Vanjski motor za izgaranje Stvaranje povijesti. Stirling motor (1 gif)

Ekologija potrošnje. Trčanje i tehnika: Motor Stirling se najčešće koristi u situacijama u kojima je uređaj za pretvaranje toplinske energije, karakterizirane jednostavnosti i učinkovitosti.

Prije manje od stotinu godina unutarnje izgaranje Pokušali su osvojiti svoje zakonsko mjesto u konkurentnoj borbi među ostalim dostupnim strojevima i pokretnim mehanizmima. U isto vrijeme u te vrijeme superiornost benzinski motor Nije bilo tako očito. Postojeći strojevi na parnim motorima razlikovali su se tišinom, veličanstvenom za vrijeme kapaciteta, jednostavnost održavanja, mogućnost korištenja različite vrste goriva. U daljnjoj borbi za tržište, motori s unutarnjim izgaranjem zbog svoje gospodarstvo, pouzdanost i jednostavnost uzeli su vrh.

Daljnja utrka za poboljšanje agregata i mehanizama vožnje u kojima plinske turbine i rotacijske sorte motora upisane sredinom 20. stoljeća, dovele su do činjenice da je usprkos vladavini benzinskog motora, pokušaji uvesti potpuno novi Vrsta motora na "Gaming polje" - toplinski, po prvi put izumljeni 1861. godine, škotski svećenik po imenu Robert Stirling. Motor je primio ime svog Stvoritelja.

Stirling Engine: fizičko bočno pitanje

Da biste razumjeli kako radna površina desktop radi na Stirling, treba razumjeti općenito O načelima rada termalnih motora. Fizički, načelo operacije leži u korištenju mehaničke energije, koji se dobiva širenjem plina kada se zagrijava i njegove naknadne kompresije tijekom hlađenja. Da biste pokazali princip rada, možete dati primjer na temelju konvencionalne plastične boce i dvije tavece, u jednoj od kojih je hladna voda, u drugom vrućem.

Prilikom spuštanja boce u hladnu vodu, temperatura je u blizini temperature formiranja leda s dovoljnim hlađenjem zraka unutar plastične posude, treba ga zatvoriti utikač. Nadalje, prilikom postavljanja boce u kipuću vodu, nakon nekog vremena utikač s moć "puca", jer u ovom slučaju grijani zrak je proveden mnogo puta veći od hlađenja. S ponovljenim ponavljanjem iskustva, rezultat se ne mijenja.

Prvi strojevi koji su izgrađeni pomoću Stirling Engine, reproducirane s točnošću, pokazujući u eksperimentu. Naravno, mehanizam je zahtijevao poboljšanje, koji se sastoji od toplinskog dijela koji je izgubio plin tijekom procesa hlađenja za daljnje zagrijavanje, omogućujući vam da vratite toplinu na plin za ubrzavanje grijanja.

Ali čak i korištenje ove inovacije ne može spasiti stanje stvari, budući da su prve "stirci" odlikuje velikim dimenzijama na niskoj energiji. U budućnosti, pokušao je modernizirati dizajn kako bi se postigao kapacitet od 250 KS. Oni su doveli do činjenice da ako postoji cilindar s promjerom od 4,2 metra, prava izlazna snaga koju je Stirling elektrana proizvedena u 183 kW u stvari bila je samo 73 kW.

Svi stirling motori djeluju na principu ciklusa Stirling, koji uključuje četiri glavne faze i dva intermedijata. Glavni je grijanje, ekspanzija, hlađenje i kompresija. Kao što je procijena faza, razmatra se prijelaz na hladni generator i prijelaz na grijaći element. Korisni rad koji se izvodi motor temelji se isključivo na razlici u temperaturama grijanja i rashladnog sredstva.

Moderne konfiguracije Stirling

Moderno inženjerstvo razlikuje tri glavne vrste sličnih motora:

• alfa-Stirling, razlika od kojih se u dva aktivna klipova nalazi u neovisnim cilindrima. Od svih tri opcije ovaj model Ima najveću snagu, ima najveću temperaturu grijaćeg klipa;
• beta Stirling, na temelju jednog cilindra, jedan je dio vruć, a druga hladno;
• gamma Stirling, koji je također zamjenik, osim klipa.

Proizvodnja postaje Stirling će ovisiti o odabiru modela motora, koji će vam omogućiti da razmotrite sve pozitivne i negativne strane Takav projekt.

PREDNOSTI I NEDOSTATCI

Zahvaljujući mojoj konstruktivne značajke Ovi motori imaju brojne prednosti, ali nema nedostataka.

Desktop Power Stanica Stirling, što je nemoguće u trgovini, ali samo ljubavnici koji samostalno prikupljaju takve uređaje uključuju:

• velike veličine koje su uzrokovane potrebom za stalnim hlađenjem radnog klipa;
• upotreba visokotlačniono što je potrebno za poboljšanje karakteristika i snage motora;
• gubitak topline, koji se događa zbog činjenice da se količina topline ne prenosi ne na samo radno tijelo, već kroz sustav izmjenjivača topline, čije grijanje dovodi do gubitka učinkovitosti;
• oštar smanjenje snage zahtijeva korištenje posebnih načela koja se razlikuju od tradicionalnih za benzinske motore.

