Kaip veikia išorinis degimo variklis. Skraišymo variklio elektrinės - lengva, efektyvumas ir aplinkos sauga. Papildomos informacijos ir galimybės

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 variklis. išorės deginimasŠkotijos kunigas Robert Stirling patentuotas 1816 m. Rugsėjo 27 d. (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".
Tačiau bandoma padidinti iki 250 litrų. nuo. baigėsi visišku nesėkmiu. Mašina su cilindru su 4,2 metrų skersmens sukūrė mažiau nei 100 litrų. e., ugnies kameros sudegino, ir laivas, kuriame buvo įdiegta varikliai, mirė.
Deja, deja, pasirodė šie silpni "Masteodons", kai pasirodė galingi, kompaktiški ir lengvi benzomotorai ir dyzeliniai varikliai. Ir staiga, 1960 m., Po beveik 80 metų apie "Stirling" ir "Erixonakh" (mes sąlygingai juos vadinsime pagal analogiją su dyzelinu) kaip didžiuliais vidaus degimo variklių konkurentais. Šie pokalbiai nesibaigia ir šiandien. Kas paaiškina tokį stačią vaizdą?

Metalumo kaina. \\ T

Kai sužinosite apie seną techninę idėją, kuri buvo atgaivinta šiuolaikinėmis technologijomis, kyla klausimas: kas neleido savo įgyvendinimui anksčiau? Kokia buvo problema, kad "kablys" be sprendimo, kurio ji negalėjo padaryti būdo gyventi? Ir beveik visada pasirodo, kad su jo atgimimu, senoji idėja yra įpareigota įsigyti naują technologinį metodą, arba naują dizainą, kuriam nenumatė pirmtakų ar naujos medžiagos. Išorinis degimo variklis gali būti laikomas rečiausiai išimtimi.
Teoriniai skaičiavimai rodo, kad kp. "Stirling" ir "Ericksons" gali siekti 70 procentų - daugiau nei bet kuris kitas variklis. Ir tai reiškia, kad pirmtakų gedimai buvo paaiškinti antriniai, iš esmės su pašalintais veiksniais. Teisingas pasirinkimas Parametrai ir programos, kruopštus kiekvieno mazgo veikimo tyrimas, kruopščiai apdorojimas ir kiekvienos dalies apdaila leido realizuoti ciklo privalumus. Jau pirmuosius eksperimentinius mėginius buvo pateiktas KPD 39 proc. (KPD benzininiai varikliai ir dyzeliniai varikliai, kurie buvo parengta metų, atitinkamai, 28-30 ir 32-35 proc.) Kokios galimybės "peržiūrėtos" laiku ir Stirling ir Ericson?
Labai pakaitalas, kuriame pakaitomis yra slopinamas, tada yra šiluma. Regeneratoriaus skaičiavimas tų laikais buvo tiesiog neįmanoma: šilumos perdavimo mokslas nebuvo. Jo dydžiai buvo paimti ant akies ir kaip rodomi skaičiavimai, KPD varikliai Išorinis deginimas labai priklauso nuo regeneratoriaus kokybės. Tiesa, jo prastas darbas gali būti naudojamas tam tikru mastu padidinti spaudimą.
Antroji nesėkmės priežastis buvo ta, kad pirmieji įrenginiai, veikiantys ore esant atmosferos slėgiui: jų matmenys buvo gydomi didžiuliais, o galia yra maža.
Atnešdami KPD. Regeneratorius iki 98 proc. Ir užpildykite uždarą grandinę su suspaustu iki 100 atmosferų su vandeniliu ar helio, mūsų dienų inžinieriai padidino sąnaudų efektyvumą ir galią "stullings", kuri net šioje formoje parodė KPD. Didesnis nei vidaus degimo varikliuose.
Jau būtų pakankama kalbėti apie išorinių degimo variklių įrengimą automobiliuose. Tačiau tik didelė ekonomika dar nėra išnaudota šių regeneruotų nuo mašinų apsaugos privalumų.

Kaip veikia maišymas

Išorinis degimo variklio grandinės diagrama:
1 - kuro antgalis;
2 - išmetimo vamzdis;
3 - oro šildytuvo elementai;
4 - Oro šildytuvas;
5 - karštos dujos;
6 - karšto cilindro erdvė;
7 - regeneratorius;
8 - cilindras;
9 - aušintuvų šonkauliai;
10 - šalta erdvė;
11 - Darbinis stūmoklis;
12 - Rhombic Drive;
13 - darbo stūmoklio lazdelė;
14 - įrankių sinchronizavimas;
15 - Fotoaparato deginimas;
16 - šildytuvų vamzdžiai;
17 - karštas oras;
18 - stūmoklio poslinkis;
19 - oro aktorius;
20 - Aušinimo vandens tiekimas;
21 - Sandarinimas;
22 - buferio tūris;
23 - Sandarinimas;
24 - stūmoklio stūmoklio poslinkis;
25 - stūmoklio stūmikas;
26 - Darbo stūmoklio yarm;
27 - Darbo stūmoklio jaunimo pirštas;
28 - stūmoklio-osciliatoriaus strypas;
29 - stūmoklio-osciliatoriaus lazda;
30 - Alkūniniai velenai.
Raudona fonas - šildymo kontūras;
dotted fonas - aušinimo grandinė

