Variklio maišymo trūkumai. Išorinis degimo variklis gali būti pagamintas iš alavo. Vykdymo "alfa" dizainas

Išorės degimo varikliai pradėjo naudoti, kai žmonėms reikia galingo ir ekonominio energijos šaltinio. Prieš tai buvo naudojami garo įrenginiai, tačiau jie buvo sprogi, nes jie buvo naudojami karštu garais. XIX a. Pradžioje jie gavo išorinių degimo įrenginius, o po kitų dešimčių metų buvo išrasti pažįstami įrenginiai su vidaus deginimu.

Prietaisų kilmė. \\ T

XIX a. Žmonija susidūrė su problema, kuri buvo ta, kad garo katilai buvo pernelyg dažnai sprogti, taip pat turėjo rimtų konstruktyvių trūkumų, kurie padarė nepageidaujamą. Išvestą 1816 m. Rasta Škotijos kunigo Roberto Stirling. Šie įrenginiai taip pat gali būti vadinami "karšto oro varikliais", kurie vis dar buvo taikomi XVII a., Tačiau šis žmogus pridėjo švaresnį "Regenerator" šiuo metu vadinamas išradimu. Taigi variklio išorinis degimo variklis galėjo gerokai padidinti diegimo veikimą, nes jis išlaikė šilumą šiltoje darbo zonoje, o darbo skystis buvo aušinamas. Dėl šios priežasties visos sistemos efektyvumas buvo gerokai padidintas.

Tuo metu išradimas buvo naudojamas gana plačiai ir buvo jo populiarumas, bet laikui bėgant jis buvo sustabdytas jį naudoti, ir jie pamiršo apie jį. Garų įrenginiai ir varikliai, bet jau pažįstami, su vidaus degimo metu atėjo pakeisti išorinio degimo įrangą. Vėlgi, jie prisiminė tik XX a.

Montavimo darbai

Išorinio degimo variklio veikimo principas yra tas, kad jis nuolat pakaiša du etapus: darbo skysčio šildymas ir aušinimas uždaroje erdvėje ir energijai. Ši energija atsiranda dėl to, kad darbo skysčio tūris nuolat keičiasi.

Dažniausiai tokių prietaisų darbinė medžiaga tampa ore, tačiau ji yra įmanoma naudoti helio ar vandenilio. Tuo metu išradimas buvo vystymosi etape, tokios medžiagos kaip azoto dioksidas, freonas, suskystintų propano-butanas buvo naudojami kaip eksperimentai. Kai kuriais pavyzdžiais jie bandė taikyti net paprastas vanduo. Verta pažymėti, kad išorinis degimo variklis, kuris buvo pradėtas su vandeniu, kaip dirbanti medžiaga, buvo išskirti tuo, kad jis turėjo gana didelę galią, aukštą spaudimą, ir jis buvo gana kompaktiškas.

Pirmojo tipo variklis. "Alpha"

Pirmasis naudojamas modelis tapo alfa Stirling. Savo dizaino ypatumas yra ta, kad atskirose cilindruose yra dvi galios stūmokliai. Vienas iš jų turėjo pakankamai aukštos temperatūros ir buvo karšta, kita, priešingai, šalta. Viduje šilumokaičio viduje su aukšta temperatūra buvo karšta pora cilindro stūmoklio. Šaltas garas buvo šilumokaičio viduje su žema temperatūra.

Pagrindiniai išorinio degimo šiluminio variklio privalumai buvo tai, kad jie turėjo didelę galią ir tūrį. Tačiau karšto poros temperatūra tuo pačiu metu buvo per didelis. Dėl to keletas techninių sunkumų atsirado tokių išradimų gamybos procese. Šio įrenginio regeneratorius yra tarp karštų ir šaltų sujungimo vamzdžių.

Antrasis mėginys. "Beta"

Antrasis mėginys buvo beta Stirling modelis. Pagrindinis konstruktyvus skirtumas buvo tas, kad buvo tik vienas cilindras. Vienas iš jo galų tarnavo kaip karšta pora, o kitas baigėsi šalta. Šiame cilindre viduje stūmoklis buvo perkeltas iš kurio galia gali būti pašalinta. Taip pat viduje buvo poslinkis, kuris buvo atsakingas už karšto darbo zonos apimties keitimą. Šioje įrangoje buvo naudojama dujos, kurios buvo pumpuojamas iš šalto zonos iki karšto per regeneratorių. Šis išorinio degimo variklio tipas turi regeneratorių išorinio šilumokaičio pavidalu arba kartu su stūmoklio poslinkiu.

Naujausias Modelis. "Gama"

Paskutinės rūšys Šis variklis Plieno "gama" Stirling. Šis tipas skyrėsi ne tik stūmoklio, taip pat poslinkio, taip pat tai, kad du cilindrai jau buvo dizaino. Kaip ir pirmuoju atveju, vienas iš jų buvo šaltas ir jis buvo naudojamas vartoti. Tačiau antrasis cilindras, kaip ir ankstesniame atveju, buvo šalta nuo vieno galo ir karšto iš kito. Čia išstumtas poslinkis. Į stūmoklio variklis Išorinis deginimas taip pat turėjo regeneratorių, kuris galėtų būti dviejų tipų. Pirmuoju atveju tai buvo išorinis ir sujungtos tokios struktūrinės dalys kaip karšto cilindro zona su šaltu, taip pat su pirmuoju cilindru. Antrasis tipas yra vidinis regeneratorius. Jei ši parinktis buvo naudojama, jis buvo įtrauktas į perkėlimo dizainą.

Stillings naudojimas yra pateisinamas, jei reikalingas paprastas ir mažas šilumos energijos konverteris. Jis taip pat gali būti naudojamas, jei temperatūros skirtumas nėra pakankamai didelis naudoti dujų ar garų turbinas. Verta pažymėti, kad šiandien tokie mėginiai pradėjo naudoti dažniau. Pavyzdžiui, naudojami autonominiai turistų modeliai, kurie gali dirbti iš dujų degiklio.