Uz nedostatke, elektrane koje djeluju na sjevernim agregatima, postoje neosporne prednosti:

• bilo koju vrstu goriva, jer kao bilo koji motori koriste toplinsku energiju, ovaj motor može funkcionirati kada temperaturna razlika bilo kojeg medija;
• učinkovitost. Ovi uređaji mogu biti izvrsna zamjena za parne jedinice u slučaju potrebe za obradom energije sunca, izdavanjem CPDA 30% više;
• sigurnost okoliša. Budući da KW desktop elektrana ne stvara ispušni trenutak, ne proizvodi buku i ne baca u atmosferu štetne tvari, U obliku izvora kapaciteta, postoji normalna toplina, a gorivo se gotovo potpuno treperi;
• konstruktivna jednostavnost. Za svoj rad, Stirling neće zahtijevati dodatne pojedinosti ili uređaje. U mogućnosti je samostalno pokrenuti bez uporabe startera;
• povećani resurs izvedbe. Zbog svoje jednostavnosti, motor može osigurati ne sto sati neprekidnog rada.

Stirling aplikacije motora

Stirling motor se najčešće koristi u situacijama kada je potreban uređaj za transformaciju toplinske energije, karakterizirana jednostavnost, dok je učinkovitost drugih vrsta toplinskih jedinica značajno niže pod sličnim uvjetima. Vrlo često se takvi agregati koriste u prehrani opreme za crpljenje, hladnjaci, podmornice, baterije koje akumuliraju energiju.

Jedno od obećavajućih područja područja korištenja Stirling motora je solarna elektrana, budući da se ova jedinica može uspješno koristiti za pretvaranje energije sunčeve svjetlosti u električni. Za provedbu ovog procesa, motor se nalazi u fokusu zrcala koji se nakuplja sunčeve zrake, što osigurava trajno osvjetljenje područja koja zahtijeva grijanje. To vam omogućuje da fokusirate solarnu energiju na malo područje. U ovom slučaju helij ili vodik služe kao gorivo za motor. Objavljeno

1. Uvod ............................................... ........................................... 3

2. Povijest ............................................... ........................................... 4

3. Opis ............................................... ........................................ 4

4. Konfiguracija ............................................... ................................... 6.

5. Nedostaci ............................................... ....................................... .. 7

6. Prednosti ............................................... ............................... 7

7. Zahtjev ............................................... ................................... osam

8. Zaključak ............................................... ....................................... jedanaest

9. Popis referenci ............................................. ................................... .. 12

Uvod

Na početku XXI stoljeća, čovječanstvo gleda u budućnosti s optimizmom. Na njemu postoje najviše argumenti. Znanstvena misao ne stoji na mjestu. Danas nudimo sve više i više novih razvoja. Postoji uvod u naš život sve ekonomičnije, ekološki prihvatljive i obećavajuće tehnologije.

To se odnosi, prije svega, alternativni motor i korištenje takozvanih "novih" alternativnih vrsta goriva: vjetra, sunca, vode i drugih izvora energije

Zahvaljujući motorima svih vrsta tipova, osoba dobiva energiju, svjetlo, toplinu i informacije. Motori su srce koje tuče u taktu s razvojem moderne civilizacije. Oni pružaju rast proizvodnje, smanjiti udaljenosti. Trenutno uobičajeni motori s unutarnjim izgaranjem imaju brojne nedostatke: njihov rad je popraćen bukom, vibracijama, dodjeljuju štetne potrošene plinove, čime se onečišćuju našu prirodu i konzumiraju puno goriva. Ali danas ih već postoji alternativa. Klasa motora, čija je šteta minimalna - Stirling motora. Oni rade na zatvorenom ciklusu, bez kontinuiranih mikro eksplozija u radnim cilindrima, praktički bez raspodjele štetnih plinova i goriva koje trebaju mnogo manje

Izumljen mnogo prije motora s unutarnjim izgaranjem i dizelskim motorom, stirling motor je bio nezasluženo zaboravljen

Oživljavanje interesa za Stirling motore obično je povezan s aktivnostima tvrtke Philips. Rad na dizajnu Stirling motora male snage započeo je u društvu sredinom 30-ih godina dvadesetog stoljeća. Svrha rada bila je stvoriti mali električni generator s niskim bukom i toplinskim pogonom za napajanje radio opreme u svjetskim okruzima s nedostatkom redovitih izvora napajanja. Godine 1958. General Motors sklopio je ugovor o licenciranju s Philipsom, a njihova se suradnja nastavila do 1970. godine. Razvoj je bio povezan s uporabom stirling motora za prostorne i podmorske elektrane, automobile i brodove, kao i za stacionarne sustave opskrbe energijom. Švedska tvrtka United Stirling, koja je usredotočila svoje napore uglavnom na motorima vozilo veliki kapacitet učitavanja, podijelite njihove interese na području motora za osobni automobili, Sadašnji interes za motor Stirling oživljen je samo za vrijeme takozvane "energetske krize". Tada je to posebno atraktivno činilo potencijalnim sposobnostima ovog motora u odnosu na gospodarsku potrošnju uobičajenog tekućeg goriva, što se činilo vrlo važnim zbog povećanja cijena goriva

Povijest

Stirling motor je prvi put patentirao škotski svećenik Robert Stirling 27. rujna 1816. (engleski patent br. 4081). Međutim, prvi elementarni "topli zračni motori" bili su poznati na kraju XVII stoljeća, davno prije nego stirling. Postizanje Stirling je dodatak čistača, koji je nazvao ekonomiju. U suvremenoj znanstvenoj literaturi, ovaj se čistač naziva "regenerator" (izmjenjivač topline). Povećava performanse motora dok držite toplinu u toplom dijelu motora, dok se radni fluid ohladi. Ovaj proces mnogo poboljšava učinkovitost sustava. Godine 1843., James Stirling je koristio ovaj motor u tvornici, gdje je u to vrijeme radio kao inženjer. 1938. godine, Philips je uložio u stirling motor više od dvije stotine snaga konja i povrat od više od 30%. Stirling motor ima mnoge prednosti i bio je raširen u eri paru strojeva.