Į Šiuolaikinis dizainas "Stirling" veikiantis skysto kuro - trys kontūrai, turintys tik šilumos kontaktus tarpusavyje. Tai yra darbo skysčio (paprastai vandenilio arba helio) kontūras, šildymo ir aušinimo grandinės kontūras. Pagrindinis šildymo kontūro tikslas yra išlaikyti aukštą temperatūrą darbo grandinės viršuje. Aušinimo grandinė palaiko žemą temperatūrą darbo grandinės apačioje. Pats darbo skysčio kontūras yra uždarytas.
Darbo organo kontūras. Cilindre 8, du stūmokliai juda - darbo 11 ir stūmoklio-osciliatorius 18. Darbo stūmoklio judėjimas veda prie darbo skysčio suspaudimo, jo judėjimą sukelia dujų plėtra ir lydi spektaklį naudingo darbo. Stūmoklio poslinkio judėjimas yra išspaudžiamas dujomis į apačią, aušinamą cilindro ertmę. Jos judėjimas atitinka dujų šildymą. Rhombic Drive 12 Informuoja stūmoklius, susijusius su keturių ciklo laikrodžiais ((šie taktažai rodomi diagramoje).
I. - Darbinio skysčio aušinimas. Stūmoklis-osciliatorius 18 juda aukštyn, išspaudžiant darbo skystį per regeneratorių 7, kuriame intensyvėja šildomos dujų šiluma, į apatinę, aušinamą cilindro dalį. Darbo stūmoklis 11 yra NMT.
Takt II. - darbo organo suspaudimas. Suslėgto buferio tūrio dujų energija 22 praneša apie darbo stūmoklį 11 judėjimo į viršų kartu su šalto darbo kūno suspaudimu.
TACT III. - kaitinimo skystis. Stūmoklis-osciliatorius 18, beveik įstrigo prie darbo stūmoklio 11, išstumia dujas į karštą erdvę per regeneratorių 7, kurioje šiluma grąžinama į dujas, laikomas aušinimo metu.
IV. - Darbo organo plėtra - darbuotojas. Šildymas karštoje erdvėje, dujos plečiasi ir daro naudingą darbą. Kai kurie iš jų yra slopinami suslėgto buferio tūrio dujos vėlesniam šalto darbo skysčio suspaudimui. Likusi dalis pašalinama iš variklio velenų.
Kontūro šildymas. Oro ventiliatorius švirkščiamas į orą 19, eina per 3 šildytuvo elementus, šildo ir patenka į degalų purkštuvus. Gautos karštos dujos šildo vamzdelį 16 iš darbinio skysčio šildytuvo šildytuvo, 3 elementai yra supaprastinami ir, suteikiant jo šilumą į orą deginti degalus, yra išmesti per išleidimo į atmosferą į atmosferą.
Aušinimo kontūras. Vanduo per purkštukus yra šeriami į apatinę cilindro dalį ir 9-ojo aušintuvo tekantys kraštai, nuolat juos atvėsina.

"Stirling" vietoj DVS

Pirmieji bandymai, atliekami iki pusės amžiaus prieš šimtmetį, parodė, kad maišymas yra beveik visiškai įsisavintas. Jis neturi karbiuratoriaus, aukšto slėgio purkštukų, uždegimo sistemų, vožtuvų, žvakių. Slėgis cilindre, nors jis pakyla beveik iki 200 atm, bet ne sprogimo, kaip ir vidaus degimo variklio ir sklandžiai. Variklio nereikia duslintuvų. Rhombo kinematinio disko stūmoklis yra visiškai subalansuotas. Nėra vibracijų, be rotling.
Sakoma, kad net ir pritvirtindami ranką į variklį, ne visada įmanoma nustatyti, ar jis veikia, ar ne. Šios savybės automobilių variklis Ypač svarbu, dideliuose miestuose, triukšmo mažinimo problema yra aštria.
Tačiau kita kokybė yra "Omnory". Tiesą sakant, nėra tokio šilumos šaltinio, kuris nebūtų tinkamas "Stirling" diskui. Automobilis su tokiu varikliu gali dirbti su malkomis, ant šiaudų, ant kampo, ant Keroseno, ant branduolio, net ant saulės spindulių. Jis gali dirbti šiluma, laikoma tam tikros druskos ar oksido lydyme. Pavyzdžiui, 7 litrų aliuminio oksido lydymas pakeičia 1 litrą benzino. Tokia visuotinumas ne visada galės visada išgelbėti vairuotoją, kuris pateko į bėdą. Ji bus išspręsta nuolatinis iššūkis "Sapinging Miestas". Vairavimas į miestą, vairuotojas įsijungia į degiklį ir tirpsta druska bake. Mieste kuras nesudega: variklis eina ant lydymo.
Ir reguliavimas? Norėdami sulėtinti galią, pakanka atleisti nuo uždaros variklio grandinės į plieninį cilindrą norimą dujų kiekį. Automatika nedelsiant sumažina degalų tiekimą, kad temperatūra išlieka pastovi, nepriklausomai nuo dujų kiekio. Norėdami padidinti galią, dujos vėl įdėta iš baliono į kontūrą.
Tačiau sąnaudų ir svorio atžvilgiu "Stirlingas" vis dar yra mažesnis už vidaus degimo variklius. 1 litro nuo. jie turi 5 kg, kuri yra daug daugiau nei benzino ir dyzeliniai varikliai. Bet mes neturėtume pamiršti, kad jie taip pat yra pirmieji, kurie nebuvo perduoti aukštas laipsnis Modelio tobulinimas.
Teoriniai skaičiavimai rodo, kad su kitais dalykais yra lygūs, "Stirling" reikalauja mažesnio spaudimo. Tai yra svarbus orumas. Ir jei jie taip pat turi daugiau konstruktyvūs privalumaiGali būti, kad tai yra tie, kurie bus baisiausias vidaus degimo variklių varžovas automobilių pramonėje. Ir ne turbina.