Prietaisų taikymas šiuo metu

Atrodytų, kad toks senas išradimas negali būti naudojamas mūsų dienomis, tačiau tai nėra. NASA užsakė išorinį degimo variklį Stirlingo tipo, tačiau branduolinių ir radioIsotopeopo šilumos šaltiniai turėtų būti naudojami kaip darbinė medžiaga. Be to, jis taip pat gali būti sėkmingai naudojamas šiems tikslams:

• Naudokite tokį variklio modelį į siurblio skystį yra daug lengviau nei įprastas siurblys. Daugeliu atžvilgių tai yra dėl to, kad stūmoklis gali būti naudojamas pats pumpuojamas skystis. Be to, jis atvės su darbo kūnu. Pavyzdžiui, tokio tipo "siurblys" gali būti naudojamas vandens siurbimui į drėkinimo kanalus, naudojant saulės šilumą.
• Kai kurie šaldytuvų gamintojai linkę įdiegti tokius įrenginius. Produktų kaina galės sumažinti, o kaip šaltnešį galima naudoti paprastą orą.
• Jei sujungiate šio tipo išorinį degimo variklį su šilumos siurbliu, galite optimizuoti šiluminio tinklo veikimą namuose.
• Gana sėkmingai stirlings naudojami laivyno Švedijos povandeninėms. Faktas yra tai, kad variklis veikia ant skysto deguonies, kuris vėliau naudojamas kvėpavimui. Dėl povandeninio laivo tai labai svarbu. Be to, tokia įranga turi gana mažą triukšmo lygį. Žinoma, vienetas yra pakankamai didelis ir reikalauja aušinimo, bet tai yra šie du veiksniai, kurie yra nereikšmingi, jei kalbame apie povandeninį laivą.

Variklio naudojimo privalumai

Jei projektavimo ir surinkimo metu mes taikysime šiuolaikinius metodus, tada bus galima pakelti koeficientą naudingas veiksmas Išorinis degimo variklis iki 70%. Tokių mėginių naudojimas lydi taip teigiamos savybės:

• Stebėtina, kad šio išradimo sukimo momentas yra beveik nepriklausomas nuo alkūninio veleno sukimosi greičio.
• Šioje jėgos vienete nėra jokių elementų, pvz., Uždegimo sistemos ir vožtuvo sistemos. Čia taip pat nėra skirstomojo veleno.
• Tai gana patogu, kad per visą naudojimo laikotarpį nebūtina koreguoti įrangos ir konfigūruoti įrangą.
• Variklio modelio duomenys negali "stall". Paprasčiausias įrenginio dizainas leidžia jums naudoti gana ilgą laiką visiškai neprisijungus režimu.
• Jūs galite naudoti beveik viską nuo malkų ir baigiant urano kurą kaip energijos šaltinį.
• Žinoma, išorės degimo variklyje deginimo procesas yra atliekamas lauke. Tai prisideda prie to, kad degalai yra visiškai, o toksiškų išmetamųjų teršalų kiekis yra sumažintas.

Trūkumai

Žinoma, bet koks išradimas nėra atsidavęs. Jei kalbame apie tokių variklių minusus, jie yra tokie:

1. Dėl to, kad deginimas yra atliekamas už variklio ribų, gautos šilumos pašalinimas atsiranda per radiatoriaus sienas. Ši jėgos padidinti prietaiso matmenis.
2. Medžiagų suvartojimas. Norint sukurti kompaktišką ir efektyvų variklio modelio maišymą, būtina turėti aukštos kokybės atsparų šiluminį plieną, kuris gali atlaikyti didelį slėgį ir aukštą temperatūrą. Be to, turi būti mažas šilumos laidumas.
3. Kaip tepalas turės pirkti specialus įrankisNuo įprastų gaidžių, kai aukšta temperatūrakurie pasiekiami variklyje.
4. Norėdami gauti pakankamai aukštos specifinės galios, būtina naudoti vandenilį arba helį kaip dirbamą medžiagą.

Vandenilis ir helis kaip kuras

Gauti aukšta įtampaŽinoma, tai yra būtina, tačiau būtina suprasti, kad vandenilio ar helio naudojimas yra gana pavojingas. Vandenilis, pavyzdžiui, pati yra pakankamai sprogi, o aukštai temperatūrai sukuria jungtis, vadinamą metalhidritais. Tai atsitinka, kai vandenilis yra ištirpintas metalo. Kitaip tariant, jis gali sunaikinti cilindrą iš vidaus.

Be to, vandenilis ir heliumas yra lakiosios medžiagos, kurioms būdingas didelis skverbiantis gebėjimas. Jei tai yra lengviau kalbėti, tada jie lengvai mato beveik bet plombų. Ir cheminės medžiagos praradimas reiškia darbinio slėgio nuostolius.

Rotacinis išorinis degimo variklis

Tokio automobilio širdis yra rotacinė išplėtimo mašina. Varikliai S. išorinis tipas Degiklis Šis elementas yra atstovaujamas tuščiavidurio cilindro forma, kuri yra padengta dangteliais abiejose pusėse. Pats rotorius turi rato išvaizdą, kuris yra pasodintas ant veleno. Jame taip pat yra tam tikra P formos išplėstinių plokščių suma. Dėl jų pratęsimo naudojamas specialus įtraukiamas įrenginys.

Išorinis degimo variklis Lukyanova

Jurijus Lukyanovas yra Pskovo politechnikos instituto tyrinėtojas. Jis jau seniai plėtoja naujus variklių modelius. Mokslininkas bandė padaryti tokius elementus, tokius kaip pavarų dėžė, skirstomasis velenas ir išmetimo vamzdis naujuose modeliuose. Pagrindinis maišymo įrenginių trūkumas buvo tas, kad jie turėjo per didelius matmenis. Būtent šis mokslininko trūkumas ir sugebėjo pašalinti dėl to, kad peiliai buvo pakeisti stūmokliais. Tai padėjo kelis kartus sumažinti viso dizaino dydį. Kai kurie rodo, kad galite padaryti išorinį degimo variklį su savo rankomis.