Opis

Stirling - toplinski stroj u kojem se tekući ili plinovito radno tijelo kreće u zatvorenom volumenu, vrsta motora je varijabilna vanjski izgaranje, Na temelju periodičnog grijanja i hlađenja radnog fluida s ekstrakcijom energije iz pojave promjena u volumenu radnog fluida. Može raditi ne samo iz izgaranja goriva, već i iz bilo kojeg izvora topline.

U XIX stoljeću inženjeri su htjeli stvoriti sigurnu alternativu parnim motorima tog vremena čiji se kotlovi često eksplodiraju zbog visokog tlaka pare i neprikladnih materijala za njihovu konstrukciju. Dobra alternativa parni strojevi Pojavio se s stvaranjem stirling motora, što bi moglo preobraziti bilo koju razliku u temperaturi na posao. Glavno načelo rada stirling motora stalno se mijenja grijanje i hlađenje radnog fluida u zatvorenom cilindru. Obično, zrak djeluje kao radni fluid, ali se također koriste vodik i helij. U nizu eksperimentalnih uzoraka, freoni su testirani, dušikov dioksid, ukapljeni propan-butan i voda. U potonjem slučaju voda ostaje u tekućem stanju na svim područjima termodinamičkog ciklusa. Značajka Stirling s tekućim fluidom je male veličine, visoka specifična snaga i veliki radni tlak. Također se miješa s dvofaznom radnom tekućinom. Također karakterizira visoka specifična snaga, visoki radni tlak.

Od termodinamike je poznato da su tlak, temperatura i volumen plina međusobno povezani i prate zakon idealnih plinova

• P-tlak plina;
• V - Volumen plina;
• n - broj plinskih mola;
• R je univerzalna konstanta plina;
• T - Temperatura plina u Kelvinu.

To znači da kada se zagrijani plin poveća, i tijekom hlađenja - smanjuje se. Ovo svojstvo plinova temelji se na radu stirling motora.

Stirling motor koristi ciklus Stirling, koji nije inferiorni od karno ciklusa prema termodinamičkoj učinkovitosti, pa čak i ima prednost. Činjenica je da se karno ciklus sastoji od malo različitih izoterm i adijabata. Praktična provedba ovog ciklusa je jednostavno kao što je opisano. Ciklus Stirling omogućio je da se dobije praktički radni motor u prihvatljivim dimenzijama.

Ciklus Stirling sastoji se od četiri faze i podijeljenih s dvije prijelazne faze: grijanje, širenje, prijelaz na hladni izvor, hlađenje, kompresiju i prijelaz na izvor topline. Dakle, kada se krećete s toplog izvora do hladnog izvora, postoji ekspanzija i kompresija plina u cilindru. Razlika u volumenima plina može se pretvoriti u pogon nego i stirling motor je zahvaćen. Beta-tip Stirling motora Radni ciklus:

1

2

3

4

gdje: čist klip; b - radni klip; C - zamašnjak; D - vatra (područje grijanja); E - rashladni rubovi (područje hlađenja).

1. Vanjski izvor topline zagrijava plin na dnu cilindra izmjene topline. Pritisak koji se stvara je guranje radnog klipa (napomenuti da je povremeni klip povezan s zidovima).
2. Zamašnjak gura casual klip dolje, čime se pomiče zagrijani zrak od dna do komore za hlađenje.
3. Zrak se hladi i skuplja, klip spušta.
4. Krucisti klip se diže, čime se ohlađeni zrak kreće u donji dio. I ciklus se ponavlja.

U stroju Stirling, radni klipni pokret pomaknuo je 90 ° u odnosu na kretanje premještaja klipa. Ovisno o znaku ovog pomaka, uređaj može biti motor ili toplinska crpka. Kada se pomakne 0, stroj ne proizvodi nikakav posao (osim gubitaka trenja) i ne proizvodi ga.

Beta Stirling - Cilindar je samo jedan, vruć s jednog kraja i hladan od drugog. Unutar cilindra, klip se kreće (iz kojih se ukloni snaga) i "premještač", mijenja volumen vruće šupljine. Plin se pumpa iz hladnog dijela cilindra u vruće kroz regenerator. Regenerator može biti vanjski, dio izmjenjivača topline ili u kombinaciji s premještanjem klipa.

Gama stirling "Tu je i klip i" zamjenik ", ali u isto vrijeme dva cilindara su jedno hladno (postoji klip iz kojeg se uklanja snaga), a druga vruća s jednog kraja i hladno od drugog (" premještač " "se kreće tamo. Regenerator povezuje vrući dio drugog cilindra s hladnoći i istovremeno kao i prvi (hladan) cilindar.

Liječnik tehničkih znanosti V. Niskovsky (Yekaterinburg).