"Stirling" nuo GM

Rimtas darbas gerinant išorės degimo variklį, kuris prasidėjo 150 metų po jo išradimo, jau atnešė savo vaisius. Siūlomi įvairūs stiliaus ciklo dizaino galimybės. Yra variklinių projektų su pasvirtesniu plovikliu, kad būtų galima reguliuoti stūmoklio insultą, rotacinį variklį, viename iš rotacinių dalių, kurių suspaudimas įvyksta, kitoje - išplėtimas ir tiekimas bei šilumos išsklaidymas jungiamosios ertmės. Maksimalus slėgis Atskirų mėginių, pasiekiančių 220 kg / cm2, cilindruose ir vidurkiu efektyvus spaudimas - iki 22 ir 27 kg / cm 2 ar daugiau. Ekonomiškumas yra 150 g / hp / hp / hp.
Generaliniai varikliai pasiekė didžiausią pažangą, kuri 1970-aisiais pastatyta V formos "Stirling" su įprastu variklio sujungimo mechanizmu. Vienas cilindras veikia, o kitas yra suspaudimas. Darbuotojas yra tik darbo stūmoklis, o stūmoklio poslinkis yra suspaudimo cilindre. Tarp cilindrų yra šildytuvas, regeneratorius ir aušintuvas. Fazės poslinkio kampas, kitaip tariant, vieno cilindro atsilikimo kampas iš kito, šis "Stirling" yra 90 °. Vieno stūmoklio greitis turėtų būti didžiausias tuo metu, kai kito greitis yra nulis (viršutiniuose ir apatiniuose mirusiuose). Fazių perėjimas prie stūmoklio judėjimo pasiekiamas balionų vieta 90 ° kampu. Konstruktyviai tai yra lengviausias "Stirling". Bet tai yra prastesnis už variklį su rombiniame variklio mechanizme pusiausvyros. Už visą inercijos pajėgų pusiausvyrą V-variklis Jo cilindrų skaičius turėtų būti padidintas nuo dviejų iki aštuonių.

"V formos" schema "Stirling" schema:
1 yra darbinis cilindras;
2 - darbo stūmoklis;
3 - šildytuvas;
4 - regeneratorius;
5 - Šilumos izoliacinė mova;
6 - aušintuvas;
7 yra suspaudimo cilindras.

Tokio variklio veikimo cikle vyksta taip.
Į darbinio cilindro 1 dujų (vandenilio arba helio) šildomas, kitoje, suspaudimo 7 - aušinamas. Kai stūmoklis juda į cilindrą 7, dujos yra suspaustos - suspaudimo takas. Šiuo metu jis pradeda judėti žemyn stūmoklio 2 į cilindrą 1. Dujų iš šalto cilindro 7 teka į karšto 1, einantis nuosekliai per aušintuvą 6, regeneratorius 4 ir šildytuvas 3 - šildymo tako. Karšta dujos plečiasi cilindre 1, todėl darbas, - išplėtimo takas. Kai stūmoklis 2 juda į cilindrą 1, dujos yra pumpuojamas per regeneratorių 4 ir aušintuvas 6 į cilindro 7 - aušinimo tako.
Tokia schema "Stirling" yra patogiausia atbulininkui. Kombinuoto šildytuvo korpuso, regeneratoriaus ir aušintuvo (jie bus aptarti vėliau), yra pagaminti už tai). Jei išversti juos iš vienos ekstremalios padėties į kitą, tada šaltas cilindras taps karštas, ir karšta - šalta, ir variklis pasuks priešinga kryptimi.
Šildytuvas yra vamzdžių, esančių karščiui atsparus nerūdijančio plieno, kurio darbo dujos perdavimai. Vamzdžiai šildomi degiklio liepsna, pritaikyta deginti įvairius skystus degalus. Šildomos dujos šiluma yra rezervai regeneratoriuje. Šis mazgas yra labai svarbus dideliam efektyvumui. Jis įvykdys savo tikslą, jei jis bus perduotas maždaug tris kartus daugiau šilumos nei šildytuve, o procesas užtruks mažiau nei 0,001 sekundės. Žodžiu tai yra didelės spartos šilumos baterija ir šilumos perdavimo greitis tarp regeneratoriaus ir dujų yra 30 000 laipsnių per sekundę. Regeneratorius, kurio efektyvumas yra 0,98 vienetai, susideda iš cilindro korpuso, kuriame yra keletas poveržlių, pagamintų iš vielos ritinio (vielos skersmuo 0,2 mm), yra nuosekliai. Norėdami šildyti iš jo, šaldytuvas nėra perduodamas, tarp šių įrenginių įrengiamas šiluminės izoliacinės movos. Galiausiai, aušintuvas. Jis pagamintas vandens marškinyje ant vamzdyno.
"Stirling" galia yra reguliuojama keičiant darbo dujų slėgį. Šiuo tikslu variklis turi dujų cilindrą ir specialų kompresorių.