Tik maždaug prieš šimtą metų varikliai vidaus deginimas. \\ T Turėjau užkariauti vietą, kurią jie užima šiuolaikiniame automobilyje žiauriai konkurencinėje kovoje. Tada jų pranašumas neatrodė taip akivaizdu, kaip šiandien. Iš tiesų, garo mašina - pagrindinis varžovas benzino variklis - Turite lyginant su juo su didžiuliais privalumais: tylus, paprastumas galios reguliavimo, gražios traukos charakteristikos ir nuostabi "omniergoruotas", leidžianti dirbti bet kuro forma nuo malkų iki benzino. Bet galiausiai, ekonomika, paprastumas ir patikimumas vidaus degimo variklių perėmė ir priversti suderinti su savo trūkumais, kaip neišvengiamumo.
1950-aisiais su dujų turbinų ir rotacinių variklių atsiradimu, užpuolimo steigimas monopolijos pozicijos, kurią užima vidaus degimo varikliai automobilių pramonėje, užpuolimas, kuris vis dar nebuvo karūnuotas su sėkme. Maždaug tais pačiais metais buvo bandoma atnešti į sceną naujas variklisKurių sąnaudų efektyvumas ir patikimumas benzino variklio su tylus ir "Omnivororuotas" garo gamyklos yra ryškiai derinamas. Tai garsus išorinis degimo variklis, kad Škotijos kunigas Robert Stirling patentuota rugsėjo 27, 1816 (anglų patentas Nr 4081).

Proceso fizika

Visų šiluminių variklių veikimo principas be išimties grindžiamas šildomųjų dujų plėtra, atliekamas didelis mechaninis darbas, nei reikia suspausti šalta. Norėdami tai įrodyti, pakankamai butelių ir du užpildai su karštu ir šaltu vandeniu. Iš pradžių butelis yra nuleistas į ledo vandenį, o kai oras yra aušinamas, kaklas yra prijungtas prie kištuko ir yra greitas karštu vandeniu. Po kelių sekundžių medvilnė pasiskirsto ir buteliuke šildoma dujų prijungia kištuką mechaninis darbas. Butelis gali būti grąžintas į ledo vandenį vėl - ciklas pakartos.
Cilinderyje, stūmokliai ir sudėtingi pirmojo Stirlingo svirtys, šis procesas buvo beveik tiksliai atkuriamas, kol išradėjas suprato, kad dalis šilumos buvo paimta nuo dujų vėsinimo metu, jis gali būti naudojamas daliniam šildymui. Mums reikia tik tam tikro konteinerio, kuriame būtų galima laikyti šilumą iš dujų vėsinimo metu ir vėl duokite jį kaitinant.
Bet, deja, netgi šis labai svarbus pagerėjimas nebuvo išsaugotas Stirlingo variklis. Iki 1885 m. Čia pasiekiami rezultatai buvo labai vidutiniški: 5-7 proc. KP, 2 litrai nuo. Galia, 4 tonų svorio ir 21 kubinių metrų okupuotos erdvės.
Išorinių degimo varikliai net nebuvo išsaugoti kito švediško inžinieriaus Erickson sukurtos dizaino sėkmės. Skirtingai nuo Stirling, jis pasiūlė šildymą ir aušinimą dujų ne pastoviam tūrybai, bet pastoviu slėgiu. 8 1887 Keletas tūkstančių mažų Ericson variklių puikiai dirbo spaustuvėse, namuose, kasyklose. Jie užpildė vandens rezervuarus, vedė liftų poveikį. Erickson bandė net pritaikyti juos vairuoti vežimus, bet jie buvo per sunkūs. Rusijoje prieš revoliuciją, daug tokių variklių buvo pagaminti pagal pavadinimą "Šilumos ir stiprumo".

Vienas iš perspektyvių mechaninės energijos šaltinių automobiliams yra išorinis degimo variklis, kurį sukūrė Škotija Gimtoji Robert Stirling prieš porą šimtmečių. Išorės degimo variklis Stirling dėl veikimo principo yra labai skiriasi nuo įprastų visiems. Tačiau tam tikru metu po vystymosi ji buvo saugiai pamiršta.

Sukūrimo istorija

1816 m. "Škotijos Robert Stirling Patentuavo šiluminį automobilį, kuris yra vadinamas garbės savo kūrėjui. Tačiau karšto oro variklių idėja buvo išrasta ne visai. Tačiau pirmasis sąmoningas projektas sukurti tokį agregatą buvo įgyvendintas tiksliai maišymas.

Jis pagerino sistemą pridedant švaresnį į ją, techninėje literatūroje, vadinamą šilumokaičiu. Dėl to variklio veikimas išaugo dėl to, kad jis būtų šiltas. Šis šiuo metu šis modelis buvo pripažintas patvarus, nes niekada nebuvo sprogęs.

Nepaisant tokios sparčios modelio skatinimo, XX a. Pradžioje nuo tolesnio išorinio kuro degimo variklio plėtros dėl savo išlaidų, susijusių su vidaus degimo varikliu.

Stirlingas variklis: veikimo ir pakeitimo principas

Bet kokio terminio variklio veikimo principas yra tas, kad yra nuoseklios mechaninės pastangos gauti dujas išplėstoje valstybėje. Kaip vizualinis pavyzdys, galite susidoroti su dviem padažais, pagal kuriuos jie yra užpildyti šaltu ir karštu vandeniu. Mažesnis šaltame vandenyje butelis su sūkuriniu kamščiu. Po to butelis perkeliamas į karštą vandenį.

Su šiuo judėjimu buteliuke dujos atlieka mechaninį darbą ir stumia kamštį nuo kaklo. Pirmasis išorinio degimo variklio modelis dirbo tuo pačiu principu. Tačiau vėliau kūrėjas suprato, kad dalis išleistos šilumos gali būti naudojama išgydyti. Iš įrenginio našumas padidėjo tik nuo jo.

Šiek tiek vėliau, inžinierius iš Švedijos Erickson pagerino dizainą, išleidus į priekį aušinimo ir šildymo dujų pastoviu slėgiu vietoj tūrio. Tai leido varikliui "judėti per karjeros laiptus" ir pradėti naudoti kasyklose ir spaustuvėse. Į įgulos I. transporto priemonė. \\ T Bendras buvo per sunkus.

Paveiksle rodomas maišymo variklio veikimo ciklas.

Kaip veikia maišymo variklis? Jis konvertuoja šiluminę energiją, apibendrina iš išorės, į naudingą mechaninį darbą. Šis procesas atsiranda dėl dujų ar skysčio cirkuliacinio dujų temperatūros pokyčių. Į vieneto apačioje, darbo medžiaga yra šildoma, padidėja tūrį ir stumia stūmoklio aukštyn.