Ograničene rezerve ugljikovodičnih goriva i visoke cijene za inženjere koji prisiljava da traže zamjenu motora s unutarnjim izgaranjem. Ruski izumitelj predlaže jednostavan dizajn motora s vanjskom opskrbom toplinom, koja je dizajnirana za bilo koju vrstu goriva, čak i za zagrijavanje solarnim zrakama. Stvoritelj projekta motora Vitaly Maksimovich Niskovsky je dizajner, nadaleko poznat metalurgistima ne samo u našoj zemlji, već iu inozemstvu. Autor je više od 200 izuma u području opreme u lijevanju čelika, jedan od osnivača domaće škole dizajniranja strojeva kontinuiranog lijevanja curvilinear praznine (MNS). Danas, 36 takvih automobila pod vodstvom V. M. Niskovskiy na uralmaš djeluje na metalurškim kombinacijama Rusije, kao iu Bugarskoj, Makedoniji, Pakistanu, Slovačkoj, Finskoj, Japanu.

Godine 1816. Scottz Robert Stirling izumio je motor s vanjskom opskrbom toplinom. Izum u to vrijeme nije dobio široku distribuciju - dizajn je bio previše složen u odnosu na parni motor i pojavio se kasnije motorima s unutarnjim izgaranjem (DVS).

Međutim, danas se ponovno pojavio akutni interes za stirling motora. Stalno se pojavljuje informacije o novim razvojima i pokušajima poboljšanja njihove masovne proizvodnje. Na primjer, na nizozemska tvrtka "Philips" izgradio je nekoliko izmjena motora za Stirling teški kamioni, Vanjski motori izgaranja staviti na brodove, u malim elektranama i CHP, au budućnosti će se opremiti svemirske postaje (očekuje se i da će se koristiti za vožnju električnih generatora, budući da su motori sposobni raditi čak iu Plutonoj orbiti ).

Stirling motori imaju visoku učinkovitost, mogu raditi s bilo kojim izvorom topline, tiho, ne troše radno tijelo, kao što se obično koristi vodik ili helij. Stirling motor se može uspješno koristiti na nuklearnim podmornicima.

U cilindrima operativnog motora unutarnje izgaranja, zajedno s zrakom, čestice prašine nužno su zabilježene, uzrokujući trošenje trljačkih površina. U motorima s vanjskom opskrbom topline, to je isključeno jer su apsolutno zatvoreni. Osim toga, mazivo se ne oksidira i zahtijeva zamjenu mnogo rjeđe nego u fru.

Stirling motor, ako se koristi kao mehanizam s vanjskim pogonom, pretvara se u rashladnu jedinicu. Godine 1944., u Nizozemskoj, uzorak takvog motora bio je otključan električnom motorom, a temperatura glave motora uskoro se smanjila na -190 ° C. Takvi se uređaji uspješno koriste za ukapljive plinove.

A ipak složenost sustava ručica i poluge u klipni motori Stirling ograničava njihovu primjenu.

Problem se može riješiti zamjenom klipova s \u200b\u200brotorima. Glavna ideja izuma je da su dva radna cilindara različitih duljina instalirana na ukupnom vratilu s ekscentričnim rotorima i pločama za odvajanje opruge. Šupljina ispuštanja (uvjetna kompresija) malog cilindra povezana je s šupljinom širenja velikog cilindra kroz utore u ploča za odvajanje, cjevovoda, regeneratora izmjenjivača topline i grijač i šupljinu Proširenje malog cilindra - s šupljinom ispuštanja velikog cilindra kroz regenerator i hladnjak.

Motor radi kako slijedi. U svakom trenutku, neki volumen plina dolazi iz malog cilindra do grane visokog tlaka. Ispuniti šupljinu ispuštanja velikog cilindra i istovremeno održavati tlak, plin se zagrijava u regeneratoru i grijaču; Njezin se količina povećava, a tlak ostaje konstantan. Isto, ali "s suprotnim znakom" javlja se u granama niskih tlaka.

Zbog razlike u površinskim područjima rotora, nastaje posljedična sila F.=∆p.(S B.-S M.), gdje ... p. - razlika tlaka u granama visokim i niskim tlakom; S B. - radno područje velikog rotora; S M. - Radno područje malog rotora. Ova sila rotira osovinu s rotorima, a radni fluid kontinuirano cirkulira, dosljedno prolazi kroz cijeli sustav. Korisni radni volumen motora jednak je razlici u volumenu dvaju cilindara.

Vidjeti u sobi na istoj temi.

Ovaj članak je posvećen jednom izumu, patentiran u devetnaestom stoljeću od strane škotskog jednog svećenika Stirling. Kao i svi prethodnici, to je bio vanjski motor za izgaranje. Samo je razlika između njega od ostalih je što može raditi i benzin, te na loživo ulje, pa čak i na kutu i drva za ogrjev.

U XIX stoljeću postojala je potreba za zamjenom parnih motora na nešto sigurnije, jer su se kotlovi često eksplodirali zbog visokog tlaka pare i nekih ozbiljnih konstruktivnih mana.

Dobra opcija bila je vanjski motor izgaranja, koji patentiran 1816. godine škotski svećenik Robert Stirling.

Istina, "topli zračni motori" učinili su prije, čak iu XVII. Stoljeću. Ali Stirling je dodao sredstvo za čišćenje u instalaciju. U modernom razumijevanju - regenerator.

Podigao je performanse instalacije, zadržavajući toplinu u toploj zoni automobila, u trenutku kada je radno tijelo ohlađeno. To je značajno povećalo učinkovitost sustava.

Izum je pronašao široku praktičnu primjenu, postojala je faza podizanja i razvoja, ali tada su stiljena nezasluženo zaboravljena.

Dali su način na parni strojevi i motori s unutarnjim izgaranjem, au dvadesetom stoljeću ponovno su ponovno rođeni.