Privalumai ir trūkumai

Įvertinti "Stirling" naudojimo perspektyvas, analizuoti savo privalumus ir trūkumus. Pradėkime nuo vieno svarbiausių Šiluminis variklis Vadinamojo "Stirling" teorinio efektyvumo parametrai nustatomi pagal šią formulę:

η \u003d 1 - TX / tg

Kur η - efektyvumas, TX - šalto tūrio temperatūra ir TG yra "karšto" tūrio temperatūra. Kiekybiškai įvertinkite šį parametrą "Stirling" - 0,50. Tai yra daug daugiau nei geriausi dujų turbinos, benzino ir dyzeliniai varikliai, kai teorinis efektyvumas yra lygus 0,28; 0,30; 0,40.
Kaip išorinis degimo variklis. Stirlingas "gali dirbti skirtingi degalai: benzinas, žibalas, dyzelinas, dujinis ir net kietas. Tokios kuro charakteristikos kaip cetanas ir oktano numeris, pelenai, dempingo temperatūra deginant už variklio cilindro, nesvarbu maišyti. Taigi, kad jis dirbo skirtinguose kuro, tai nėra būtina didelių pokyčių - tiesiog pakeiskite degiklį.
Išorinis degimo variklis, kuriame deginantys srautai stabiliai su pastoviu koeficientu perteklinio oro yra lygus 1,3. Jame labai pabrėžiama mažesnė už vidaus degimo variklį, anglies monoksidą, angliavandenilius ir azoto oksidus.
Mažas "Stirling" triukšmas paaiškinamas mažu suspaudimo laipsniu (nuo 1,3 iki 1,5). Cilindro slėgis sklandžiai pakyla, o ne sprogimas, kaip ir benzino ar dyzelinio variklio. Dujų stulpelio svyravimų nebuvimas baigimo metu lemia išmetamųjų dujų galimybes, kurią patvirtino bendrovės "Phillips" variklio bandymai kartu su "Ford" autobusu.
Stirlingas pasižymi mažu alyvos suvartojimu ir dideliu atsparumu nusidėvėjimu dėl veikliųjų medžiagų, esančių cilindre ir palyginti mažos darbo dujų temperatūros, ir jo patikimumas yra didesnis nei žinomų vidaus degimo variklių, nes jis neturi komplekso Dujų paskirstymo mechanizmas.
Svarbus "Stirling" pranašumas yra padidėjęs prisitaikymas prie keitimo įkėlimo. Pavyzdžiui, jis yra 50 proc. Didesnis nei karbiuratoriaus variklis, dėl kurio galima sumažinti pavarų dėžės etapų skaičių. Tačiau neįmanoma visiškai atsisakyti sankabos ir pavarų dėžės, kaip ir garų automobilyje.
Bet kodėl variklis su tokiais akivaizdžiais privalumais vis dar nerado praktinio taikymo? Priežastis yra paprasta - jis turi daug supainiotų trūkumų. Pagrindinis tarp jų yra labai sunku valdyti ir reguliuoti. Taip pat yra ir kitų "rifų", kurie nėra taip lengva gauti aplink ir dizaineriai ir gamybos darbuotojai. - ypač stūmokliai turi labai veiksmingų plombų, kurie turi atlaikyti aukštą slėgį (iki 200 kg / cm2) ir užkirsti kelią alyvos įvedimui. Darbo ertmė. Bet kuriuo atveju, 25 metų darbo įmonės "Phillips" dėl savo variklio apdailos dar negalėjo padaryti jį tinka masinių programų automobilių. Taip pat svarbu būdingas bruožas "Stirling" yra poreikis nukreipti daug šilumos su aušinimo vandeniu. Vidaus degimo varikliuose didelė šilumos dalis yra išmesta į atmosferą kartu su panaudotomis dujomis. Sterling tik 9 proc. Kuro degimo metu gautos šilumos metu vyksta išmetame. Jei yra benzino variklis Aušinimo vanduo vidinis deginimas skiriamas nuo 20 iki 25 proc. Šildymo, tada "Stirling" - iki 50 proc. Tai reiškia, kad automobilis su tokiu varikliu turi būti radiatorius apie 2-2,5 kartus daugiau nei panašaus benzino variklio. "Stirling" stoka yra didelė dalis, palyginti su bendra vidaus degimo sistema. Gana reikšmingas minusas yra sunkumas didinti greitį: jau 3600 aps./min žymiai padidina hidraulinius nuostolius ir šilumos mainai yra blogesni. Pagaliau. "Stirlingas" yra prastesnis pagal įprastą variklį Vidaus degimo į pikapą.
Dirbti su automobilių "Stirling" kūrimo ir apdailos, įskaitant lengvieji automobiliai, Tęsti. Galime manyti, kad šiuo metu buvo išspręstos pagrindinės problemos. Tačiau daug dalykų ant apdailos. Šviesos lydinių naudojimas gali būti sumažintas pagal variklio dalį, tačiau jis vis dar bus didesnis. nei variklio vidaus degimo, dėl daugiau aukštas spaudimas darbo dujos. Tikriausiai išorinio degimo variklis bus naudojamas pirmiausia sunkvežimiaiYpač karinis - dėka jų undepair degalų.

Šis straipsnis yra skirtas vienam išradimui, patentuotas XIX a. Scottish vienas kunigas. Kaip ir visi pirmtakai, tai buvo išorinis degimo variklis. Tik skirtumas tarp jo iš likusios yra tai, kad jis gali dirbti ir benzinas, ir mazuto ir net ant kampo ir malkų.

XIX a. Buvo reikia pakeisti garo variklius į kažką saugesnį, nes katilai dažnai buvo sprogti dėl didelio garo slėgio ir kai kurių rimtų konstruktyvių trūkumų.

Geras variantas buvo išorinio degimo variklis, kuris patentuotas 1816 m. Škotijos kunigas Robert Stirling.