Karštas oras patenka į viršutinę variklio dalį ir aušinama su radiatoriumi. Darbinio gripo slėgis yra sumažintas, o stūmoklis yra sumažintas, kad pakartų visą ciklą. Sistema yra visiškai uždaryta, todėl darbo medžiaga nėra išleista, bet tik juda ciklo viduje.

Be to, yra variklių su atvira ciklu, kuriame srauto valdymas yra įdiegtas naudojant vožtuvus. Šie modeliai vadinami Erixon varikliu. Apskritai išorinio degimo variklio veikimo principas yra panašus į variklį. Dėl Žemos temperatūros Jis yra suspaustas ir atvirkščiai. Šildymas atliekamas įvairiais būdais.

Šiluma išorinio degimo variklio tiekiamas per cilindro sieną iš išorės. Stirlingas atspėjo taikyti periodinį temperatūros pokytį su poslinkio stūmokliu. Šis stūmoklis perkelia dujas iš vienos cilindro ertmės į kitą. Tuo pačiu metu, viena vertus, žemos temperatūros yra nuolat prižiūrimos, o kita - aukšta. Kai stūmoklis yra perkeliamas į viršų, dujos juda nuo karšto ertmės.

Variklio poslinkio sistema yra prijungta prie darbo stūmoklio, kuris suspaudžia dujas šaltame ir leidžia išplėsti šiltą. Naudingas darbas atliekamas tik dėl suspaudimo žemesnėje temperatūroje. Tęstinumas užtikrinamas variklio jungimo mechanizmas. Nesilaikoma specialios ribos tarp ciklo etapų. Dėl to Stirlingo efektyvumas nesumažėja.

Kai kurios variklio darbo detalės

Teorijoje bet koks šilumos šaltinis (saulė, elektra, kuras) gali įvesti į išorinį degimo variklį. Variklio organizacijos veikimo principas yra naudoti helio, vandenilio ar oro. Terminis didžiausias galimas efektyvumas turi idealų ciklą. Efektyvumas yra nuo 30 iki 40%. Efektyvus regeneratorius gali suteikti daugiau didelis efektyvumas. Įmontuoti šilumokaičiai suteikia regeneraciją, mainų ir aušinimo Šiuolaikiniai varikliai. Jų privalumas yra darbas be aliejaus. Apskritai, tepalo variklis turi šiek tiek. Vidutinis slėgis cilindre skiriasi nuo 10 iki 20 MPa. Reikia geros sandarinimo sistemos ir naftos galimybė patekti į darbo ertmes.

Pagal teorinius skaičiavimus maišymo variklio efektyvumas yra labai priklausomas nuo temperatūros ir gali pasiekti net 70%. Labiausiai pirmieji metalo įrengiami variklių mėginiai turi mažą efektyvumą, nes aušinimo skysčio variantai buvo neveiksmingi ir ribojami didžiausia šildymo temperatūra, nebuvo atsparios struktūrinės medžiagos aukštas spaudimas. Antroje XX a. Pusėje bandymų metu variklis su rombiniais pavara viršijo 35% vandeninio šilumos nešiklio efektyvumo rodiklį ir 55 laipsnių Celsijaus temperatūrą. Dizaino gerinimas kai kuriuose eksperimentiniuose mėginiuose buvo įmanoma pasiekti beveik 39% efektyvumo. Beveik visi modernūs benzino varikliaiPanašios galios turintys turi 28-30% efektyvumą. Turbuoti dyzeliniai varikliai siekia apie 35%. Moderniausi maišymo variklių pavyzdžiai, kuriuos sukūrė mechaninės technologijos Inc Jungtinėse Amerikos Valstijose, rodo efektyvumą iki 43%.

Po karščiui atsparios keramikos ir kitų naujoviškų medžiagų, bus galima dar labiau padidinti terpę. Efektyvumas gali pasiekti net 60% tokiomis sąlygomis.

Yra keletas išorinio degimo variklio modifikacijų.

Modifikacija "Alpha"

Toks variklis susideda iš karštų ir šaltų atskirų galios stūmoklių, esančių jų pačių cilindruose. Jis yra šiltas į cilindrą su karštu stūmokliu, o šalta yra aušinimo šilumokaityje.

Modifikacija "Beta"

Šiame įgyvendinimo variante yra cilindras, kuriame yra stūmoklis, viena vertus, įjungia, o kitas atvėsinamas. Cilindro viduje perkelia poslinkį ir maitinimo stūmoklį. Pasitraukėjas yra skirtas pakeisti darbo dujų kiekį. Regeneratorius taip pat atlieka aušinamos darbo medžiagos grąžinimą į šildomą variklio ertmę.

Modifikacija "Gama"

Visi paprasti dizaino pakeitimai "Gamma" yra pagamintas iš dviejų cilindrų. Pirmasis yra visiškai šaltas. Tai daro galios stūmoklio judėjimą. Ir antrasis yra šaltas tik viena vertus, ir ant kitos - šildomos. Jis padeda perkelti išjūrio mechanizmą. Šalto dujų cirkuliacinis regeneratorius šiame pakeitime gali būti paplitęs tiek cilindrams ir būti įtraukti į poslinkio dizainą.

Išorinio degimo variklio privalumai

Šis variklio tipas yra nepretenzingas kuro atžvilgiu, nes jo darbo pagrindas yra temperatūros skirtumas. Kas sukėlė šį skirtumą - nesvarbu, kad labai svarbu. Stirlingas variklis turi paprastą dizainą ir nereikia papildomų sistemų ir Įrengimas. \\ T (Starteris, pavarų dėžė). Kai kurios variklio įrenginio savybės yra ilgo tarnavimo laiko garantija: variklis gali veikti nuolat maždaug per šimtą tūkstančių valandų. Kitas rimtas išorinio degimo variklio privalumas yra tylus. Būtent dėl \u200b\u200bto, kad cilindruose nėra detonacijos ir nereikia atsiimti išmetamųjų dujų. "Beta" modifikavimas yra ypač priskirtas prie šio parametro. Jo dizainas yra aprūpintas deimantų formos svirties strypo mechanizmu, kuris užtikrina vibracijų trūkumą veikimo metu. Ir galiausiai, ekologiškumas. Variklio cilindruose nėra procesų, kurie gali neigiamai paveikti aplinką.