Zbog činjenice da je ovaj načelo vanjskog izgaranja vrlo zanimljiv u sebi, danas najbolji inženjeri i ljubavnici u SAD-u, Japanu, Švedskoj, rade na stvaranju novih modela.

Vanjski motor za izgaranje. Načelo rada

"Stirling" - kao što smo već spomenuli, raznolikost vanjskog motora za izgaranje. Osnovno načelo njegovog rada leži u stalnoj izmjeni grijanja i hlađenja radnog fluida u zatvorenom prostoru i energetskom dobivanju, zbog promjene volumena radne gripe.

U pravilu, radna gripa je zrak, ali se može koristiti vodik ili helij. U prototipovima, dušikovim dioksidom, freonima, ukapljenim propan-butanom, pa čak i voda pokušao.

Usput, voda je u tekućem stanju tijekom cijelog termodinamičkog ciklusa. A "Stirling" sa sam s tekućim fluidom ima kompaktne dimenzije, visoku specifičnu snagu i visoki radni tlak.

Vrste Stirling

Postoje tri klasične vrste stirling motora:

Primjena

Stirling motor se može primijeniti u slučajevima ako je potreban jednostavan, kompaktan pretvarač za toplinsku energiju ili kada je učinkovitost drugih vrsta toplinskih vozila ispod: na primjer, ako je temperaturna razlika nedovoljna za uporabu plina ili.

Ovdje su specifični primjeri korištenja:

• Već danas postoje autonomni generatori za turiste. Postoje modeli koji rade od plinskih plamenika;

NASA je naručila varijantu generatora "Stirling", koji radi od nuklearnih i radioizotopnih izvora topline. Koristi se u svemirskim ekspedicijama.

• "Stirling" za pumpanje tekućinu je mnogo lakše instalirati "motornu pumpu". Kao radni klip, može koristiti crpnu tekućinu, koja će istodobno hladiti radnu tekućinu. Crpka se može kazniti vodom u kanalima za navodnjavanje koristeći solarnu toplinu, dovodu vruće vode iz solarnog sakupljača do kuće, kemikalija pumpe reagensi, budući da je sustav potpuno zatvoren;
• Proizvođači kućanskih hladnjaka uvode modele na "Stirling". Bit će uskoro, a obični zrak se očekuje kao rashladno sredstvo;
• Kombinirani Stirling s termalnom pumpom optimizira sustav grijanja u kući. To će dati šarm "hladnog" cilindra, a nastala mehanička energija može se koristiti za zamjenu topline, koja dolazi iz okoliša;
• Danas su stirling motori instalirani na sve podmornice mornarice Švedske. Oni djeluju na tekućem kisiku, koji se nadalje koristi za disanje. Vrlo važan čimbenik za brod, niska razina Buka, i nedostaci tipa: "Velika veličina", "potreba za hlađenjem" - u uvjetima podmornice nisu značajni. Slične instalacije opremljene su najnovijim japanskim podmorskim tipom "Sori";
• Stirling motor se koristi za pretvaranje solarne energije u električnu energiju. Za to je montirano u fokusu paraboličnog zrcala. Stirling Solarna energija gradi solarne kolektore kapaciteta do 150 kW po ogledalu. Koriste se na najvećoj svjetskoj solarnoj elektrani u južnoj Kaliforniji.

Prednosti i nedostatci

Moderna razina dizajna i proizvodne tehnologije omogućuje vam povećanje učinkovitosti "Stirling" do 70 posto.

• Što je iznenađujuće, moment motora je praktički neovisan o brzini rotacije radilice;
• Instalacija napajanja ne sadrži sustave paljenja, sustav ventila i bregastog vratila.
• Tijekom cijelog vijeka trajanja ne trebate podešavanja i postavke.
• Motor ne "zaustavlja", a jednostavnost dizajna omogućuje da se radi o offline dugo vremena;
• Možete koristiti bilo koji izvori toplinske energije, od drva za ogrjev na uranijsko gorivo.
• Izgaranje goriva nastaje izvan motora, što doprinosi svom potpunom žurbi i minimiziranju emisija toksičnih tvari.

• Budući da gorivo gori izvan motora, uklanjanje topline prolazi kroz zidove radijatora, a to su dodatne dimenzije;
• Potrošnja materijala. Da bi se stroj za miješanje kompaktan i snažan, potreban je skup čelik otporan na toplinu, sposoban izdržati visoki radni tlak i imati nisku toplinsku vodljivost;
• Trebate poseban mazivač, uobičajeni za "Stirling" se ne uklapa, kao cocks kada visoke temperature;
• Da bi se dobila visoka specifična snaga, radnu tekućinu u "stirlings" se koristi vodik i helij.

Vodik se odlikuje opasnosti od eksplozije, a na visokim temperaturama mogu se otopiti u metalima, formirajući metalhidrat. Drugim riječima, cilindri motora su uništeni.

Čak i vodik i helium imaju visoku sposobnost prodiranja i lako prodire kroz brtve, spuštajući radni tlak.

Ako ste, nakon što ste se upoznali s našim člankom, želite kupiti uređaj - vanjski motor za izgaranje, nemojte trčati u najbližu trgovinu, takva stvar nije za prodaju, nažalost ...

Razumijete sami sebe, oni koji se bave poboljšanjem i provedbom ovog automobila drže svoju razvojnu tajnu i prodaju ih samo na čvrste kupce.

Pogledajte ovaj videozapis i napravite ga sami.

