia tekib tingitud asjaolust, et töövedeliku maht muutub pidevalt.

Kõige sagedamini muutub tööaine selliste seadmetega õhku, kuid seda on võimalik kasutada heeliumi või vesinikku. Sel ajal oli leiutis arengutapis sellised ained lämmastikuoksiidi, freonide, veeldatud propaani-butaanina kasutati eksperimentidena. Mõnes proovis püüdsid nad isegi taotleda tavaline vesi. Tuleb märkida, et välise põlemismootor, mis käivitati veega tööainena, eristati asjaoluga, et tal oli üsna suur konkreetne võimsus, kõrgsurveJa ta ise oli piisavalt kompaktne.

Esimene mootori tüüp. "Alpha"

Esimene mudel, mida kasutati, sai Alpha Stirling. Selle disaini eripära on see, et sellel on kaks võimsusega kolvi erinevates silindrites. Üks neist oli piisavalt kõrge temperatuur ja oli kuum, teine, vastupidi, külm. Kõrge temperatuuriga soojusvaheti sees oli kuum paari silindri-kolvipaari. Külma auru oli madala temperatuuriga soojusvaheti sees.

Välispõletamise termilise mootori peamised eelised olid asjaolu, et neil oli suur võimsus ja maht. Siiski oli kuuma paari temperatuur samal ajal liiga suur. Selle tõttu tekkisid mõned tehnilised raskused selliste leiutiste valmistamise protsessis. Selle seadme regeneraator on kuuma ja külma ühendava torude vahel.

Teine proov. "Beta"

Teine valim oli beeta-stõõsandmudel. Peamine konstruktiivne erinevus oli see, et seal oli ainult üks silinder. Üks tema otsad teenis kuuma paari ja teine \u200b\u200bots jäi külmaks. Selle silindri sees kolis kolvi, kust toite saab eemaldada. Ka sees oli ümberasustaja, kes vastutas kuuma tööala mahu muutmise eest. Selles seadmes kasutati gaasi, mis pumbati külma tsoonist regeneraatori kaudu kuumaks. Seda tüüpi välise põlemismootori valduses oli regeneraator välise soojusvaheti kujul või kombineeriti kolvi ümberpaigutamisega.

Viimane mudel. "Gamma"

Viimased liigid see mootor Steel "gamma" Stirling. See tüüp erines mitte ainult kolvi olemasolust, samuti ümberasustaja juuresolekul ning ka asjaolu, et kaks silindrit olid juba oma disainis. Nagu esimesel juhul, oli üks neist külm ja seda kasutati võimu võtmiseks. Kuid teine \u200b\u200bsilinder, nagu eelmisel juhul, oli külm ühest otsast ja kuumalt teisest. Siin ümberasunud ümberkorraldaja. Sisse kolvi mootor Väline põlemisel oli ka regeneraator, kes võiks olla kahte tüüpi. Esimesel juhul oli see väline ja ühendatud selliseid struktuuriosasid külma ja esimese silindri kuuma silindri tsoonina. Teine tüüp on sisemine regeneraator. Kui seda võimalust kasutati, lisati see ümberpaigutaja kujundusse.

Rigirlite kasutamine on õigustatud, kui on vaja lihtsat ja väikese termilise muundur. Seda saab kasutada ka siis, kui temperatuuri erinevus ei ole piisavalt kõrge, et kasutada gaasi- või auruturbiinide kasutamist. Väärib märkimist, et tänapäeval hakati selliseid proove kasutama sagedamini. Näiteks kasutatakse turistide autonoomseid mudeleid, mis on võimelised töötama gaasipõletiga.

Seadmete rakendamine Praegu

Tundub, et selline vana leiutis ei saa meie päevadel kasutada, kuid see ei ole. NASA tellis segamisliigi välise põlemismootori, kuid tööainena tuleks kasutada tuuma- ja radioisotoopi soojusallikaid. Lisaks saab seda edukalt kasutada järgmistel eesmärkidel:

• Kasutage sellist mootori mudel pumba vedelikuks on palju lihtsam kui tavaline pump. Paljudel viisidel on see tingitud asjaolust, et kolvi saab pumbatud vedelikku kasutada. Lisaks jahtub see töö keha. Näiteks sellist tüüpi pump "saab kasutada vee pumpamiseks niisutus-kanalitena, kasutades selleks päikese soojust.
• Mõned külmikute tootjad kalduvad selliseid seadmeid installima. Toodete maksumus suudab vähendada ja külmutusagensina võib kasutada tavalist õhku.
• Kui ühendate selle tüübi välise põlemismootori soojuspumbaga, saate optimeerida termilise võrgu toimimist majas.
• Navy Rootsi allveelaevadel kasutatakse päris edukalt strirlingit. Fakt on see, et mootor töötab vedelas hapnikku, mida hiljem kasutatakse hingamiseks. Allveelaeva jaoks on see väga oluline. Lisaks on sellistel seadmetel üsna madal müratase. Loomulikult on seade piisavalt suur ja vajab jahutamist, kuid see on need kaks tegurit, mis on ebaolulised, kui me räägime allveelaevast.

