Motor harici yanma prensibi. İçten yanmalı motor - Tarih oluşturma. Stirling Değişiklikleri "Beta"

Motorlarda harici yanma Yakıt yakma işlemi ve termal maruz kalma kaynağı, çalışma ünitesinden ayrılır. Bu kategori genellikle buhar ve gaz türbinleri ve Stirling motorları içerir. Bu tür tesislerin ilk prototipleri, iki yüzyıldan fazla bir süredir tasarlanmış ve neredeyse XIX yüzyıl boyunca kullanılmıştır.

Hızla gelişen endüstri için güçlü ve ekonomik enerji kurulumlarına ihtiyaç duyulduğunda, tasarımcılar, çalışma gövdesinin buhar basınç altında olduğu patlayıcı buhar motorlarıyla değiştirildi. Böylece XIX yüzyılın başında dağıtılan dış yanma motorları vardı. Sadece birkaç on yılda, motorlar vardiya geldi içten yanma. Yaygınları olarak önemli ölçüde daha ucuza mal olurlar.

Ancak bugün tasarımcılar giderek daha yaygın kullanımdan salınan dış yanma motorlarına bakıyorlar. Bu, avantajları ile açıklanmaktadır. Ana avantaj, bu tür tesislerin iyi temizlenmiş ve pahalı yakıtlara ihtiyaç duymamasıdır.

Dış yanma motorları, şimdiye kadar bina ve bakım maliyetleri oldukça pahalı olmasına rağmen iddiasızdır.

Stirlingin motoru

Harici yanma motorları ailesinin en ünlü temsilcilerinden biri bir Stirling Makinesidir. 1816'da icat edildi, defalarca iyileştirildi, ancak daha sonra uzun zamandır haksız yere unutuldu. Şimdi Stirling Motor ikinci doğum aldı. Uzayı keşfederken bile başarıyla kullanılır.

Stirling makinesinin çalışması kapalı bir termodinamik döngüye dayanır. Burada periyodik sıkıştırma ve genişleme işlemleri farklı sıcaklıklarda gider. İş akışı kontrolü, hacmini değiştirerek gerçekleşir.

Stirling motoru, ısı pompası, basınçlı jeneratör, soğutma cihazları olarak çalışabilir.

Bu motorda düşük bir sıcaklıkta bir gaz kompresyonu vardır ve yüksek olanı yüksektir. Parametrelerdeki periyodik değişim, yer değiştiricinin bir fonksiyonuna sahip özel bir pistonun kullanımı nedeniyle oluşur. Çalışma sıvısına aynı anda ısı, dıştan, silindirin duvarından sağlanır. Bu özellik doğru verir

Yüksek performanslarına rağmen modern motor İçsel yanma engellemeye başlar. Onun için. S. D. Ulaştı, belki de limiti. Gürültü, titreşim, zehirlenme havası gazları ve diğer dezavantajları, bilim adamlarının yeni kararları arar, uzun zamandır "unutulmuş" döngülerin olanaklarını gözden geçirir. "Canlandırılmış" motorlardan biri karıştırılıyor.

1816'da geri dönün, İskoç rahip ve bilim adamı Robert Stirling, yakıt ve havanın yanma bölgesine girdiği motoru patentten patentlidir, asla silindirin içine girmez. Yanıyorlar, sadece içinde bulunan çalışma gazını ısıtıyorlar. Bu, harici bir yanma motoru ile Stirling icatını adlandırmak için sebep verdi.

Robert Stirling birkaç motor inşa etti; Sonuncusu 45 litre kapasiteye sahipti. dan. Ve İngiltere'deki madende üç yıldan fazla bir süredir çalıştı (1847 yılına kadar). Bu motorlar çok ağırdı, çok fazla yer işgal etti ve dışa doğru buharlı araçlara benziyordu.

Navigasyon için, harici yanma motorları ilk olarak 1851'de İsveçli John Erickson tarafından uygulandı. Onlar tarafından inşa edilen Erickson gemisi, Atlantik Okyanusu'ndan Amerika'dan İngiltere'den İngiltere'ye, dört dış yakma motorundan oluşan bir güç santrali ile geçti. Buhar makineleri yaşında bir duyumdu. fakat priz Erickson sadece 300 litre geliştirdi. birlikte., Beklendiği gibi 1000 değil. Motorların büyük boyutları vardı (silindir çapı 4.2 m, piston vuruş 1.8 m). Kömür tüketimi, buhar makinelerinden daha az olmadığı ortaya çıktı. Gemi İngiltere'ye geldiğinde, motorların daha fazla operasyon için uygun olmadığı ortaya çıktı, çünkü silindirlerin dibini mücadele ettikleri için. Amerika'ya dönmek için, her zamanki olan motorları değiştirmek zorunda kaldım. buhar makinesi. Geri dönüş yolunda gemi bir kazaya düştü ve tüm mürettebatla battı.

Son yüzyılın sonundaki alçak dışsal yanmalı motorlar, St. Petersburg Nobel Fabrikasında (şimdi "Rus Dizel" de dahil olmak üzere sanayi işletmelerinde, matbaalarda, baskı evlerinde evlerde evlerde kullanılmıştır. mahkemeler. Stirling, Rusya'da "ısı ve güç" olarak adlandırıldığı birçok ülkede üretildi. Çalışmanın sinsi ve güvenliği için buhar araçlarından farklı olduğundan çok takdir ettiler.