Tiesa, "karšto oro varikliai" padarė anksčiau, net XVII a. Tačiau į montavimą įdiegė valiklis. Šiuolaikiniame supratimui - regeneratoriuje.

Jis iškėlė montavimo našumą, išlaikant šilumą į šiltą automobilio zoną, tuo metu, kai darbo kūnas buvo atšaldytas. Tai žymiai padidino sistemos efektyvumą.

Išradimas rado platų praktiniu taikymu, ten buvo kėlimo ir vystymosi etapas, bet tada stirlings buvo nepagrįstai pamiršta.

Jie davė kelią garų mašinos. \\ T ir vidaus degimo varikliai, o dvidešimtojo amžiaus vėl atgimė.

Atsižvelgiant į tai, kad šis išorinio degimo principas yra labai įdomus savaime, šiandien geriausi inžinieriai ir mėgėjai JAV, Japonijoje, Švedijoje, stengiasi kurti naujus modelius.

Išorinis degimo variklis. Veikimo principas

"Stirling" - kaip jau minėjome, išorinio degimo variklio įvairovė. Pagrindinis jo darbo principas yra pastovioje šildymo ir aušinimo darbingo skysčio pakaitvoje uždaroje erdvėje ir energijoje, atsirandant dėl \u200b\u200bdarbo gripo kiekio pasikeitimo.

Paprastai dirbantis gripas yra oras, tačiau gali būti naudojamas vandenilis arba helis. Prototipai, azoto dioksidas, freonas, suskystintas propano-butanas ir netgi vanduo.

Beje, vanduo yra skystoje būsenoje per visą termodinaminį ciklą. Ir "Stirling" pati su skystu darbiniu skysčiu turi kompaktiškus matmenis, aukštą konkrečią galią ir aukštą darbinį slėgį.

Stirlingo tipai

Yra trys klasikiniai tipai Stirlingo variklio:

Taikymas

Stirlingo variklis gali būti taikomas tais atvejais, jei reikalingas paprastas, kompaktiškas šilumos energijos keitiklis arba kai kitų tipų šiluminių transporto priemonių efektyvumas yra žemiau: pavyzdžiui, jei temperatūros skirtumas yra nepakankamas dujų naudojimui arba. \\ T

Čia yra konkretūs naudojimo pavyzdžiai:

• Jau šiandien yra autonominiai generatoriai turistams. Yra modelių, kurie dirba iš dujų degiklio;

NASA užsakė "Stirling" generatorių variantą, kuris veikia iš branduolinių ir radioizotopų šilumos šaltinių. Jis bus naudojamas kosmoso ekspedicijose.

• "Stirling" į siurblio skystį yra daug lengviau įdiegti "variklio siurblį". Kaip darbo stūmoklis, jis gali naudoti pumpuojamą skystį, kuris tuo pačiu metu atvėsinant darbo skystį. Siurblys gali būti baudžiamas vandeniu drėkinimo kanaluose, naudojant saulės šilumą, pašarų karštą vandenį iš saulės kolektoriaus į namus, siurblio chemikatorius reagentai, nes sistema yra visiškai uždaryta;
• Namų ūkių šaldytuvų gamintojai pristatyti "Stirling" modelius. Jie bus ekonomiški, o paprastas oras tikimasi kaip šaltnešis;
• Kombinuotas maišymas su šiluminiu siurbliu optimizuoja namų šildymo sistemą. Jis suteiks "šalto" cilindro žavesį ir gautą mechaninę energiją gali būti naudojama šilumai keisti iš aplinkos;
• Šiandien maišymo varikliai yra įrengti visuose laivyno Švedijos povandeniniuose laivuose. Jie veikia ant skysto deguonies, kuris toliau naudojamas kvėpavimui. Labai svarbus laivo veiksnys, mažas triukšmo lygis ir tipo trūkumai: "Didelis dydis", "aušinimo poreikis" - povandeninėse sąlygose nėra reikšmingos. Panašūs įrenginiai turi naujausius "Sori" tipo Japonijos povandeninius laivus;
• Stirlingo variklis naudojamas saulės energijos konvertuoti į elektros. Dėl to jis yra sumontuotas į parabolinio veidrodžio dėmesio. Stirling Saulės energija sukuria saulės kolektorius, kurių talpa yra iki 150 kW už veidrodį. Jie naudojami didžiausiam pasaulio saulės elektrinėje Pietų Kalifornijoje.

Privalumai ir trūkumai

Šiuolaikinis dizaino ir gamybos technologijų lygis leidžia padidinti "Stirling" efektyvumą iki 70 proc.

• Kas yra stebina, variklio sukimo momentas yra praktiškai nepriklauso nuo sukimosi greičio alkūninio veleno;
• Maitinimo įrenginyje nėra uždegimo sistemų, vožtuvo sistemos ir skirstomojo veleno.
• Per visą tarnavimo laiką nereikia koregavimų ir nustatymų.
• Variklis neveikia "stendo", o dizaino paprastumas leidžia jam veikti neprisijungus ilgą laiką;
• Galite naudoti bet kokius šiluminės energijos šaltinius nuo malkų iki urano kuro.
• Kuro deginimas vyksta už variklio ribų, kuris prisideda prie visiško skubėjimo ir minimalaus toksiškų medžiagų emisijos.

• Kadangi degalai nudegina už variklio, šilumos šalinimas eina per radiatorių sienas, ir tai yra papildomi matmenys;
• Medžiagų suvartojimas. Kad maišytuvo mašina yra kompaktiškas ir galingas, brangus karščiui atsparus plienas, galintis atlaikyti aukštą darbo slėgį ir turintį mažą šiluminį laidumą;
• Reikia specialaus tepalo, įprasta "Stirling" netelpa, kaip gaidžiai aukšta temperatūra;
• Norėdami gauti didelę specifinę galią, darbo skystis į "Stillings" yra naudojamas vandenilis ir helis.