Renkantis alternatyvius šilumos šaltinius (saulės energiją), Stirlingo variklis virsta tam tikra aplinkai nekenksminga maitinimo agregatas.

Išorinio degimo variklio trūkumai

Tokių variklių masinė gamyba šiuo metu neįmanoma. Pagrindinė problema yra medžiagos konsonansinė medžiaga. Variklio darbinio skysčio aušinimas reikalauja radiatorių įrengimo su dideliais kiekiais. Dėl to padidėja dydis. Sudėtingų darbo organų, pvz., Vandenilio ar helio, naudojimas kelia variklio saugos problemą. Terminis laidumas ir atsparumas temperatūrai turėtų būti aukštas lygis. Šiluma iki darbo apimties ateina per šilumokaičius. Taigi, dalis šilumos yra prarasta kelyje. Šilumokaičių gamyboje turi naudoti termiškai atsparius metalus. Tuo pačiu metu metalai turėtų būti atsparūs aukštam slėgiui. Visos šios medžiagos yra brangios ir apdorojamos ilgai. Išorinio degimo variklio režimų keitimo principai labai skiriasi nuo tradicinio. Specialiųjų valdymo įrenginių kūrimas. Galios keitimą sukelia slėgio keitimas cilindruose ir fazės kampu tarp poslinkio ir maitinimo stūmoklio. Taip pat galite pakeisti ertmę su darbo skysčiu.

Transporto priemonių išorinių degimo variklių pavyzdžiai

Sunkūs tokio variklio modeliai buvo paleisti, nepaisant visų gamybos sunkumų. 50 metų XX a. Automobilių bendrovės susidomėjo šia jėgos agregato rūšimi. Dažniausiai įgyvendinant Stirlingo variklius automobiliuose, Ford buvo užsiima Motor Company. ir "Volkswagen" grupė. Švedijos kompanija United Stirling sukūrė tokį variklį, kuriame kūrėjai dažniau bandė naudoti serijinius vienetus ir mazgus (alkūninis velenas, jungiamuosius strypus). Buvo sukurta keturių cilindrų V-variklis, turintys specifinį svėrimą 2,4 kg / kW. Kompaktiškas dyzelis turi panašią masę. Variklis bandė įdiegti semitų krovinių furgonus.

Labiausiai išskirtinis sėkmingas mėginys buvo "Philips 4-125DA", prieinamas montavimui automobiliai. Variklio eksploatavimo talpa buvo 173 arklių galias. Matmenys buvo neišspręsta nuo įprasto benzino variklio.

"General Motors" sukūrė aštuonių cilindrų V formos išorinį degimo variklį su serijiniu varikliu sujungimo mechanizmu. 1972 m automobilis FORD. Torino buvo aprūpintas tokiu varikliu. Be to, degalų sąnaudos sumažėjo net 25%, palyginti su ankstesniais modeliais. Šiandien kelios užsienio įmonės stengiasi pagerinti šio variklį, kad būtų prisitaikytas prie masinės gamybos ir įrengimo keleiviniams automobiliams.

Išstumtos kitos rūšys elektrinėsTačiau darbas, kuriuo siekiama atsisakyti naudoti šiuos suvestinius rodiklius, siūlo neišvengiamą pirmaujančių pozicijų pasikeitimą.

Nuo techninės pažangos pradžios, naudojant variklius, deginančius degalus viduje, jis buvo ne tik akivaizdus jų pranašumui. Garų variklisKaip konkurentas, turi daug privalumų: kartu su traukos parametrais, tyli, visagalais, lengvai valdoma ir sukonfigūruota. Bet lengvumas, patikimumas ir efektyvumas leido vidaus degimo varikliui imtis keltų.

Šiandien kampo vadovas yra ekologijos, efektyvumo ir saugumo klausimai. Ji verčia inžinierius mesti jėgas serijiniams vienetams, veikiantiems atsinaujinančių degalų šaltinių sąskaita. XIX a. XIX a. Robert Stirling užregistravo variklį, veikiančią nuo išoriniai šaltiniai Šiluma. Inžinieriai mano, kad šis vienetas gali pakeisti šiuolaikinį lyderį. Stirlingas variklis sujungia ekonomiką, patikimumą, tyliai veikia bet kokiu kuru, tai daro produktą automobilių rinkoje.

Robert Stirling (1790-1878 m.):

Stirling variklio istorija

Iš pradžių buvo sukurta įrenginys, siekiant pakeisti automobilį, veikiančią garų sąskaita. Steam mechanizmų katilai sprogo, viršijantys leistinų slėgio standartus. Šiuo požiūriu Stirlingas yra daug saugesnis, funkcijos, naudojant temperatūros skirtumą.

Stirlingo variklio veikimo principas pakaitiniu tiekimu arba šilumos parinkimu atliekant atliekamą medžiagą. Pati medžiaga yra sudaryta uždarojo tipo tūryje. Darbo medžiagos vaidmenį atlieka dujomis arba skysčiais. Yra medžiagų, kurios atlieka dviejų komponentų vaidmenį, dujos transformuojamos į skystį ir atvirkščiai. Skysto maišymo variklis turi: nedideli matmenys, galingi, sukuria didelį slėgį.

Dujų kiekio mažinimas ir didinimas vėsinimo ar šildymo metu patvirtinamas termodinamikos įstatymu, pagal kurį visi komponentai: šildymo laipsnis, medžiagos užimamos vietos vertė yra vieneto teritorija susiję ir apibūdinami pagal formulę:

P * v \u003d n * r * t

• P yra dujų galia variklyje vieneto teritorijoje;
• V yra kiekybinė vertė, kurią užima dujos variklio erdvėje;
• n - molinis dujų kiekis variklyje;
• R - nuolatinės dujos;
• T - šildymo laipsnis dujų į variklį į,

Stirling variklio modelis:

Dėl įrenginių nepretenzingumo varikliai yra padalinami: kietas kuras, skystas kuras, saulės energija, cheminė reakcija ir kiti šildymo tipai.

Ciklas

Išorinio degimo variklis Stirling naudoja tą patį reiškinių rinkinį. Įstūmimo į mechanizmą poveikis yra didelis. Dėl to galima statyti variklį su geromis charakteristikomis įprastais matmenimis.