Mootori kasutamise eelised

Kui me kasutame kaasaegseid meetodeid disaini ja kokkupaneku ajal, siis on võimalik tõsta välise põlemismootori tõhusust 70% -ni. Selliste proovide kasutamisel on kaasas järgmine positiivsed omadused:

• Üllatuslikult pöördemoment käesolevas leiutises on peaaegu sõltumatu pöörlemiskiirusest väntvõlli.
• Selles jõudu agregaat Ei ole elemente nagu süüte süsteem ja klapisüsteem. Siin ei ole ka nukkvõlli.
• On üsna mugav, et kogu kasutusperioodi jooksul ei ole vaja seadmeid ja seadmete seadistamist vaja kohandada.
• Mootori mudeli andmed ei suuda "variseda". Sease lihtsaim disain võimaldab teil täielikult ära kasutada täielikult väljalülitamisrežiimis üsna pikka aega.
• Võite kasutada peaaegu kõike küttepuude ja lõpetades uraani kütuse allikas energia.
• Loomulikult on välise põlemismootoris ainete põlemisprotsess läbi läbi väljaspool. See aitab kaasa asjaolule, et kütus on täielikult ja mürgiste heitmete hulk on minimaalne.

Puudused

Loomulikult ei ole leiutis pühendatud. Kui me räägime selliste mootorite minust, on nad järgmised:

1. Tulenevalt asjaolust, et põletamine toimub väljaspool mootorit, tekib saadud soojuse eemaldamine radiaatori seinte kaudu. Need jõud suurendab seadme mõõtmeid.
2. Materjali tarbimine. Selleks, et luua kompaktne ja tõhus mootori mudeli segamine, on vaja kvaliteetset kuumuskindel terase, mis talub suure rõhu ja kõrge temperatuuri. Lisaks peab olema madal soojusjuhtivus.
3. Kui määrdeaine peab ostma erivahendKuna tavalised klapid kõrgetel temperatuuridel, mis on saavutatud mootoris.
4. Et saada piisavalt kõrge konkreetse võimsuse, on vaja kasutada kas vesiniku või heeliumi kui töökorras.

Vesinik ja heelium kui kütusena

Saamine suur jõudLoomulikult on vaja siiski mõista, et vesiniku või heeliumi kasutamine on üsna ohtlik. Vesinik, näiteks ise on piisavalt plahvatusohtlik ja kõrgetel temperatuuridel loob see ühendused metallhüdriidid. See juhtub siis, kui vesinik lahustatakse metallist. Teisisõnu, see suudab silindri hävitada seestpoolt.

Lisaks on vesinik ja heelium lenduvad ained, mida iseloomustab kõrge tungiv võime. Kui see on lihtsam rääkida, siis nad on kergesti nähtavad läbi peaaegu kõik tihendid. Ja aine kaotus tähendab töörõhu kahjumit.

Rotary Väline põlemismootor

Sellise auto süda on pöörleva paisumismasin. Mootoritele S. väline tüüp Põletamine See element on esindatud õõnsa silindri kujul, mis on kaetud mõlema poole kattega. Selleks on rootoril ratta välimus, mis istutatakse võllile. Sellel on ka teatud hulk p-kujulist laiendatud plaate. Nende laienduse jaoks kasutatakse spetsiaalset sissetõmmatavat seadet.

Väline põlemismootor LUKYANOVA

Juri Lukyanov on Pihkva Polytechnic Instituudi teadlane. Ta on juba ammu arendanud uusi mootorite mudeleid. Teadlane püüdis teha selliseid elemente nagu käigukast, nukkvõll ja väljalasketoru uutes mudelites. Stirlingi seadmete peamiseks puuduseks oli see, et neil oli liiga suured mõõtmed. See oli teadlase puudumine ja õnnestus kõrvaldada asjaolu, et terad asendati kolviga. See aitas vähendada kogu disaini suurust mitu korda. Mõned näitavad, et saate teha välise põlemismootori oma kätega.