Vandenilis išsiskiria nuo sprogimo pavojaus, o esant aukštai temperatūrai gali būti ištirpintos metaluose, formuojant metalhidritus. Kitaip tariant, variklio cilindrai yra sunaikinti.

Ir net vandenilis ir helis turi didelį įsiskverbimo gebėjimą ir lengvai sėdėti per sandariklius, mažinant darbinį slėgį.

Jei jūs susipažinote su mūsų straipsniu, noriu įsigyti įrenginį - išorinį degimo variklį, ne paleisti į artimiausią parduotuvę, toks dalykas nėra parduodamas ,,, "

Jūs suprantate save, tiems, kurie užsiima tobulinimu ir įgyvendinimu šio automobilio laikyti savo vystymosi paslaptį ir parduoti juos tik į kietų pirkėjų.

Žiūrėkite šį vaizdo įrašą ir padarykite jį sau.

Stirlingas variklis, kurio veikimo principas yra kokybiškai skiriasi nuo įprastų visos Rusijos Federacijos, vieną kartą sudarė paskutinę vertingą konkurenciją. Tačiau tam tikru metu jie pamiršo apie jį. Kadangi šis variklis yra naudojamas šiandien, koks yra jo veiksmo principas (straipsnyje taip pat galite rasti Stirlingo variklio brėžinius, aiškiai parodyti savo darbą) ir kokios yra perspektyvos, skirtos naudoti ateityje, skaitykite toliau.

Istorija

1816 m. Škotijoje "Robert Stirling" šiandien buvo patentuotas savo išradėjui garbei. Pirmieji karšto oro varikliai buvo išradingi prieš jį. Bet maišymas pridėjo švaresnį į prietaisą, kuris techninėje literatūroje vadinama regeneratoriumi arba šilumokaičiu. Dėl to variklio veikimas padidėjo laikant šilumą.

Variklis pripažino tvirtą garų mašiną nuo tuo metu, nes jis niekada nesprogdavo. Prieš jį, kitais varikliais, tokia problema dažnai įvyko. Nepaisant sparčios sėkmės, XX a. Pradžioje jis buvo atsisakytas nuo jos vystymosi, nes jis tapo mažiau ekonomiškas, palyginti su kitais vidaus degimo varikliais, kurie pasirodė kiti varikliai. Tačiau kai kuriose pramonės šakose ir toliau naudojamas maišymas.

Variklio išorinis deginimas

Visų šiluminių variklių veikimo principas yra ta, kad reikia didelių mechaninių pastangų, kad dujos būtų gautos ilgesnėje būsenoje nei suslėgtas šaltas. Siekiant vizualiai demonstravimo, galite praleisti patirtį su dviem padažais, užpildytais šaltu ir karštu vandeniu, taip pat buteliuku. Pastarasis yra nuleistas į šaltą vandenį, kištuką per kištuką, tada perkeltas į karštą. Tuo pačiu metu buteliuke dujos pradės atlikti mechaninį darbą ir maišelius kištuką. Pirmasis išorinis degimo variklis buvo pagrįstas šiuo procesu visiškai. Tiesa, vėliau išradėjas suprato, kad šilumos dalis gali būti naudojama šildymui. Taigi spektaklis gerokai padidėjo. Bet net tai nepadėjo varikliui tapti įprasta.

Vėliau Erickson, inžinierius iš Švedijos, pagerino dizainą, siūlo aušinimą ir šildyti dujas pastoviu slėgiu vietoj tūrio. Kaip rezultatas, daug kopijų pradėjo dirbti kasyklose, laivuose ir spaustuvėse. Bet įgulos jie buvo per sunkūs.

"Philips" išorinių degimo varikliai

Tokie varikliai yra šie tipai:

• garai;
• "Paroid" turbina;
• Stirlingas.

Pastarasis požiūris nesivystė dėl nedidelio patikimumo ir kitų ne aukščiausių lygių, palyginti su kitų tipų agregatų. Tačiau 1938 m. Philips atnaujino darbą. Varikliai pradėjo dirbti generatorių diskai - inelektrinėse vietose. 1945 m. Bendrovės inžinieriai juos surado atvirkščiai: jei velenas pašalino elektrinį variklį, tada cilindro galvos aušinimas ateina į minusą šimtą devyniasdešimt laipsnių Celsijaus. Tada buvo nuspręsta taikyti patobulintą maišymo variklį šaldymo įrenginiuose.

Veikimo principas

Variklio veiksmas slypi termodinaminiais ciklais, kuriuose suspaudimas ir išplėtimas atsiranda skirtingai temperatūrai. Tuo pačiu metu darbo skysčio srauto reguliavimas įgyvendinamas dėl skirtingo tūrio (arba slėgio - priklausomai nuo modelio). Tai yra daugumos darbo principas panašios mašinos. \\ Tkuri gali turėti skirtingas funkcijas ir konstruktyvias schemas. Varikliai gali būti stūmoklis arba rotacinė. Mašinos su savo įrenginiais Darbas kaip šilumos siurbliai, šaldytuvai, slėgio generatoriai ir pan.