Būtina atsižvelgti į tai, kad mechanizmo, šildytuvo, šaldytuvo ir regeneratoriaus, įrenginio, šilumos pašalinimo iš medžiagos ir šilumos grąžinimo dizainas tinkamu momentu.

Idealus kikravimo ciklas ("Temperatūros tūrio" diagrama):

Idealus cirkuliaciniai reiškiniai:

• 1-2 Medžiagos linijinių matmenų keitimas su pastovia temperatūra;
• 2-3 Šilumos pašalinimas iš medžiagos į šilumokaitį, esminė medžiaga yra nuolat užimta;
• 3-4 Priverstinis cheminės medžiagos užimamos vietos pjovimas, temperatūra yra pastovi, šiluma dedama aušintuvui;
• 4-1 Priverstinis padidėjimas Medžiagos temperatūra užima erdvės nuolat, šiluma yra apibendrinta iš šilumokaičio.

Idealus maišymo ciklas ("Slėgio tūris" diagrama):

Nuo cheminės medžiagos skaičiavimo (mol):

Mėgstamiausia šiluma:

Aušinimo aušintuvas yra šiltas:

Šilumokaitis gauna šilumą (2-3 procesas), šilumokaitis suteikia šilumui (procesas 4-1):

R yra visuotinės nuolatinės dujos;

CV - gebėjimas perfect Gaza. Laikykite šilumą su okupuoto erdvės dydį.

Dėl regeneratoriaus naudojimo dalis šilumos išlieka, nes mechanizmo energija, kuri nesiskiria nuo cirkuliarinių reiškinių perdavimo. Šaldytuvas gauna mažiau šilumos, todėl šilumokaitis taupo šilumos šildytuvą. Tai padidina diegimo efektyvumą.

KPD apvalūs reiškiniai:

ɳ =

Pažymėtina, kad be šilumokaičio, maišymo procesų rinkinys yra įmanomas, tačiau jo veiksmingumas bus gerokai mažesnis. Iš procesų visumos ištrauka yra atgal lemia aušinimo mechanizmo aprašymą. Tokiu atveju regeneratoriaus buvimas, būtina sąlyga, nes, kai praeinant (3-2-2), neįmanoma šildyti medžiagą nuo aušintuvo, kurio temperatūra yra žymiai mažesnė. Taip pat neįmanoma suteikti šilumos prie šildytuvo (1-4), kurių temperatūra yra didesnė.

Variklio veikimo principas

Norėdami suprasti, kaip veikia Stirlingas variklis, suprasime į prietaisą ir suvestinių reiškinių dažnumą. Mechanizmas konvertuoja šilumą, gautą iš šildytuvo, kuris yra už gaminio į kūno jėgą. Visas procesas atsiranda dėl temperatūros skirtumo, darbinėje medžiagoje, esančioje uždaroje grandinėje.

Mechanizmo veikimo principas grindžiamas šilumos išplėtimu. Tiesiogiai pagerėjo, esant uždaroje grandinėje esančia medžiaga. Atitinkamai, prieš aušinant medžiagą aušinamas. Cilindras (1) yra apgaubtas vandens striukė (3), šiluma patiekiama apačioje. Stūmoklis, padarydamas darbą (4) į rankovę ir užsandarinta žiedais. Tarp stūmoklio ir apačios yra poslinkio mechanizmas (2), turintys dideles spragas ir sklandžiai juda. Uždaros kilpos medžiaga juda per fotoaparato garsumą dėl poslinkio. Medžiagos judėjimas apsiriboja dviem kryptimis: stūmoklio apačia, cilindro apačia. Iš poslinkio judėjimas suteikia strypą (5), kuris eina per stūmoklį ir funkcijas dėl ekscentric su 90 ° vėlavimo, palyginti su stūmoklio pavara.

• Pozicija "A":

Stūmoklis yra kraštutinėje apatinėje padėtyje, medžiaga yra aušinama dėl sienų.

• Pozicija "B":

Princer užima viršutinę padėtį, juda, perduoda medžiagą per galutinį laiko tarpsnius į apačią, yra atvėsintas. Stūmoklis stovi nejudantis.

• Pozicija "C":

Medžiaga tampa šiluma, pagal šilumos padidėjimą padidėja tūryje ir kelia pratęsimą su stūmokliu. Darbas atliekamas, po kurio poslinkis patenka į apačią, stumia medžiagą ir aušinimą.

• Pozicija "D":

Stūmoklis sumažina, suspaudžia aušinamąją medžiagą, naudingą darbą. Smagratis tarnauja energijos baterijos dizainui.

Nagrinėjamas modelis be regeneratoriaus, todėl mechanizmo efektyvumas nėra didelis. Medžiagų šiluma po operacijos išleidžiamos į aušinimo skystį, naudojant sienas. Temperatūra neturi laiko mažėti pageidaujamoje verte, todėl vėsinimo laikas pratęsiamas, variklio greitis yra mažas.

Variklių tipai

Konstruktyviai, yra keletas galimybių naudojant Stirling principą, pagrindiniai tipai yra laikomi:

Dizainas taiko du skirtingus stūmoklius į įvairius kontūrus. Pirmoji grandinė naudojama šildymui, antroji grandinė naudojama aušinimui. Atitinkamai kiekvienas stūmoklis valdo savo regeneratorių (karštą ir šaltą). Prietaisas turi gerą galios santykį iki tūrio. Trūkumas yra tai, kad karšto regeneratoriaus temperatūra sukuria struktūrinius sunkumus.

• Variklis "β - Stirling":

Dizainas naudoja vieną uždarą grandinę su skirtingomis temperatūromis galuose (šalta, karšta). Ertmė yra stūmoklis su poslinkiu. Princer skiria erdvę šaltoje ir karštoje zonoje. Keitimasis šaltu ir šilumu atsiranda pumpuojant medžiagą per šilumokaitį. Struktūriškai šilumokaitis atliekamas dviem versijomis: išoriniu, kartu su poslinkiu.

• Variklis "γ - Stirling":

Stūmoklio mechanizmas numato dviejų uždarų grandinių naudojimą: šalta ir su poslinkiu. Galia pašalinama iš šalto stūmoklio. Stūmoklis su poslinkiu vienoje pusėje yra karšta, kitoje pusėje yra šalta. Šilumokaitis yra tiek dizaino viduje, tiek už jos ribų.

