Stirlingmotor - funktionssätt. Låg temperatur Stirlingmotor (bild)

Stirlingmotorn, är principen som kvalitativt skiljer sig från den vanliga för alla förbränningsmotorn, en gång var den sista att konkurrera. Men någon gång glömde det. Eftersom denna motor används idag, vad är principen om sin verksamhet (i artikeln kan också hittas motor Stirling ritningar som visar hans arbete), och vilka är utsikterna för framtida användning, se nedan.

berättelse

År 1816 var Robert Stirling i Skottland patenterade värmemotor, som heter idag för att hedra sin uppfinnare. De första varmluftsmaskin uppfanns före honom. Men Stirling sattes till anordningen renare som i den tekniska litteraturen kallas en regenerator eller en värmeväxlare. Tack vare honom, ökad motorprestanda samtidigt som du håller enheten i värme.

Motorn erkänt mest hållbara ångmaskin tillgänglig vid tidpunkten, eftersom han aldrig exploderade. Framför honom, förekommer andra motorer sådant problem ofta. Trots den tidiga framgången i början av nittonhundratalet, från dess utveckling minskat, eftersom det har blivit mindre kostnadseffektiv i jämförelse med de framväxande sedan andra förbränningsmotorer och elmotorer. Men Stirling fortfarande används i vissa branscher.

Extern förbränningsmotor

Principen för drift av alla värmemotorer är att de stora mekaniska krafter än med en kall kompression i det expanderade tillståndet för den gas som behövs. För att visa denna erfarenhet kan utföras med två krukor fyllda med kallt och varmt vatten samt en flaska. Den senare doppas i kallt vatten, pluggröret, överförs sedan till en varm. När gasen i flaskan börjar utföra mekaniskt arbete och matar ut pluggen. Första externa förbränningsmotorn baserat på processen helt. Dock insåg senare uppfinnaren att värmen kan användas för uppvärmning. Sålunda, har prestanda ökat betydligt. Men även detta inte hjälper motorn att bli utbredd.

Senare Erickson, en ingenjör från Sverige, kyldes förbättrad design erbjudande och uppvärmd gas vid konstant tryck i stället för volym. Som ett resultat, en hel del kopior började användas för arbete i gruvorna, på fartyg och i utskrift. Men för besättningarna, de var för tung.

Externa förbränningsmotorer från Philips

Dessa motorer är av följande typer:

• ånga;
• ångturbinen;
• Stirling.

Den senare typen inte utvecklas på grund av den låga tillförlitligheten och de andra är inte de högsta nivåerna jämfört med andra typer av enheter dök upp. Men i 1938, har Philips återupptagit arbetet. Motorer har blivit används för att driva generatorer i neelektrofitsirovannyh områden. Under 1945 har företagets ingenjörer hittat dem på annat sätt använda: om axeln att snurra en elmotor, kylningen av cylinderhuvudet kommer till minus 190 grader Celsius. Då beslutades att användas i kylsystem förbättras Stirlingmotor.

Principen för drift

Verkan av motorn är att verka på de termodynamiska cykler, i vilka sker vid varierande temperatur kompression och expansion. arbetsfluidflödesreglering är således realiseras genom att variera volymen (eller tryck - beroende på modell). Detta är principen för de flesta av dessa maskiner, som kan ha olika funktioner och konstruktionssystem. Motorer kan kolv eller roterande. Maskiner med deras enheter fungera som värmepumpar, kylare, tryck generatorer och så vidare.

Dessutom finns är öppna-taktsmotorer, där flödesreglerings realiseras genom ventilerna. Att de kallas motorer Erickson, förutom det gemensamma namnet namnet Stirling. ICE nyttigt arbete utförs efter för-komprimering av luft och bränsleinsprutningen, upphettning av den resulterande blandningen blandades med förbränning och expansion.

Principen Stirlingmotorn arbeta är densamma: vid låg temperatur är komprimerad, och vid hög - expansion. Emellertid är annorlunda uppvärmning utförs: värmen tillförs från utsidan genom cylinderväggen. Därför kallas han en extern förbränningsmotor. Stirling används förändringen periodiska temperatur med undanträngningskolv. Sista gasen rör sig från den ena cylinderkammaren till ett annat. Å ena sidan, ständigt låg temperatur, och på den andra - hög. När du flyttar kolven uppåt gas rör sig från den varma till den kalla hålrum och ner - tillbaka i den varma. Första gas ger en hel del värme kylskåpet, och sedan från värmaren får så mycket som han gav. Mellan värmaren och ett kylskåp belägen regeneratorn - en kavitet fylld med ett material som gas avger värme. I den omvända flödes regeneratorn återvänder den.

drivmedelssystem är förbunden med en kolv komprimera gasen i kyla och gör det möjligt att expandera i värmen. Genom kompression vid en lägre temperatur på nyttigt arbete. Hela systemet körs fyra cykler med intermittent rörelse. Vevmekanism säkerställer således kontinuitet. Därför är skarpa gränser mellan de olika stadierna i cykeln inte observerats, och stirlingmotorn effektivitet inte minskar.