Unutulan Soluçlar için içten yanmalı motorların gelişimi ile. Ansiklopedik sözlükte Brocombaua ve Efron'da, aşağıdakiler hakkında yazılmıştır: "Patlamalardan güvenlik, kalori makinelerinin güvenliği, yeni malzemeleri inşa etmek ve yağlamak için daha iyi bulurlarsa, kullanmaya başlayabilecekleri sayesinde kullanabilecekleri sayesinde. "

Bununla birlikte, durum sadece ilgili malzemelerin yokluğunda değildi. Hala bilinmeyen, termodinamiğin modern ışınımsal ilkeleri, özellikle, motorun ana unsurlarının en büyük oranlarını belirlemenin imkansız olduğu, özellikle ısı ve işin eşdeğeri olanı vardı. Motorların projen olarak çalıştığı için, küçük bir yüzeyle yapılan ısı eşanjörleri yüksek sıcaklıklar Ve hızlı bir şekilde başarısız oldu.

II. Dünya Savaşı'ndan sonra karıştırmayı iyileştirme girişimleri alındı. Bunların en önemli olanı, çalışma gazının 100 ATM'ye sıkıştırılmaya başlaması ve hava kullanmamasına, ancak hidrojen daha yüksek bir termal iletkenlik katsayısına, düşük viskoziteye ve ayrıca oksitleyici olmayan kayganlaştırıcılara sahip olmasıdır.

Harici bir yanma motorunun cihazı modern video Şekil 2'de gösterilen şematik olarak gösterilmiştir. 1. Bir tarafta kapalı olarak, silindir iki pistondur. Üst-piston-amaç, periyodik ısıtma işlemini hızlandırmak ve işletim gazının soğutulması. Köklü kapalı bir paslanmaz çelik silindir, kötü iletken ısıdır ve bir krank bağlanma mekanizması ile ilişkili bir çubuğun etkisi altında hareket eder.

Alt piston bir işçidir (şekilde cross bölümünde gösterilmiştir). Krank-bağlantı mekanizmasına, osilatör çubuğunun geçtiği içi boş çubuktan geçirir. Çalışma pistonu sızdırmazlık halkaları ile donatılmıştır.

Çalışma pistonunun altında, volan fonksiyonunu gerçekleştiren bir yastık oluşturan bir tampon kabı vardır - çalışma strok sırasında enerjinin enerjisinin seçilmesi ve sıkıştırma sırasında motor miline döndürülmesi nedeniyle torkun düzensizliğini düzeltin. inme. Silindirin hacmini çevredeki boşluktan izole etmek için bir "sarma çorap" tipi servis yapın. Bunlar, bir uç tarafından çubuğa ve diğerine bağlı lastik tüplerdir.

Silindirin üst kısmı, ısıtıcı ile temas eder ve bunlar buzdolabı ile birlikte gelir. Buna göre, rejeneratörün bulunduğu bir boru hattı (ısı eşanjörü) vasıtasıyla serbestçe bildirilen "sıcak" ve "soğuk" hacimlerle ayırt edilir. Rejeneratör, küçük çaplı bir teli (0.2 mm) olan bir taşlama ile doldurulur ve yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir (örneğin,. S. D. Filipe Rejeneratörleri% 95'lik).

Stirling motorun iş akışı, işletme şarjı makarası distribütörünün kullanımına dayanarak yer değiştirmeden gerçekleştirilebilir.

Motorun alt kısmında, pistonun pistonlu hareketini milin dönme hareketine dönüştürmeye hizmet eden bir krank bağlanma mekanizması vardır. Bu mekanizmanın bir özelliği, iki varlığıdır. crankshaftssarmal dişler birbirine doğru yuvarlanan iki vites ile bağlanır. Osilatör çubuğu, alt rocker ve izlenen bağlantı çubukları içindeki krankthafts ile ilişkilidir. Çalışma piston çubuğu, krank millerine üst rocker ve izlenen bağlantı çubuklarıyla bağlanır. Aynı bağlantı çubukları sistemi, bu şanzımanın neresinde ve isminin eşsiz bir deforme edilebilir eşkenriğini oluşturur. Rhombik şanzıman, piston hareket ettiğinde gerekli faz kaymasını sağlar. Tamamen dengelenmiştir, piston çubuklar üzerinde yanal çabalar ortaya çıkarmaz.

Uzayda, sınırlı, çalışan piston, bir çalışma gazıdır - hidrojen veya helyumdur. Silindirdeki toplam gaz hacmi, yer değiştiricinin konumuna bağlı değildir. Sıkıştırma ile ilişkili hacimdeki değişiklikler ve çalışma gazının genişletilmesi, çalışma pistonunun hareketi nedeniyle meydana gelir.

Motor çalışırken, silindirin üst kısmı, örneğin sıvı yakıtın enjekte edildiği yanma odasından sürekli olarak ısıtılır. Silindirin alt kısmı, örneğin soğuk suyla, silindiri çevreleyen bir su tişörtünden pompalanan, sürekli soğutulur. Kapalı bir Stirling döngüsü, Şekil 2'de gösterilen dört saatten oluşur. 2.

İCT I - SOĞUTMA. Çalışma pistonu aşırı düşük konumdadır, yerindenleyici hareket eder. Aynı zamanda, çalışma gazı, altındaki "soğuk" hacmindeki "sıcak" hacminden akar. Yenileyici yol boyunca geçerek, çalışma gazı ona sıcaklığının bir parçası verir ve sonra "soğuk" hacminde soğutulur.

II TOPTASI - Sıkıştırma. Yer değiştirici üst konumda kalır, çalışma pistonu, çalışma gazını düşük sıcaklıklarda sıkarak hareket eder.