Iz prošlosti - u budućnost! 1817. godine, škotski svećenik Robert Stirling dobio je ... Patent nova vrsta Motor, pozvan naknadno, poput dizelskih motora, ime izumitelja - Stirling. Župljani malog škotskog grada odavno su bili i očigledne sumnje su se pokorili na svom duhovnom pastiru. Još uvijek bi! Šištanje i rika koji su prodrli kroz zidove štale, gdje je Otac često nestao, mogao bi biti neugodno ne samo od strane njihovih umovih bogova. Tvrdoglavite glasine ode da strašan zmaj sadrži strašan zmaj, kojeg je Sveti otac ukrotio i hrani šišmiši i kerozin.

No, Robert Stirling, jedan od prosvijetljenih ljudi Škotske, nije se osramotilo odbojnost na stado. Miranske poslove i zabrinutost mu je više zauzeta, na štetu služenja Gospodinu: fasciniran pastorom ... automobilima.

Britanski otoci u to vrijeme doživljavaju industrijsku revoluciju: fabrika se brzo razvija. I zaposlenici kulta neće ostati ravnodušni prema ogromnim prihodima koji natpisuju novi put proizvodnja.

Uz blagoslov Crkve, a ne bez pomoći proizvođača, izgrađeno je nekoliko Stirling strojeva, a najbolje od njih, u 45 litara. s., tri godine radio je u rudniku u Dundi.

Daljnji razvoj stiljena je odgođen: 60-ih godina prošlog stoljeća izašao je u areni novi motor Erikson.

U obje strukture bilo je mnogo zajedničkog. To su bili vanjski motori izgaranja. I u istom u drugom automobilu, radno tijelo bilo je zrak, a isto na drugoj osnovi motora bio je regenerator, prolazio kroz koji je proveo vrući zrak dao svu toplinu. Svježi dio zraka, curi kroz gustu metalnu mrežu, odabrao je toplo, prije nego što uđete u radni cilindar.

Prema dijagramu na slici 1, možete pratiti kako zrak kroz usisnu cijev 10 i ventil 4 ulazi u kompresor 3, komprimiranje i kroz ventil 5 ide u srednji spremnik. U ovom trenutku, spool 8 preklapa ispušnu cijev 9, a zrak kroz regenerator spada u radni cilindar 1, zagrijavan od peći 11. Ovdje se zraka širi, obavljajući koristan rad koji je djelomično usmjeren na podignuti teški klip, Djelomično - na kompresiju hladnog zraka u kompresoru 3. Nakon što je pao, klip gura ispušni zrak kroz regenerator 7 i spool 8 do ispušne cijevi. Prilikom spuštanja klipa u kompresoru, svježi zrak se može upotrijebiti.

1 - radni cilindar, 2 - klip; 3 - kompresor; 4 - usisni ventil; 5 - ispusni ventil; 6 - srednji spremnik; 7 - regenerator; 8 - zaobilaznica kalem; devet - ispušne cijevi; 10 - usisna cijev; 11-top.

A jedan i drugi dizajn se nije razlikovao u gospodarstvu. Ali iz nekog razloga, Scots Engine se dogodio iz nekog razloga, a to je manje pouzdan od Erick motora. Možda, zato je pregledano jedan vrlo važan detalj: s jednakom snagom, stirling motor je bio kompaktan. Osim toga, imao je značajnu prednost u termodinamici ...

Kompresija, grijanje, proširenje, hlađenje - Ovdje su četiri glavna procesa potrebna za rad bilo kojeg toplinskog motora. Svaki od njih može se provesti na različite načine. Na primjer, grijanje i hlađenje plina može se provesti u zatvorenoj šupljini konstantnog volumena (izocorskog procesa) ili pod pokretnim klipom pri konstantnom tlaku (izobarski proces). Ekspanzija kompresije ili plina mogu se pojaviti na konstantnoj temperaturi (izotermni proces) ili bez izmjene topline s ekološki (adijabatski proces). Postavljanjem zatvorenih lanaca iz različitih kombinacija takvih procesa, nije teško dobiti teorijske cikluse za koje rade svi moderni toplinski motori. Na primjer, kombinacija dvoje adijabata i dva Izochior formiraju teoretski ciklus benzinskog motora. Ako zamijenite izocORA u njoj, koji ide grijanje plina, Isobar, ispada o dizelskom ciklusu. Dva adijabat i dva izobara će dati teoretski ciklus plinske turbine. Među svim zamislivim ciklusima, kombinacija dviju adijabata i dvije izoterme igra posebno važnu ulogu u termodinamici, jer bi trebao raditi motor s najvišim KP.

Ako je u motoru stirling, dovod topline proizveden u izocORA-u, tada je Erikson došlo do tog postupka izobara, a procesi kompresije i ekspanzije su obrađeni izotermom.

Na početku našeg stoljeća, Ericksonovo kretanje niske moći (oko 10-20 l. P.) Upotrijebili smo u raznim zemljama. Tisuće takvih instalacija radilo je u tvornicama, u tiskarima, rudnicima i minama, iskrivila stabla strojeva, okrenula vodu, podignute lifte. Pod imenom "toplina i moć", također su bili poznati u Rusiji.

Pokušaji su napravljeni kako bi napravili veliki brodski motor, ali rezultati ispitivanja bili su obeshrabreni ne samo skepticima, već i sam ericks. Suprotno proročanstvu prvog broda "preselio se s mjesta" i čak je prešao Atlantski ocean. No, očekivanja izumitelja bili su prevareni: četiri gigantska veličina motora umjesto 1000 litara. iz. Podijeljeno samo 300 litara. iz. Pokazalo se da je potrošnja ugljena ista kao i parni automobili. Osim toga, dno radnih cilindara do kraja leta su se borili, au Engleskoj su motori moraju biti uklonjeni i osigurani da zamijene uobičajeni parni motor. Na vrhu sve nesreće na putu natrag u Ameriku, posuda je pretrpjela nesreću i umrla sa svu posadu.