Kai kurios elektrinės nėra panašios į pagrindinių variklių tipų:

• Rotary Stirling variklis.

Konstruktyviai išradimas su dviem rotoriais ant veleno. Dalis atlieka sukimosi judesius uždaroje cilindrinės formos erdvėje. Dedamas sinerginis požiūris į ciklo įgyvendinimą. Būste yra radialinių lizdų. Įtraukite įdėklai įdėta peiliai su tam tikru profiliu. Plokštės yra ant rotoriaus ir gali judėti palei ašį, kai mechanizmas pasukamas. Visi elementai sukuria kintančius tomus su jais reiškiniais. Įvairių rotorių tūriai yra susiję su kanalais. Kanalų vieta yra 90 ° perėjimas vienas į kitą. Rotoriaus poslinkis, palyginti su viena kitai, yra 180 °.

• Termoacustinio maišymo variklis.

Variklis naudoja garso rezonansą procesams. Šis principas grindžiamas medžiagos judėjimu tarp karšto ir šalto ertmės. Schema sumažina judančių dalių skaičių, sudėtingumą pašalinant gautą galią ir išlaikyti rezonansą. Dizainas reiškia nemokamą variklį.

Stirlingas variklis su savo rankomis

Šiandien, gana dažnai internetinėje parduotuvėje, kurią galite susitikti suvenyrų gaminiai. \\ Tatsižvelgiant į nagrinėjamą variklį. Konstruktyviai ir technologiškai mechanizmai yra gana paprasti, jei pageidaujate, maišymo variklį lengva statyti su savo rankomis iš teisių gynimo priemonių. Internete galite rasti daug medžiagų: vaizdo, brėžinių, skaičiavimų ir kitos informacijos apie šią temą.

Mažai grūdinto Stirlingo variklis:

• Apsvarstykite paprasčiausią pasirinkimą bangų variklio, vykdyti konservavimo banką, minkštos poliuretano putų, disko, varžtai ir raštinės įrašai. Visos šios medžiagos yra lengva rasti namuose, šie veiksmai išlieka:
• Paimkite minkštą poliuretano putą, supjaustykite du milimetrus mažesniu skersmeniu nuo išsaugojimo rato vidinio skersmens. Putų aukštis yra du milimetrai daugiau nei pusė stiklainio aukščio. "Foolon" vaidina variklio seizerio vaidmenį;
• Paimkite banko dangtį, viduryje do skylę, skersmuo yra du milimetrai. Skvošas į skylę tuščiaviduriai strypui, kuris atliks variklio vairo vadovo vaidmenį;
• Išimkite apskritimą iš putų, įdėkite į abiejų pusių varžto ir insulto rato vidurį. Į poveržlę, lydiną ištiesintą klipą;
• Dviejose centimeters nuo centro, gręžimo skyles, trijų milimetrų skersmens, outstruder siūlai per centrinę dangtelio skylę, lydmetį dangtelį į banką;
• Padarykite nedidelį cilindrą nuo alavo, su centimetro pusantro ir pusės skersmens, litavimo jį į skardinių dangtelį taip, kad šoninis atidarymas dangtelį pasirodė aiškiai viduje viduje variklio cilindro centre;
• Padarykite variklio alkūninį veleną nuo klipo. Apskaičiavimas atliekamas taip, kad kelio skirtumai būtų 90 °;
• Padarykite krūvą po variklio alkūniniu velenu. Iš polietileno plėvelės padaryti elastinę membraną, įdėkite ant filmo ant cilindro, parduoti jį, užrakinti;

• Nepriklausomai gaminkite variklio jungiamąjį strypą, vienas ištiesinto produkto galas bus puodelio pavidalu, įdėkite antrąjį galą į trintuko gabalėlį. Ilgis yra pakoreguotas taip, kad kraštutine apatinis taškas Mucker velenas buvo nubrėžtas, esant kraštutiniam viršutiniame taške, membrana yra traukiama kiek įmanoma. Nustatyti kitą jungiamuosius strypus už tą patį principą;
• Guminis antgalis riedėjimo strypo važiavimas. Išjungtas be gumos antgalio, pritvirtinkite ant poslinkio;
• Uždėkite variklio smagračio mechanizmą iš disko. Banke, padarykite kojas, kad produktas būtų jūsų rankose. Kojų aukštis leidžia įdėti žvakę po gali.

Po to, kai sugebėjote padaryti Stirlingo variklį namuose, variklis pradedamas. Norėdami tai padaryti, apšviesta žvakė yra dedama po stiklainiu, o po to, kai bankas pašildomas, suteikia stumti į smagračio.

Nagrinėjamas diegimo parinktis gali būti greitai surinkta namuose kaip vizualią pašalpą. Jei tikslas ir noras padaryti maišymo variklį kuo arčiau gamyklos analogų, yra visų laisvų prieigos dalių brėžiniai. Kiekvieno mazgo žingsnis po žingsnio sukels darbo išdėstymą nieko blogiau nei komercinės versijos.

Privalumai

Stirlingo varikliui tokie privalumai būdingi:

• Norėdami dirbti variklį, reikia temperatūros skirtumą, kurio kuras sukelia šildymą nėra svarbus;
• Nereikia naudoti priedų ir priedų, variklio dizainas yra paprastas ir patikimas;
• Variklio šaltinis, dėl dizaino funkcijų, yra 100 000 valandų veiklos;
• Variklio operacija nesukuria užsienio arkliaines nėra detonacijos;
• Variklio eksploatavimo procesas nėra lydi panaudotų medžiagų emisijos;
• Variklio veikimą lydi minimali vibracija;
• Įrengimo cilindrų procesai yra ekologiški. Iš teisingo šilumos šaltinio naudojimas leidžia jums padaryti variklio "švarus".

Trūkumai

Stirlingo variklio trūkumai priklauso:

• Sunku sukurti masinę gamybą, nes struktūriškai variklis reikalauja naudoti daug medžiagų;
• Didelio svorio ir didelių variklių matmenų, nes veiksmingam aušinimui būtina naudoti didelį radiatorių;
• Norėdami padidinti efektyvumą, variklis yra priverstas, taikant sudėtingus medžiagas (vandenilį, helį) kaip darbinį skystį, todėl įrenginio veikimas yra pavojingas;
• Plieninių lydinių aukštos temperatūros atsparumas ir jų šiluminis laidumas apsunkina variklio gamybos procesą. Reikšmingi šilumokaičio šilumos nuostoliai mažina įrenginio efektyvumą, o konkrečių medžiagų naudojimas daro variklį brangu;
• Norėdami reguliuoti ir pereiti prie variklio iš režimo režimu, turite taikyti specialius valdymo įtaisus.