III - Isıtma. Çalışma pistonu üst konumdadır, yerindenleyici aşağı hareket eder. Aynı zamanda, sıkıştırılmış bir soğuk çalışma gazı, yerinden edici kapsamın altından yukarıdaki özgürleştirici alana acele eder. Yolda, çalışma gazı yenilenen tarafından ön ısıtıldığı, silindirin "sıcak" boşluğuna düşer ve daha da güçlü ısınır.

İnceliğini IV - Uzatma (Çalışma). Isıtma, çalışma gazı, yerindeni hareket ettirirken ve onunla çalışan bir pistonla genişler. Yapıldı faydalı iş.

Stirling kapalı bir silindire sahiptir. İncirde. 3 ve teorik döngülerin bir diyagramı (Diyagram V - P) gösterilir. Abscissa eksenine göre, silindirin hacmi, silindirdeki basınç ekseni boyunca ertelenir. İlk inceliğin izotermal I-II, ikincisi, üçüncü izotermal III-IV, dördüncü - IV-I'in sabit bir miktarıyla II-III'ün sabit bir hacminde meydana gelir. Sıcak gazın (III-IV) genişlemesi sırasındaki basınç, soğuk gazın (I-II) sıkıştırması sırasında basınçtan daha büyük olduğu için, genişleme çalışmaları daha fazla sıkıştırma çalışmasıdır. Döngünün faydalı çalışması, bir eğrisel quadrangle I-II-III-IV şeklinde grafiksel olarak gösterilebilir.

Gerçek işlemde, piston ve yer değiştirici sürekli hareket eder, çünkü bir krank bağlanma mekanizmasıyla ilişkilendirilir, bu nedenle geçerli döngüsünün diyagramı yuvarlanır (Şekil 3, B).

Teorik olarak. P. D. Stirling motoru% 70'dir. Çalışmalar pratikte bir k elde etmenin mümkün olduğunu göstermiştir. P. D.,% 50'ye eşittir. Bu, en iyi gaz türbinlerinden (% 28), benzinli motorlardan (% 30) ve dizel motorlardan (% 40) önemli ölçüde daha fazladır.

Stirling benzin, kerosen, dizel, gaz ve hatta katı yakıt üzerinde çalışabilir. Diğer motorlarla karşılaştırıldığında, daha yumuşak ve neredeyse sessiz bir kursa sahiptir. Bu düşük sıkıştırma oranı (1.3 ÷ 1.5), ayrıca, silindirdeki basınç düzgün bir şekilde artar ve bir patlama değil. Yanma, yanma sürekli meydana geldiği için yanma ürünleri de gürültü olmadan da mevcuttur. Onlar içinde nispeten az toksik bileşenlerdir, çünkü yakıtın yanması sürekli olarak ve sabit fazlalığı (α \u003d 1,3) ile oluşur.

Romombik şanzıman ile Stirling tamamen dengelidir, titreşimler içinde gerçekleşmez. Özellikle bu kalite, küçük titreşimin ve geçilmezlerin oryantasyon kaybına neden olabileceği yeryüzünün yapay bir uydusuna tek silindirli bir Stirling'i oluşturan Amerikalı mühendisler tarafından dikkate alındı.

Sorunlu konulardan biri soğutmaya devam ediyor. Egzoz gazlarıyla Stirling'te, yakıttan elde edilen ısının sadece% 9'u verilir, bu nedenle, örneğin kurulurken, bir radyatörün kullanıldığından yaklaşık 2,5 kat daha fazla olması gerekir. benzinli motor Aynı güç. Görev, sınırsız miktarda karmaşık su ile verimli soğutmanın sağlandığı gemi kurulumlarında daha kolay çözülür.

İncirde. Şekil 4, iki silindirli kazan motoru Philips'in bir bölümünü 115 litre kapasiteli göstermektedir. dan. Silindirlerin yatay konumu ile 3000 rpm ile. Her silindirin toplam çalışma hacmi 263 cm3'tür. Gezirik olarak bulunan pistonlar, gaz kuvvetlerini tam olarak dengelemesine ve tampon hacimleri olmadan tam olarak dengelenmesine izin verilen iki traverse bağlıdır. Isıtıcı, çalışma gazının geçtiği yanma odasını çevreleyen tüplerden yapılmıştır. Soğutucu, yaralı su pompalarının içindeki boru biçimli bir buzdolabına hizmet eder. Motor, solucan dişlilerden kürek miline bağlı iki krank miline sahiptir. Motorun yüksekliği sadece 500 mm'dir, bu da döşeme altında monte edilmesini ve böylece makine bölmesinin boyutlarını azaltır.

Stirling gücü, esas olarak çalışma gazının basıncını değiştirerek düzenlenir. Aynı zamanda, ısıtıcı sabitinin sıcaklığını korumak için ve yakıt beslemesi de ayarlanabilir. Hemen hemen her ısı kaynağı harici yanma motoru için uygundur. Düşük sıcaklık enerjisini, içten yanma motorları yeteneğine sahip olmayan faydalı çalışmaya dönüştürebilmesi önemlidir. Şekil 2'deki eğrisinden. Şekil 5, sadece 350 ° C'lik bir ısıtıcı sıcaklığında, C. P. Stirling'in% 20'ye eşit olduğu görülebilir.

Stirling ekonomiktir - bunun spesifik yakıt tüketimi sadece 150 g / l'dur. dan. saat. Amerikan toprak uydularında kullanılan "Motor Stirling-Bataryasının" enerji kurulumunda, bir termal pil, "aydınlatma" döneminde ısıyı emen bir hidrolik lityumdur ve uydu gölge tarafındayken karıştırmayı sağlar. Yeryüzünün. Uyduda, motor 2400 rpm kapasiteli 3 KW jeneratörü kullanmaya yarar.