Beaktande av ovanstående är slutsatsen att motorn är en kolvmotor med en extern värmetillförsel, varvid arbetsfluiden inte lämnar det inneslutna utrymmet och inte ersätts. Stirlingmotor ritningarna illustrerar väl anordningen och dess funktionsprincip.

uppgifter om det arbete

Sol, el, kärnkraft eller någon annan värmekälla kan leverera energi till Stirlingmotorn. Principen för driften av hans kropp är i användningen av helium, väte, eller luft. Perfekt termisk cykel har den maximalt möjliga effektiviteten i 30-40 procent. Men med en effektiv regenerator det kan fungera och med högre effektivitet. Regeneration, värme och kyla värmeväxlare har inbyggda, utan arbetar oljor. Det bör noteras att motorn smörjning behöver väldigt lite. Det genomsnittliga trycket i cylindern är vanligtvis från 10 till 20 MPa. Därför krävs det en utmärkt tätningssystem och möjligheten att olja kommer in i arbetskammaren.

jämförande egenskaper

De flesta arbetare idag motorer av denna typ med flytande bränsle. Sålunda kontinuerligt tryck lätt kontrolleras, och därigenom minska utsläppen. Frånvaron av ventiler ger tyst drift. Kraften i mass jämförbar motor med turboladdning, är den specifika effekt som erhålls på utgången är lika med index för den dieselenheten. Hastigheten och vridmoment är oberoende av varandra.

Kostnaden för motortillverkning är mycket högre än förbränningsmotorn. Men det visar sig det omvända hastigheten i verksamheten.

fördelar

Varje modell av Stirlingmotorn har många fördelar:

• Effektivitet vid modern design kan vara upp till sjuttio procent.
• I motorn har hög tändningssystem, en kamaxel och ventilerna. Det behöver inte justeras under hela driftsperiod.
• Stirling har inte explosionen i förbränningsmotorn, vilket är en tung belastning på vevaxeln, lager och vevstakar.
• Eftersom de inte har ett liknande resonemang, säger att "motorn stannade."
• Tack vare sin enkelhet enheten kan drivas under en lång tid.
• Den kan köras på trä, och kärnkraft och någon annan typ av bränsle.
• Förbränningen sker utanför motorn.

brister

• Den största nackdelen med designen är förbrukningen av material.
• Arbetsfluiden som skall kylas, på grund av vad de dimensioner är väsentligt ökad.
• För ICE med lika egenskaper som är nödvändiga för att använda ett högt tryck.
• Genom att arbeta kroppen värme tillförs genom väggen hos värmeväxlaren, i vilken den begränsade termiska ledningsförmågan.
• För att ändra motoreffekten, ändra volymen av bufferttanken, det genomsnittliga trycket av arbetsfluidet, fasvinkeln mellan förskjutnings och kolven.

ansökan

För närvarande stirlinggenerator som används inom många områden. Det är en mångsidig källa av elektrisk energi i kylskåp, pumpar, ubåtar och solkraftverk. Det är genom att använda olika typer av bränslen finns det en möjlighet för dess utbredda användningen.

återfödelse

Dessa motorer började åter växa tack vare Philips. I mitten av nittonhundratalet har det tecknat ett avtal General Motors. Hon ledde utvecklingen av Stirling för användning i rymden och undervattensanordningar, fartyg och bilar. Efter dem annat företag från Sverige, Förenade Stirling, blev involverad i deras utveckling, inklusive eventuell användning i personbilar.

Idag linjära Stirlingmotorn används på undervattensinstallationer, kosmisk och sol enheter. Av stort intresse för det orsakas på grund av relevansen av de frågor som miljöförstöring, samt bullerkontroll. I Kanada och USA, Tyskland och Frankrike, och Japan söker aktivt att utveckla och förbättra dess användning.

framtiden

Uppenbara fördelar som har en kolv och en rotationsmotor av Stirling som består i lång livslängd, användning av olika bränslen, låg ljudnivå och låg toxicitet, gör det till ett mycket lovande förbränningsmotor för bakgrund. Men med tanke på att förbränningsmotorn hela tiden för att förbättra, det kan inte vara lätt avfärdas. Hur som helst, det är motorn i dag intar en ledande position och ta dem inom en snar framtid inte för avsikt att.