Be to, yra variklių su atvira ciklu, kur srauto valdymas įgyvendinamas vožtuvu. Jie vadinami Erikson varikliais, išskyrus bendrą Schirbeno vardo pavadinimą. DVS. naudingas darbas Jis atliekamas po išankstinio suspaudimo oro, degalų įpurškimo, šildymo mišinio su degimo ir išplėtimo mišinį.

Stirlingas variklis Veikimo principas yra tas pats: esant žemai temperatūrai, suspaudimas įvyksta ir didelės plėtros. Tačiau įvairiais būdais šildymas yra atliekamas: šiluma tiekiama per cilindro sieną iš išorės. Todėl jis gavo išorinio degimo variklio pavadinimą. Stirlingas naudojamas periodinis pokytis temperatūros su poslinkio stūmokliu. Pastarasis perkelia dujas iš vienos cilindro ertmės į kitą. Viena vertus, temperatūra yra nuolat maža, o kita - aukšta. Kai stūmoklis juda, dujos juda nuo karšto iki šalto ertmės ir žemyn - grįžta į karštą. Pirma, dujos suteikia daug šilumos į šaldytuvą, o tada nuo šildytuvo gauna tiek, kiek daviau. Regeneratorius yra tarp šildytuvo ir šaldytuvo - ertmė užpildyta medžiaga, kurią dujas suteikia šilumą. Su atvirkštiniu kursu regeneratorius grąžina.

Pasitraukimo sistema yra prijungta prie darbo stūmoklio suspaudimo dujų šaltame ir leidžiant išplėsti šiltą. Dėl mažesnės temperatūros suspaudimo atsiranda naudingo darbo. Visa sistema per pertraukų judėjimą praeina keturis ciklus. Šio atvejo variklio jungimo mechanizmas suteikia tęstinumą. Todėl staigiai ribos tarp ciklo etapų nėra stebimas, o Stirlingas nesumažėja.

Atsižvelgiant į visus pirmiau minėtus, tai rodo, kad šis variklis yra stūmoklio mašina su išoriniu šilumos tiekimu, kai darbo skystis nepalieka uždaros vietos ir nėra pakeista. Stirling variklio brėžiniai gerai iliustruoja prietaisą ir jo veiksmo principą.

Išsami informacija apie darbą

Saulė, elektra, branduolinė energija ar bet koks kitas šilumos šaltinis gali tiekti energiją į Stirlingo variklį. Jo kūno principas yra naudoti helio, vandenilį ar orą. Idealus ciklas turi šiluminį didžiausią galimą efektyvumą, lygų trisdešimt keturiasdešimt procentų. Bet su veiksmingu regeneratoriumi, jis galės dirbti su daugiau didelis efektyvumas. Regeneracija, šildymas ir aušinimas suteikia įmontuotą šilumokaičius, dirbančius be aliejaus. Pažymėtina, kad variklio tepalai turi labai mažai. Vidutinis slėgis cilindre paprastai yra nuo 10 iki 20 MPa. Todėl yra puiki sandarinimo sistema ir naftos patekimo į darbuotojus galimybė.

Lyginamosios charakteristikos. \\ T

Dauguma tokių tokių rūšių yra naudojami šiandien, naudojamas skystas kuras. Tuo pačiu metu nuolatinis slėgis yra lengvai valdomas, o tai padeda sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį. Vožtuvų nebuvimas suteikia tylų veikimą. Galia su mase yra panaši į turbokompresoriaus variklius, o konkrečios galios gaunamos galia yra lygi indikatoriui dyzelinas agregatas. Greitis ir sukimo momentas nepriklauso vienas nuo kito.

Variklio gamybos kaina yra daug didesnė nei ant variklio. Bet kai veikiate jis paaiškina atvirkštinio figūrą.

Privalumai

Bet koks Stirlingo variklio modelis turi daug privalumų:

• Šiuolaikinio dizaino efektyvumas gali pasiekti iki septyniasdešimt susidomėjimo.
• Variklio sistemoje nėra sistemos aukštos įtampos uždegimas, pasiskirstymas Vala. ir vožtuvai. Jam nereikės koreguoti visame tarnavimo trukmėje.
• Stillings nėra sprogimo, kaip ir vidaus degimo variklis, kuris labai įkelia alkūninį veleną, guolius ir jungiamuosius strypus.
• Jie neturi poveikio, kai jie sako, kad "variklis".
• Dėl prietaiso paprastumo jis gali būti valdomas ilgą laiką.
• Jis gali dirbti tiek malkomis, tiek su branduoliniu bei bet kuriuo kitu kuro tipu.
• Deginimas atsiranda už variklio ribų.

Trūkumai

Taikymas

Šiuo metu daugelyje sričių naudojama maišymo variklis su generatoriumi. Tai universalus elektros energijos šaldymas šaldytuvuose, siurbliuose, povandeninuose ir saulės elektrinėse stotyse. Dėl paraiškos dėka įvairių tipų Kuras yra prieinamas plačiai naudoti.

Atgimimas

Šie varikliai vėl pradėjo kurti "Philips". XX a. Viduryje bendrieji varikliai baigė su ja. Ji vadovavo stripų naudojimui erdvėje ir povandeniniame įrenginyje, laivuose ir automobiliuose. Po jų, kita įmonė iš Švedijos, vieningos Stirling, pradėjo užsiimti savo plėtra, įskaitant galimą naudojimą

Šiandien linijinis variklis Stirlingas taikomas povandeniniams, kosminiams ir saulės aparatų įrenginiams. Didelį susidomėjimą tai sukelia blogėjančios aplinkos būklės aktualumas, taip pat kova su triukšmu. Kanadoje ir JAV, Vokietijoje ir Prancūzijoje, ir Japonija yra aktyvi ieško ir tobulinimo jo naudojimo.