1 - radni klip 2 - premještanje klipa; 3 - hladnjak; 4 - grijač; 5 - regenerator; 6 - hladni prostor; 7 - vrući prostor.

Odbijanje misli o izgradnji "kalorijskih strojeva" velike snage, Erickson je prilagodio masovno otpuštanje malih motora. Činjenica je da razina znanosti i tehnologije tog vremena nije dopuštala dizajnirati i izgraditi isplativ i snažan automobil.

Ali Ericksonov glavni štrajk isporučio je motore s unutarnjim izgaranjem. Brzi razvoj dizelskih motora i instalacijskih motora prisiljava da izdaju dobru ideju.

... prošao je stoljeće. U 1930, jedan od vojnih odjela upućuje Philips da razviju elektranu s kapacitetom od 200-400 W za pokretnu radio postaju. Štoviše, motor mora biti svejedi, odnosno radi na bilo kojoj vrsti goriva.

Stručnjaci tvrtke sa svim temeljitosti počeli su raditi. Počeli su s istraživanjem o različitim termodinamičkim ciklusima i, na njihovo iznenađenje, otkrili da teoretski najekonomičniji - dugo zaboravljeni stirling motor.

Rat je obustavio studiju, ali je u kasnim radu u 40-ih godina nastavljen. A onda, kao rezultat brojnih eksperimenata i izračuna, napravljeno je novo otkriće - zatvoreni krug, u kojem je pod pritiskom oko 200 bankomata. Circulirao je radno tijelo (vodik ili helij, kao što ima najmanju viskoznost i najveći toplinski kapacitet). Istina, zatvorio ciklus, inženjeri su bili prisiljeni brinuti se o umjetnom hlađenju radnog fluida. Tako se pojavio hladnjak, koji nije bio u prvim vanjskim motorima izgaranja. I iako grijač i hladnjak, bez obzira na to kako se kompakti, oni će se zategnuti uz miješanje, ali oni ga obavještavaju jednu vrlo važnu kvalitetu.

Izolirani na vanjskom okruženju, oni su praktički neovisni o tome. Stirling može raditi iz bilo kojeg izvora topline svugdje: pod vodom, pod zemljom, u prostoru - to jest, gdje motori s unutarnjim izgaranjem koji trebaju zraka ne mogu raditi. U takvim uvjetima, bez grijača i hladnjaka koji prenose toplinu kroz zid, u načelu je nemoguće učiniti. A onda je miješanje slomljeno njihovim rivalima čak i po težini. U prvim uzorcima testa, specifična težina po jedinici snage bila je oko 6-7 kg po l. s. kao brodski dizelski motori. Moderne stiljena imaju manji omjer - 1,5-2 kg po l. iz. Oni su još kompaktniji i lakši.

Dakle, shema je postala dva vrata: jedna kontura s radničkom agencijom i drugom - toplinskom opskrbom; To je omogućilo donijeti napajanje do 200 litara. iz. po litri radnog volumena i kpd. - do 38-40 posto. Za usporedbu: moderno

dizels imaju kp. 34-38 posto, i motori za karburator - 25-28. Osim toga, proces izgaranja goriva na Stirling je kontinuiran, a to oštro smanjuje toksičnost - na izlaz ugljičnog monoksida 200 puta, za dušikov oksid - za 1-2 narudžbe. Ovo je mjesto gdje, možda jedna od radikalnih rješenja za problem onečišćenja atmosfere gradova.

Radni dio moderan Stirling To je zatvoreni volumen ispunjen radnom plinom (sl. 2). Gornji dio je vruć, kontinuirano se zagrijava. Dno je hladno, cijelo vrijeme se ohladi s vodom. U istom volumenu - cilindar s dva klipa: premještač i radnici. Kada se klip poveća, plin se komprimira u volumenu; Dolje - proširuje se. Kretanje rupa klip-oscilator je napravio alternativnu raspodjelu grijanog i ohlađenog plina. Kada je klip-premjerač u gornjem položaju (u vrućem prostoru), većina plina se ispostavlja da je premješten u hladnoj zoni. U ovom trenutku, radni klip počinje kretati i komprimira hladni plin. Sada se premještač klip-preraspodjeluje na kontakt s radnim klipom, a komprimirani hladni plin se pumpa u vrući prostor. Proširenje zagrijanog plina - kretanje rada. Dio energije radnog udara prekriven je naknadnom kompresijom hladnog plina, a višak prelazi na osovinu motora.

Regenerator je između hladnih i vrućih prostora. Kada se širi pokret vrućeg plina klipnog oscilatora ispumpava u hladni dio, prolazi kroz gustu gredu tankih bakrenih žica i daje im toplinu koja se nalazi u njemu. Tijekom obrnutog moždanog udara hladan zrakPrije nego što uđete u vrući dio, odabire ga zagrijavanje.

1 - gorivo plamenik; 2 - ispuh ohlađenih plinova, 3 - zrak grijač; 4 - prinos vrućih plinova; 5 - vrući prostor; 6 - regenerator; 7 - cilindar; 8 - hladnjak cijevi; 9 - hladni prostor; 10 - radni klip; 11 - rombijski pogon; 12 - komora za izgaranje; 13 - cijevi grijača; 14 - klip-oscilator; 15 - unos zraka za izgaranje goriva; 16 - šupljina pufera.