Stirling ve ısı bataryası ile deneyimli bir scooter oluşturdu. Denizaltıdaki ısı ve Stirling Bataryanın kullanılması, birkaç kez daha batmış bir pozisyona girmesine izin verir.

Edebiyat

• 1. Smirnov G.V. Harici yanma motorları. "Bilgi", M., 1967.
• 2. Dr. İr. R. I. Meijer. Der Philips - StirlingMotor, MTZ, N 7, 1968.
• 3. Curtis Anthony. Sıcak hava ve değişim rüzgarı. Stirling motoru ve canlanması. Motor (ENGL.), 1969, (135), N 3488.

Stirling motoru, operasyon ilkesi, Rusya Federasyonu'nun tümü için normalden niteliksel olarak farklı olan, bir zamanlar son layık rekabete sahipti. Ancak, bir süredir onu unuttum. Bu motor bugün kullanıldığı için, eyleminin ilkesi nedir (makalede, Stirling Motorun çizimlerini de bulabileceğiniz, işini açıkça gösterebilir) ve gelecekte kullanım için umutlar nelerdir, aşağıda okunur.

Tarih

1816'da İskoçya'da, Robert Stirling bugün mucitinin onuruna patentlendi. İlk sıcak hava motorları bundan önce icat edildi. Ancak Stirling, cihaza bir temizleyici ekledi, bu da teknik literatürde rejeneratör veya bir ısı eşanjörü olarak adlandırılır. Bundan dolayı, üniteyi sıcaklıkta tutarken motor performansı arttı.

Motor, o zamandan beri o zamandan beri en sağlam buhar makinesini tanıdı. Ondan önce, diğer motorlarda, böyle bir sorun sık sık gerçekleşti. Hızlı başarıya rağmen, yirminci yüzyılın başında, diğer motorlar tarafından ortaya çıkan diğer içten yanmalı motorlarıyla karşılaştırıldığında, daha az ekonomik hale geldiği için gelişiminden terk edildi. Ancak, Stirling bazı endüstrilerde kullanılmaya devam etti.

Motor harici yanma

Tüm termal motorların çalışma prensibi, genişletilmiş bir durumda gaz elde etmek için büyük mekanik çabaların gerektiği kadar soğuk olmasıdır. Bunun görsel bir gösterimi için, bir şişenin yanı sıra soğuk ve sıcak su ile doldurulmuş iki tencere ile deneyim geçirebilirsiniz. Sonuncusu soğuk suya indirilir, fişi takın, sonra sıcak'a aktarılır. Bu durumda, şişede gaz performans göstermeye başlayacaktır. mekanik iş ve bir fişi iter. İlk harici yanma motoru bu işlem tamamen dayanıyordu. Doğru, sonra mucit, ısınmanın bir kısmının ısıtma için kullanılabileceğini anladı. Böylece, performans önemli ölçüde artmıştır. Ama bu bile motorun ortak olmasına yardımcı olmadı.

Daha sonra, İsveç'ten gelen Erickson, tasarımı geliştirdi, soğutma ve gazın hacim yerine sabit bir basınçta ısıtması. Sonuç olarak, birçok kopya madenlerde, gemilerde ve matbaalarda çalışmak için kullanılmaya başladı. Ama mürettebat için onlar çok ağırdı.

Philips Harici Yanmalı Motorlar

Bu tür motorlar aşağıdaki türlerdir:

• buhar;
• parroid Türbini;
• Stirling.

İkinci görünüm, hafif güvenilirlik nedeniyle gelişmedi ve diğer agrega türlerine kıyasla en yüksek fiyatlar ortaya çıkmadı. Ancak, 1938'de Philips çalışmaya devam etti. Motorlar, inelektrik alanlarda jeneratörlerin sürücüleri için hizmet vermeye başladı. 1945'te, şirketin mühendisleri onları ters kullanım buldu: Şaft bir elektrik motoru tarafından kaldırılırsa, silindir kafasının soğutulması, eksi yüz doksan derece santigrat dereceye gelir. Daha sonra soğutma tesislerinde daha iyi bir Stirling motoru uygulamaya karar verildi.

Çalışma prensibi

Motor aksiyonu, farklı sıcaklıklarda sıkıştırma ve genişlemenin meydana geldiği termodinamik döngülerde yatmaktadır. Aynı zamanda, çalışma sıvısı akışının düzenlenmesi, değişken hacim (veya modele bağlı olarak) nedeniyle uygulanır. Bu, farklı fonksiyonlara ve yapıcı şemalara sahip olabilecek çoğu makinenin çalışma prensibidir. Motorlar piston veya döner olabilir. Tesisatları ile makineler ısı pompaları, buzdolabı, basınç jeneratörleri vb. Olarak çalışır.

Ek olarak, akış kontrolünün vana ile uygulandığı açık döngüye sahip motorlar vardır. Schirling adının genel adı hariç, Erikson motorları olarak adlandırılır. ICC'de, hava ön sıkıştırma, yakıt enjeksiyonu, karışımın karışımını yanma ve genişlemeye ısıtma işleminden sonra yararlı işler yapılır.