Ateityje

Aiški privalumai, turintys stūmoklį ir maišymą, kurį sudaro didelis darbas, įvairių kuro, tylumo ir mažo toksiškumo naudojimas, todėl labai perspektyvus vidaus degimo variklio fone. Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad ledas pagerėjo visą laiką, jis negali būti lengvai perkeltas. Vienaip ar kitaip, tai yra toks variklis šiandien užima pirmaujančią poziciją, ir jie neketina juos priimti artimiausioje ateityje.

Išorinių degimo varikliai

Svarbus energijos taupymo programos įgyvendinimo elementas yra suteikti autonominius elektros energijos šaltinius ir mažų gyvenamųjų namų šilumą bei nutolę nuo centralizuotų vartotojų tinklų. Norėdami išspręsti šias užduotis, geriausiai tinka naujoviški elektros energijos ir šilumos gamybos įrenginiai, pagrįsti išoriniais degimo varikliais. Kaip kuro, tiek tradiciniai degalai gali būti naudojami ir susijusios naftos dujos, biodujos, gautos iš medienos lustų ir tt

Per pastaruosius 10 metų padidėjo iškastinio kuro kainos, didesnis dėmesys CO 2 emisijos, taip pat augančią norą sustabdyti priklausomai nuo iškastinio kuro ir visiškai užtikrinti energiją. Tai buvo didžiulės technologijų rinkos plėtros, galinčios gaminti biomasės energiją.

Išorės degimo varikliai buvo sugalvoti beveik prieš 200 metų, 1816. Kartu su garo varikliu, dviejų ir keturių taktų variklis vidaus degimo, išorės degimo varikliai yra laikomi vienu iš pagrindinių tipų variklių. Jie buvo suprojektuoti taip, kad sukurtų variklius, kurie būtų saugesni ir produktyvesni už garo variklį. XVIII a. Pradžioje tinkamų medžiagų trūkumas lėmė daugybę mirčių dėl spaudžiamų garų variklių sprogimų.

Didelė išorinių degimo variklių rinka buvo suformuota antroje XVIII a. Antroje pusėje, ypač dėl mažesnių programų, kur jie galėtų būti saugiai valdomi be kvalifikuotų operatorių poreikio.

Po vidaus degimo variklio išradimo XVIII a. Pabaigoje išnyko išorinių degimo variklių rinka. Vidaus degimo variklio gamybos sąnaudos, palyginti su išorinio degimo gamybos sąnaudomis, yra mažesnės. Pagrindinis vidaus degimo variklių trūkumas yra tas, kad jų darbas būtina valyti, iškastiniam kurui, didinant išmetamą CO2 kiekį. Tačiau iki šiol iškastinio kuro kaina buvo maža, o išmetamo CO2 kiekis nesumažėjo.

Išorinio degimo variklio principas

Priešingai nei plačiai žinomas vidaus degimo procesas, kuriame degalai sudeginami variklio viduje, išorinis degimo variklis lemia išorinį šilumos šaltinį. Arba, tiksliau, jis yra maitinamas pagal temperatūros skirtumus, sukurtus išorinių šildymo ir aušinimo šaltinių.

Šie išoriniai šildymo ir aušinimo šaltiniai gali būti atitinkamai biomasės ir aušinimo vandens dujoms. Procesas lemia variklyje sumontuotą generatoriaus sukimą, pagal kurią gaminama energija.

Visi vidaus degimo varikliai yra maitinami pagal temperatūros skirtumus. Benzinas dyzeliniai varikliai Ir išorės degimo varikliai yra pagrįsti funkcijomis, kad yra mažiau pastangų suspausti šalto oro, nei suspausti karšto oro.

Benzinas ir dyzeliniai varikliai čiulpia šaltą orą ir suspausti šį orą, kol jis yra šildomas vidaus degimo procese, kuris atsiranda cilindro viduje. Po šildymo oro virš stūmoklio, stūmoklis juda žemyn, kai oras plečiasi. Kadangi oras yra karštas, jėga, veikianti ant stūmoklio, yra puikus. Kai stūmoklis ateina į apačią, atviri vožtuvai ir karšti išmetimai pakeičiami naujais, šviežiais, šaltu oru. Kai stūmoklis perkelia šaltą orą, yra suspaustas, o jėga, veikianti stūmoklio lazdele, yra mažesnė nei tada, kai jis juda žemyn.

Išorinis degimo variklis veikia pagal šiek tiek skirtingo principo. Jame nėra vožtuvų, jis yra hermetiškai uždarytas, o oras yra šildomas ir atšaldomas karšto ir šalto grandinės šilumokaičiais. Įmontuotas siurblys, kurį varo stūmoklio judėjimas suteikia oro judėjimą ten ir atgal tarp šių dviejų šilumokaičių. Oro aušinimui šalto grandinės šilumos mainų aparate, stūmoklis suspausto orą.

Po suspaudimo, orui šildomas karšto kontūro šilumos mainų aparatūros, prieš stūmoklis pradeda judėti priešinga kryptimi ir naudoti karšto oro išplėtimą įjungti variklį.

Išstumtų likusių tipų elektrinių, tačiau darbas, kuriuo siekiama atsisakyti naudoti šiuos suvestinius rodiklius, rodo 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 kurie elektrinės Atrodo kaip pagrindiniai variklių tipai:

• 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;
• Make. alkūninis velenas Variklis iš popieriaus klipų. 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 montuoti į šildymo sistemų kontūrą, 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.