Naravno, B. pravi stroj Sve izgleda tako jednostavno (sl. 3). Nemoguće je brzo zagrijati plin kroz debeli zid cilindra, jer vam je potrebna mnogo velika površina grijanja. Zbog toga se gornji dio zatvorenog volumena pretvara u sustav tankih cijevi grijani plamenom mlaznice. Kako bi se koristila toplina proizvoda izgaranja kao što je u potpunosti što je više moguće, hladan zrak, potkopavajući do mlaznice, zagrijana je ispušnim plinovima - to se čini prilično kompliciranom konturom izgaranja.

Hladni dio radnog volumena također je sustav cijevi u kojima se ubrizgava voda hlađenja.

Pod radnom klipom je zatvorena tampon šupljina ispunjena komprimiranim plinom. Tijekom radnog udara, tlak u ovoj šupljini raste. Intenzitet energije dovoljan je za komprimiranje hladnog plina u radnom volumenu.

Kao što ste savršeni, temperatura i tlak se nekontrolirano povećavaju. 800 ° CALSUS i 250 atm. - Ovo je vrlo težak zadatak za dizajnere, to su potraga za posebno izdržljivim i toplinskim materijalima, složenim problemom hlađenja, budući da je toplinski izolat u usporedbi s klasičnim motorima ovdje je jedan i pol ili dva puta više.

Rezultati ovih eksperimenata ponekad dovode do najneočekivakih nalaza. Na primjer, stručnjaci od tvrtke Philips, pokrećući njegov motor prazan (bez grijanja) primijetio je da se glava cilindra snažno ohladi. Potpuno nasumično otkriveni učinak podrazumijevao je cijeli niz razvoja, a kao rezultat toga, rođenje novog rashladnog stroja. Sada se takve visoke performanse i male veličine rashladnih jedinica naširoko koriste širom svijeta. Ali natrag na termalne strojeve.

Naknadni događaji rastu kao gruda snijega. Godine 1958., uz stjecanje licenci drugih tvrtki, Stirling je prešao preko oceana. Doživio je u raznim tehnikama. Razvija se dizajn motora za napajanje opreme svemirskih letjelica i satelita. Za terenske radio stanice, elektrane koje djeluju na bilo kojem obliku goriva (oko 10 litara su moć), koje imaju tako malu razinu buke koju ne čuje 20 koraka.

Ogromni osjećaj izazvao je demonstracijska jedinica koja radi u dvadeset goriva. Bez zatvaranja motora, jednostavan zaokret dizalice, benzin, dizelsko ulje, sirovo ulje, maslinovo ulje, gorivo - i automobil koji je savršeno "jede" bio je savršeno poslužen u komori za izgaranje. U prekomorskim tiskama bilo je poruka o projektu motora za 2,5 tisuća litara. iz. s atomskim reaktorom. Procijenjeni kp. 48-50%. Sve dimenzije jedinice za napajanje su značajno smanjene, što omogućuje puštenu težinu i područje da se dobije pod biološkom zaštitom reaktora.

Još jedan zanimljiv razvoj je vožnja za umjetno srce težine 600 g i kapacitet od 13 W. Izotop slabosti pruža ga praktički neiscrpan izvor energije.

Stirling motor je testiran na nekim automobilima. U svojim radnim parametrima nije ustupio mjesto rasplinjaču i razinama buke i toksičnosti ispušni plinovi značajno se smanjio.

Stirling Car može raditi na bilo kojem obliku. Jastuk, i ako je potrebno - na talini. Zamislite: Prije ulaska u grad, vozač se okreće plamenik i topi nekoliko kilograma aluminijskog oksida ili litijevog hidrida. U urbanoj ulici vozi "ne dim": motor radi na toplini pohranjen od taline. Jedna od tvrtki proizvela je skuter, čiji je spremnik oko 10 litara taline fluoridnog litija. Takvo punjenje je dovoljno za 5 sati rada na snazi \u200b\u200bmotora 3 l. iz.

Stirling Works se nastavljaju. Godine 1967. napravljen je uzorak eksperimentalne instalacije 400 litara. iz. Na jednom cilindru. Održan je sveobuhvatni program, prema kojem se, do 1977. planira se serijska proizvodnja motora s energetskom rasponom od 20 do 380 litara. iz. Godine 1971. Philips je objavio industrijski motor s četiri cilindra u 200 litara. iz. S punom težinom od 800 kg. Njegova ravnoteža je tako visoka da novčić isporučen rubom novčića (veličine u Pyintu) ne laže.

Prednosti nove vrste motora također se mogu pripisati velikom autocesti od oko 10 tisuća sati. (Postoje zasebni podaci na 27 tisuća) i glatko djelovanje, budući da tlak u cilindrima raste glatko (prema sinusoidnom), a ne eksplozije, kao dizelski motor.

Obećavajući razvoj novih modela provodi se s nama. Znanstvenici i inženjeri rade na kinematici različitih opcija, razne vrste "srca", Stirling Regenerator izračunavaju različite vrste "srca". Traži novo inženjerska rješenjakoji će formirati osnovu ekonomskih i snažnih motora sposobnih za prešanje uobičajenih dizelskih motora i benzinski motori, Čime ispravlja nepravednu pogrešku povijesti.

Alekseev

Primijetio pogrešku? Označite ga i kliknite Ctrl + Enter. Da nam javite.