Stirling Motor Çalışma prensibi aynıdır: Düşük sıcaklıklarda, sıkıştırma meydana gelir ve yüksek genişleme ile oluşur. Ancak farklı şekillerde ısıtma yapılır: ısı, silindir duvarından dışarıdan sağlanır. Bu nedenle, dış yanma motorunun adını aldı. Stirling, yer değiştirme pistonu ile sıcaklıkta periyodik değişim kullandı. İkincisi, gazı bir silindir boşluğundan diğerine taşır. Bir yandan, sıcaklık sürekli düşük ve diğer - yüksek. Pistonun hareket ettiğinde, gaz sıcaktan soğuk boşluğa doğru hareket eder ve aşağı - sıcak'a döner. İlk olarak, gaz buzdolabına çok fazla ısı verir ve daha sonra ısıtıcıdan verdiğim kadarıyla alır. Isıtıcı ile buzdolabı arasına bir rejeneratör yerleştirilir - gazın ısı verdiği malzemeyle dolu boşluk. Ters rota ile rejeneratör geri döner.

Yer değiştirme sistemi, soğukta bir çalışan pistonun sıkıştırılması ve ılık genişletilmesine izin verir. Daha düşük bir sıcaklıkta sıkıştırma nedeniyle, faydalı işler oluşur. Tüm sistem, aralıklı hareketler sırasında dört döngü geçer. Bu durumda krank bağlanma mekanizması süreklilik sağlar. Bu nedenle, döngünün aşamaları arasındaki keskin sınırlar gözlenmez ve Stirling azalmaz.

Yukarıdakilerin hepsini göz önüne alındığında, bu motorun, çalışma sıvısının kapalı alandan çıkmadığı ve değiştirilmemesi durumunda, harici bir ısı kaynağına sahip bir piston makinesi olduğunu göstermektedir. Stirling motor çizimleri, cihazı ve eyleminin ilkesini iyi gösterir.

İşin detayları

Güneş, elektrik, nükleer enerji veya başka bir ısı kaynağı, Stirling motoruna enerji sağlayabilir. Vücudunun ilkesi helyum, hidrojen veya hava kullanmaktır. İdeal çevrim, yüzde otuz ila kırkaya eşit derecede mümkün olan verime sahiptir. Ancak etkili bir rejeneratör ile daha fazla çalışabilecek yüksek verim. Yenileme, ısıtma ve soğutma, yağsız çalışan yerleşik ısı eşanjörleri sağlar. Motor yağlayıcılarının çok az ihtiyacı olduğu belirtilmelidir. Silindirdeki ortalama basınç genellikle 10 ila 20 MPa'dır. Bu nedenle, mükemmel bir sızdırmazlık sistemi ve işçi giren petrol olasılığı vardır.

Karşılaştırmalı Özellikler

Bu tür motorların çoğu bugün kullanılıyor, sıvı yakıt kullanılır. Aynı zamanda, emisyonları azaltmaya yardımcı olan sürekli basınç kontrolü kolaydır. Valflerin yokluğu sessiz çalışma sağlar. Kütle ile güç, turboşarjlı motorlarla karşılaştırılabilir ve çıkışta elde edilen spesifik güç, dizel ünitenin göstergesine eşittir. Hız ve tork birbirine bağlı değildir.

Motor üretiminin maliyeti motordan çok daha yüksektir. Ancak çalıştırırken ters şekilde döner.

Faydalar

Herhangi bir Stirling Motor modeli birçok avantaja sahiptir:

• Modern tasarımdaki verimlilik yetmiş ilgiye ulaşabilir.
• Motorda sistem yok yüksek Gerilim Kontak, dağıtım vala ve vanalar. Hizmet ömrü boyunca ayarlanması gerekmez.
• Sıralarda, krank mili, yatakları ve bağlantı çubuklarını büyük ölçüde yükleyen içten yanmalı motorda olduğu gibi bir patlama yoktur.
• "Motor durağını" söylerken etkisi yoktur.
• Cihazın basitliği nedeniyle, uzun süre çalıştırılabilir.
• Hem yakacak odun hem de nükleer ve başka bir yakıt tipi ile çalışabilir.
• Yanma motorun dışında gerçekleşir.

Dezavantajları

Uygulama

Şu anda, jeneratörlü Stirling motor birçok alanda kullanılır. Bu, buzdolabı, pompalar, denizaltılarda ve güneş enerjili elektrik istasyonlarında evrensel bir elektrik enerjisi kaynağıdır. Uygulama sayesinde çeşitli tiplerde Yakıt geniş kullanımı için kullanılabilir.

Canlanma

Bu motorlar Philips sayesinde tekrar gelişmeye başladı. Yirminci yüzyılın ortasında, genel motorlar onunla sonuçlandı. Uzayda ve su altı cihazlarındaki STIRLING'lerin gemilerde ve otomobillerde kullanımı için gelişimine yol açtı. Onları takip eden İsveç'ten başka bir şirket, birleşik Stirling, olası kullanım da dahil olmak üzere gelişmelerine katılmaya başladı.

Bugün doğrusal motor Stirling, sualtı, kozmik ve güneş aparatlarının kurulumlarına uygulanır. Buna büyük ilgi, kötüleşen çevresel durumun yanı sıra gürültüye karşı mücadelenin yanı sıra. Kanada ve ABD'de, Almanya ve Fransa'da ve Japonya, kullanımının geliştirilmesi ve geliştirilmesi için aktif arama.

Gelecek

Büyük bir iş kaynağında, farklı yakıt, sessizlik ve düşük toksisitenin kullanımı, dahili yanma motorunun arka planına karşı çok umut verici hale getiren açık avantajlar. Bununla birlikte, buzun zaman boyunca iyileştirildiği gerçeğini dikkate alarak kolayca yerinden edilemez. Bir yol ya da başka, bugün böyle bir motorun önde gelen bir pozisyonunu işgal ettiğini ve yakın gelecekte onları almak niyetinde değiller.