Välise põlemise mootorid

Energiasäästuprogrammi rakendamise oluline osa on pakkuda autonoomseid elektrienergia allikaid ja väikeste elamumajanduse üksuste ja tarbijate tsentraliseeritud võrgustike kaugjuhtimist. Nende ülesannete lahendamiseks sobivad kõige paremini uuenduslikud elektrienergia ja soojuse tootmiseks elektrienergia ja soojuse tootmiseks. Kütusena võib kasutada nii traditsioonilisi kütuseid ja nendega seotud naftagaasi, puidust kiibidest saadud biogaasi jne.

Viimase 10 aasta jooksul suurenenud hinnad fossiilkütuste suurenenud tähelepanu CO 2 heitkoguseid, samuti kasvav soov peatada sõltuvalt fossiilkütustest ja täielikult tagab energiaga. See oli suurte tehnoloogiaturgude väljatöötamise tagajärg, mis suudab suurendada biomassi energiat.

Välised põlemismootorid leiutati peaaegu 200 aastat tagasi 1816. aastal. Koos auru mootoriga peetakse kahte ja neljataktilise sisepõlemise mootoriga väliseid põlemismootoreid üheks mootorite jaoks üheks liiki. Need olid loodud mootorite loomiseks, mis oleksid ohutumad ja tootlikumad kui aurumootor. 18. sajandi alguses põhjustas sobivate materjalide puudumine plahvatuste tõttu arvukaid surmajuhtumeid aurumootoridRõhk.

Väliste põlemismootorite märkimisväärne turg moodustati 18. sajandi teisel poolel, eelkõige väiksemate rakenduste tõttu, kus neid saaks ohutult tegutseda ilma kvalifitseeritud ettevõtjate vajalikkuseta.

Pärast 18. sajandi lõpus kadunud sisepõlemismootori leiutamist kadusid väliste põletusmootorite turg. Sisepõlemismootori tootmise maksumus võrreldes välise põlemise tootmiskuludega on madalam. Sisepõlemismootorite peamine puudus on see, et nende töö jaoks on vaja puhastada, fossiilkütust, süsinikdioksiidi heitkoguseid, kütust. Kuid alles hiljuti oli fossiilkütuste maksumus madal ja CO2 heitkogused ei pööranud tähelepanu pöörata.

Välise põlemismootori põhimõte

Erinevalt laialdaselt tuntud sisepõlemisprotsessist, milles kütus mootori sees põletatakse, juhib välise põlemismootori välise soojusallikaga. Või täpsemalt juhivad seda temperatuuri erinevusi välised allikad Küte ja jahutus.

Need välised kuumutus- ja jahutusallikad võivad vastavalt biomassi ja jahutusvee heitgaaside olla vastavalt. Protsess toob kaasa mootorile paigaldatud generaatori pöörlemise, kusjuures energiat toodetakse energiat.

Kõik sisepõlemismootorid toiteallikate temperatuuri erinevused. Bensiin diiselmootorid Ja välised põlemismootorid põhinevad funktsioone, mida külma õhu tihendamiseks on vähem pingutusi kui kuuma õhu surumiseks.

Bensiini ja diiselmootorid imevad külma õhku ja suruma seda õhku enne, kui seda soojendatakse sisepõlemise protsessis, mis esineb silindri sees. Pärast õhu kuumutamist kolvi kohal liigub kolv, kusjuures õhk laieneb. Kuna õhk on kuum, jõu varras on suur. Kui kolb alumine, asendatakse ventiilid avatud ja kuuma heitgaasid uue värske, külma õhuga. Kui kolv liigub külma õhk on kokkusurutud ja jõud kolb varras on väiksem kui siis, kui see liigub alla.

Väline põlemismootor töötab vastavalt veidi erinevale põhimõttele. See ei ole klapid, see on hermeetiliselt suletud ja õhk kuumutatakse ja jahutatakse kuuma ja külma ahela soojusvahetite abil. Sisseehitatud pump, mis ajendab kolvi liikumist, pakub seal õhu liikumist nende kahe soojusvaheti vahel. Õhu jahutuse ajal külma ahela soojusvahetusaparaadis surub kolv õhku.

Pärast kokkusurumist kuumutatakse õhk kuuma kontuuri soojusvahetusaparaadis enne, kui kolb hakkab liikuma vastupidises suunas ja kasutage mootori aktiveerimiseks kuuma õhu laiendust.