Naudojant. \\ T

Stirlingas variklis nustatė savo nišą ir aktyviai taikė, kur matmenys ir visagalai yra svarbus kriterijus:

• Variklio maišymo elektros generatorius.

Šilumos transformacijos mechanizmas į elektros energiją. Dažnai nustatomi produktai, naudojami kaip nešiojamieji turizmo generatoriai, įrenginiai saulės energijos naudojimui.

• Variklis, kaip siurblys (elektrikas).

Variklis naudojamas įdiegti kontūrą Šildymo sistemos. \\ T, taupant elektros energiją.

• Variklis kaip siurblys (šildytuvas).

Šalyse, kuriose yra šiltas klimatas, variklis naudojamas kaip patalpų šildytuvas.

Stirlingas variklis ant povandeninio laivo:

• Variklis kaip siurblys (aušintuvas).

Beveik visi jūsų dizaino šaldytuvai naudoja šilumos siurblius, įrengiant Stirlingo variklį, taupo išteklius.

• Variklis, kaip siurblys, sukuriantis ultra mažą šildymo laipsnį.

Prietaisas naudojamas kaip šaldytuvas. Dėl to procesas pradedamas priešinga kryptimi. Užpildo skysto dujų, aušinami matavimo elementai tiksliais mechanizmais.

• Povandeninės technologijos variklis.

Švedijos ir Japonijos vasaros laivai dirba per variklį.

Stirlingas variklis kaip saulės instaliacija:

• Variklis kaip energijos baterija.

Kuras tokiuose užpilduose, druska lydosi, variklis naudojamas kaip energijos šaltinis. Variklis galios rezervuose yra prieš cheminius elementus.

• Saulės variklis.

Transformuoti saulės energiją į elektros energiją. Šioje byloje, vandenilis arba helis. Variklis dedamas į didžiausią saulės energijos koncentraciją, sukurta naudojant parabolinę anteną.

Pagrindinis Stirlingo variklio veikimo principas nuolat keičiamas šildymo ir aušinimo darbinio skysčio aušinimu uždarame cilindre. Paprastai oras veikia kaip darbo skystis, bet ir vandenilis ir helis.

Stirlingo variklio ciklas susideda iš keturių etapų ir padalinta iš dviejų pereinamųjų etapų: šildymas, plėtimas, perėjimas prie šalto šaltinio, aušinimo, suspaudimo ir perėjimo prie šilumos šaltinio. Taigi, kai juda iš šilto šaltinio į šaltinį šaltinį, cilindre yra išsiplėtimas ir suspaudimas. Tai pakeičia spaudimą, dėl kurio galite gauti naudingas darbas. Kadangi vyrų mokslininkų sparno teoriniai paaiškinimai klausosi savo laikų varginantis, todėl kreipkitės į vizualinį sterlingų variklio demonstravimą.

Kaip veikia maišymo variklis
1. Pagrindinis šilumos šaltinis šildo šilumos mainų cilindro dugną. Slėgis generuojamas stumia darbo stūmoklį.
2. Mašina stumia atsitiktinį stūmoklį žemyn, taip perkeliant šildomą orą iš apačios į aušinimo kamerą.
3. Seka kietas ir suspaustas, darbo stūmoklis sumažina žemyn.
4. Platus stūmoklis pakyla aukštyn, taip perkeliant aušinamąjį orą į apatinę dalį. Ir ciklas kartojamas.

Stirlingo mašinoje darbo stūmoklio judėjimas perkeliamas 90 laipsnių, palyginti su stūmoklio poslinkio judėjimu. Priklausomai nuo šio poslinkio ženklo, mašina gali būti variklis arba šilumos siurblys. Perjungiant 0 laipsnių, mašina nesukuria jokio darbo (išskyrus trinties nuostolius) ir nesukelia jo.

Kitas Stirlingo išradimas, kuris padidino variklio efektyvumą, tapo regeneratoriumi, kuris yra kameros, pripildytos vielos, granulių, gofruoto folijos, kad pagerintų atliekamų dujų šilumą (figūra, regeneratorius pakeičiamas aušinimo šonkauliais radiatorius).

1843 m. James Stirling naudojo šį variklį gamykloje, kur tuo metu dirbo inžinieriumi. 1938 m. Philips investavo į maišymo variklį, kurio talpa yra daugiau nei du šimtai arklio galių ir grįžta daugiau nei 30%.

Variklio maišymo privalumai:

1. Omnivororinis. Galite naudoti bet kokį kurą, pagrindinis dalykas yra sukurti temperatūros skirtumą.
2. Mažas triukšmas. Kadangi darbas yra pastatytas ant slėgio kritimo darbo skystisIr ne ant mišinio padegimo, tada triukšmas, palyginti su vidaus degimo varikliu yra žymiai mažesnis.
3. Lengvas dizainas, taigi didelė saugos riba.

Tačiau visais šiais privalumais daugeliu atvejų kerta du dideli trūkumai:

1. Dideli matmenys. Darbo skystis turi būti atvėsintas, o tai lemia didelį masės ir dydžių padidėjimą dėl padidėjusių radiatorių.
2. Mažas efektyvumas. Šiluma nėra tiekiamas į darbo skystį tiesiogiai, bet tik per šilumokaičių sienos, atitinkamai sienų, CPD efektyvumo praradimas.

Su vidaus degimo varikliu vystymuisi, maišymo variklis liko ... ne ne praeityje, bet šešėlyje. Jis sėkmingai veikia kaip pagalbinės elektrinės povandeniniai augalai, šiluminiai siurbliai šiluminėms elektrinėms, kaip saulės ir geoterminės energijos keitikliai į elektrines, kosmoso projektai yra susiję su elektrinių, veikiančių radioizotope kuro (radioaktyviosios žlugimo atsiranda su temperatūros išleidimo , Kas nežinojo). Kas žino, gal vieną dieną maišymo variklis laukia didelės ateities!