Harici yanma motorları, insanların güçlü ve ekonomik bir enerji kaynağına ihtiyaç duyduğunda kullanılmaya başladı. Bundan önce, buhar tesisatları kullanıldı, ancak basınç altında sıcak buhar kullandıkları için patlayıcı oldukları için patlayıcı. 19. yüzyılın başlarında, harici yanma ile cihazlar aldılar ve diğer onlarca yıl sonra, zaten içten yanmalı tanıdık cihazlar icat edildi.

Cihazların kökeni

19. yüzyılda insanlık, buhar kazanlarının çok sık patladığı ve aynı zamanda kullanımı istenmeyen bir şekilde yapıcı hale getiren ciddi yapıcı kusurlara sahipti. Çıktı 1816'da İskoç rahip Robert Stirling tarafından bulundu. Bu cihazların 17. yüzyılda hala uygulanan "sıcak hava motorları" olarak da adlandırılabilir, ancak bu adam şu anda buluş olarak adlandırılan rejeneratör adı verilen bir temizleyici ekledi. Böylece, motor harici yanma motoru, sıcak çalışma alanındaki ısıyı korudu, çalışma sıvısı soğutulurken kurulumun performansını büyük ölçüde artırdı. Bu nedenle, tüm sistemin verimliliği önemli ölçüde artmıştır.

O zaman, buluş oldukça yaygın olarak kullanıldı ve popülerliğinin artmasıydı, ama zamanla birlikte kullanıldı ve onu unuttular. Buhar tesisatı ve motorlar, ancak zaten tanıdık, içten yanmalı, dış yanma ekipmanını değiştirmeye geldi. Yine, sadece 20. yüzyılda hatırladılar.

Kurulum işi

Harici bir yanma motorunun çalışma prensibi, sürekli olarak iki aşamayı değiştirmesidir: çalışma sıvısının kapalı bir alanda ve enerji elde ederken ısıtılması ve soğutulmasıdır. Bu enerji, çalışma sıvısının hacminin sürekli değişmesi nedeniyle ortaya çıkar.

En sık, bu tür cihazlardaki çalışma maddesi hava olur, ancak bir helyum veya hidrojen kullanmak mümkündür. O zaman, buluş gelişim aşamasındaydı, bu tür maddeler azot dioksit, frenler, sıvılaştırılmış propan-bütan, deneyler olarak kullanılmıştır. Bazı örneklerde bile uygulamaya çalıştılar sıradan su. Bir çalışma maddesi olarak su ile başlatılan dış yanma motorunun, oldukça yüksek özel bir güce sahip olduğu gerçeğiyle ayırt edildiğine dikkat edilmelidir. yüksek basınçVe kendisi yeterince sıktı.

İlk motor türü. "Alfa"

Kullanılan ilk model, Alpha Stirling oldu. Tasarımının özeti, ayrı silindirlerde farklı yerde bulunan iki güç pistonuna sahip olmasıdır. Bunlardan biri yeterince yüksek bir sıcaklığa sahipti ve diğerleri, aksine, soğuktu. Isı eşanjörünün içinde yüksek sıcaklığa sahip, sıcak bir çift silindir pistonu vardı. Soğuk buhar, düşük sıcaklıklarda ısı eşanjörünün içindeydi.

Dış yanma termal motorunun ana avantajları, yüksek güç ve hacminin olduğu gerçeğiydi. Bununla birlikte, aynı zamanda sıcak çifti sıcaklığı çok büyüktü. Bundan dolayı, bazı teknik zorluklar, bu tür icatların üretimi sürecinde ortaya çıktı. Bu cihazın yenilencisi, sıcak ve soğuk bağlantı tüpleri arasında.

İkinci örnek "Beta"

İkinci örnek beta Stirling modeliydi. Ana yapıcı fark, sadece bir silindir olsaydı. Uçlarından biri sıcak bir çift olarak görev yaptı ve diğer ucu soğuk kaldı. Bu silindirin içinde, piston, gücün çıkarılabileceği şekilde taşındı. Ayrıca içinde sıcak çalışma alanının hacmini değiştirmekten sorumlu olan bir yerindenci vardı. Bu ekipmanda, soğuk bir bölgeden rejeneratörden sıcaklığa pompalanan gaz kullanılmıştır. Bu tür harici yanma motoru, harici bir ısı eşanjörü formunda bir rejeneratöre sahiptir veya piston-yer değiştirenlerle birleştirilmiştir.

Son model. "Gama"

Son türler bu motor Çelik "Gamma" Stirling. Bu tür, yalnızca pistonun varlığından ve yerindencecinin ve ayrıca iki silindirin zaten tasarımında olduğu gerçeğiyle farklılık göstermiştir. İlk durumda olduğu gibi, bunlardan biri soğuktu ve güç almak için kullanıldı. Ancak, ikinci silindir, önceki davada olduğu gibi, bir ucundan soğuktu ve diğerinden sıcaktı. Burada yer değiştirenleri yer değiştirdi. İÇİNDE pistonlu motor Dış yanma ayrıca iki tip olabilecek bir yenenteneratör vardı. İlk durumda, harici ve bu yapısal parçaları soğuk olan bir sıcak silindir bölgesi olarak ve ayrıca birinci silindirlidir. İkinci tip bir iç rejeneratördür. Bu seçenek kullanılıyorsa, yer değiştiricinin tasarımına dahil edilmiştir.

Basit ve küçük bir termal enerji dönüştürücünün ihtiyaç duyulduğunda STIRLING kullanımı haklıdır. Sıcaklık farkı, gaz veya buhar türbinlerini kullanacak kadar yüksek değilse de kullanılabilir. Bugün bu tür örneklerin daha sık kullanılmaya başladığını söylemeye değer. Örneğin, turistler için özerk modeller, gaz brülöründen çalışabilendir.

Şu anda cihazların uygulanması

Böyle eski bir buluşun günlerimizde kullanılamayacağı gibi görünüyor, ancak bu değil. NASA, Stirling tipinin harici bir yanma motorunu emretti, ancak nükleer ve radyoizotop ısı kaynakları, çalışan bir madde olarak kullanılmalıdır. Ek olarak, aşağıdaki amaçlar için de başarıyla kullanılabilir:

• Böyle bir motor modelini, sıvıyı pompalamak için her zamanki pompadan çok daha kolay kullanın. Birçok yönden, bu, pistonun pompalanan sıvının kendisini kullanabileceği gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Ek olarak, çalışma gövdesini soğutur. Örneğin, bu tür bir "pompa", bu için güneş ısısını kullanarak sulama kanallarına su pompalamak için kullanılabilir.
• Bazı buzdolapları üreticileri bu tür cihazları yüklemeye meyillidir. Ürünlerin maliyeti azaltılabilecek ve soğutucu akışkan sıradan hava olarak kullanılabilir.
• Bu türdeki harici yanma motorunu ısı pompasıyla birleştirirseniz, termal ağın çalışmasını evdeki optimize edebilirsiniz.
• Donanma İsveç'in denizaltılarında oldukça başarılı bir Stirlingler kullanılır. Gerçek şu ki, motorun daha sonra nefes almak için kullanılan sıvı oksijen üzerinde çalışmasıdır. Bir denizaltı için bu çok önemlidir. Ek olarak, bu tür ekipman oldukça düşük bir gürültü seviyesine sahiptir. Tabii ki, ünite yeterince büyük ve soğutmayı gerektirir, ancak bir denizaltı hakkında konuşursak önemsiz olan bu iki faktördür.

Motoru kullanmanın avantajları

Tasarım ve montaj sırasında modern yöntemler kullanırsak, dış yanma motorunun etkinliğini% 70'e yükseltmek mümkün olacaktır. Bu tür örneklerin kullanımı aşağıdakiler eşlik eder pozitif nitelikler:

• Şaşırtıcı bir şekilde, bu buluştaki tork, krank milinin dönme hızından neredeyse bağımsızdır.
• Bunda güç toplamak Ateşleme sistemi ve valf sistemi gibi unsur yoktur. Ayrıca burada bir eksantrik mili yok.
• Kullanım süresi boyunca, ekipmanı ayarlamak ve ekipmanı yapılandırmak için gerekli olmayacağı oldukça uygundur.
• Motor model verileri "durak" edemez. Cihazın en basit tasarımı, tam ters çevrimdışı modda uzun süre kullanmanıza izin verir.
• Yakacak odundan neredeyse her şeyi kullanabilir ve bir enerji kaynağı olarak uranyum yakıtla bitirebilirsiniz.
• Doğal olarak, harici yanma motorunda, maddelerin yanma işlemi dışında gerçekleştirilir. Bu, yakıtın dolu olduğu gerçeğine katkıda bulunur ve toksik emisyon miktarı en aza indirilir.

Dezavantajları

Doğal olarak, herhangi bir buluş bağlılığa bağlı değildir. Bu tür motorların eksileri hakkında konuşursak, o zaman aşağıdaki gibidir:

1. Yanma, motorun dışında gerçekleştirildiğinden dolayı, elde edilen ısının çıkarılması, radyatörün duvarlarından oluşur. Bu cihazın boyutlarını arttırmaya zorlanıyor.
2. Malzeme tüketimi. Kompakt ve verimli bir motor modeli Stirling oluşturmak için, büyük bir basınca ve yüksek sıcaklığa dayanabilen yüksek kaliteli ısıya dayanıklı çeliğe sahip olmak gerekir. Ek olarak, düşük termal iletkenlik olmalıdır.
3. Bir yağlayıcı olarak satın almak zorunda kalacak Özel aletMotorda elde edilen yüksek sıcaklıklarda olağan musluklar.
4. Yeterince yüksek özel bir güç elde etmek için, bir hidrojen veya helyumun çalışma maddesi olarak kullanılması gerekir.

Hidrojen ve yakıt olarak helyum

Elde etmek yüksek güçTabii ki, ancak hidrojen veya helyum kullanımının oldukça tehlikeli olduğunu anlamak gerekir. Örneğin, hidrojen, kendisi yeterince patlayıcıdır ve yüksek sıcaklıklarda metalhidrites adlı bağlantılar oluşturur. Bu, hidrojen metalde çözündüğünde olur. Başka bir deyişle, silindiri içten tahrip edebilir.

Ek olarak, hidrojen ve helyum, yüksek nüfuz edici bir yetenek ile karakterize uçucu maddelerdir. Konuşmak daha kolaysa, hemen hemen her contadan kolayca görürler. Ve maddenin kaybı, işletme basıncındaki kayıp anlamına gelir.

Döner harici yanma motoru

Böyle bir arabanın kalbi döner bir genişleme makinesidir. Motorlar için S. harici tip Yanma Bu eleman, her iki taraftaki kapaklarla kaplı olan içi boş bir silindir biçiminde gösterilir. Kendi başına, rotor şaft üzerine ekilen tekerleğin görünümüne sahiptir. Aynı zamanda belirli miktarda p-şekilli genişletilmiş plakalara sahiptir. Uzantıları için, özel bir geri çekilebilir cihaz kullanılır.

Harici Yanma Motoru Lukyanova

Yuri Lukyanov, Pskov Politeknik Enstitüsü araştırmasıdır. Uzun zamandır yeni motor modelleri geliştiriyor. Bilim adamı, yeni modellerde şanzıman, eksantrik mili ve egzoz borusu gibi öğeleri yapmaya çalıştı. Stirling cihazların ana dezavantajı, çok büyük boyutlara sahip olmalarıdır. Bu bir bilim adamının olmamasıydı ve bıçakların pistonlarla değiştirildiği gerçeğinden dolayı ortadan kaldırmayı başardı. Tüm tasarımın boyutunu birkaç kez azaltmaya yardımcı oldu. Bazıları, harici bir yanma motorunu kendi ellerinizle yapabileceğinizi göstermektedir.

Dış yanma motorları

Enerji tasarrufu programının uygulanmasının önemli bir unsuru, özerk elektrik kaynakları ve küçük konut varlıklarının ısısı ve merkezi tüketicilerin merkezi ağlarından uzaklık sağlamaktır. Bu görevleri çözmek için, harici yanma motorlarına dayanarak elektrik ve ısı üretmek için yenilikçi kurulumlar en uygundur. Yakıt olarak, her iki geleneksel yakıtlar da kullanılabilir ve petrol gazı, ahşap cipslerden elde edilen biyogaz, vb.

Son 10 yılda, fosil yakıtlar için artan fiyatlar, CO2 emisyonlarına, fosil yakıtlara bağlı olarak durma arzusunun yanı sıra, fosil yakıtlara bağlı olarak ve kendisini enerji ile tamamen sağlamak için artan bir arzunun yanı sıra artan bir arzu. Bu, biyokütle enerjisi üretebilen büyük bir teknoloji pazarının gelişmesinin bir sonucudur.

Harici yanma motorları, 1816'da neredeyse 200 yıl önce icat edildi. Buhar motoruyla birlikte, iki ve dört zamanlı bir içten yanmalı motor, harici yanma motorları, ana motor türlerinden biri olarak kabul edilir. Buhar motorundan daha güvenli ve daha verimli olan motorlar oluşturmak için tasarlandı. 18. yüzyılın başında, uygun malzemelerin eksikliği, buhar motorlarının patlamaları nedeniyle sayısız ölüme yol açtı.

Dış yakma motorları için önemli piyasa, özellikle, özellikle, yetenekli operatörlere ihtiyaç duymadan güvenli bir şekilde çalıştırılabilecekleri daha küçük uygulamalar nedeniyle, 18. yüzyılın ikinci yarısında kurulmuştur.

18. yüzyılın sonundaki iç yanma motorunun icadından sonra, dış yanma motorları için piyasa kayboldu. Dış yanma maliyetine kıyasla bir içten yanmalı motor üretme maliyeti daha düşüktür. İçten yanma motorlarının ana dezavantajı, çalışmaları için temizlemek, fosil yakıt, CO2 emisyonlarını arttırmak, yakıt sağlamak için gereklidir. Bununla birlikte, yakın zamana kadar fosil yakıtların maliyeti düşüktü ve CO2 emisyonları dikkatini sürdürmedi.

Harici yanma motorunun prensibi

Yaygın olarak bilinen içten yanma işleminin aksine, yakıtın motorun içinde yandığı, harici yanma motoru harici bir ısı kaynağı tarafından tahrik edilir. Veya daha kesin olarak, tarafından oluşturulan sıcaklık farkları tarafından sürülür. dış kaynaklar Isıtmak ve soğutmak.

Bu dış ısıtma ve soğutma kaynakları, sırasıyla biyokütle ve soğutma suyunun egzoz gazlarına hizmet edebilir. İşlem, enerjinin üretildiği motora monte edilmiş jeneratörün bir dönüşüne yol açar.

Tüm içten yanmalı motorlar sıcaklık farklılıklarıyla güçlendirilmiştir. Benzin dizel motorlar Ve dış yakma motorları, soğuk havayı sıkıştırmak için sıcak havayı sıkıştırmaktan daha az çaba gösteren özelliklere dayanır.

Benzin ve dizel motorlar soğuk havayı emer ve bu havayı, silindirin içinde meydana gelen içten yanma işleminde ısıtılmadan önce sıkıştırır. Pistonun üstündeki havayı ısıtdıktan sonra, piston aşağı doğru hareket eder, böylece havanın genişler. Hava sıcak olduğundan, pistonun çubuğuna etki eden kuvvet harika. Pistonun dibe geldiğinde, valfler açık ve sıcak egzozlar yeni, taze, soğuk hava ile değiştirilir. Pistonun yukarı doğru hareket ettiğinde, soğuk hava sıkıştırılır ve piston çubuğuna etki eden kuvvet, aşağı doğru hareket ettiğinden daha azdır.

Harici yanma motoru, biraz farklı bir prensibe göre çalışır. Vanayı yoktur, hermetik olarak mühürlenir ve hava ısıtılır ve sıcak ve soğuk devrenin ısı eşanjörlerinin yardımı ile soğutulur. Pistonun hareketi tarafından tahrik edilen yerleşik pompa, orada hava hareketi sağlar ve bu iki ısı eşanjörü arasında geri döner. Havanın soğuk devrenin ısı değişimi aparatındaki soğutması sırasında, piston havayı sıkıştırır.

Sıkıştırma işleminden sonra, hava sıcaklığının ısı değişim aparatı içerisinde ısıtılır, piston ters yönde hareket etmeye başlamadan önce, motoru harekete geçirmek için sıcak havanın uzatılmasını kullanın.