Stirling enjin - prinsip kerja. The suhu rendah Stirling enjin (foto)

Stirling enjin, prinsip yang berbeza secara kualitatif dari yang biasa untuk semua enjin pembakaran dalaman, sekali adalah yang terakhir untuk bersaing. Walau bagaimanapun, pada masa terlupa mengenainya. Motor ini digunakan hari ini, apa yang prinsip operasinya (dalam artikel itu juga boleh didapati motor Stirling lukisan yang menunjukkan kerja-kerja), dan apakah prospek untuk kegunaan masa depan, lihat di bawah.

cerita

Pada tahun 1816, Robert Stirling di Scotland telah dipatenkan enjin haba, dinamakan hari ini sebagai penghormatan kepada pencipta. enjin udara panas pertama dicipta di hadapannya. Tetapi Stirling ditambah kepada lebih bersih peranti yang dalam kesusasteraan teknikal dipanggil penjana semula atau penukar haba. Terima kasih kepada beliau, peningkatan prestasi enjin semasa memegang unit dalam haba.

Enjin mengakui enjin stim yang paling tahan lama pada masa itu, kerana dia tidak pernah meletup. Di hadapan-Nya, motor lain seperti masalah berlaku kerap. Walaupun kejayaan awal, di awal abad kedua puluh, dari pembangunan ditolak, kerana ia telah menjadi kurang kos efektif berbanding dengan kemudian baru muncul yang lain enjin pembakaran dalaman dan motor elektrik. Walau bagaimanapun, Stirling masih digunakan dalam beberapa industri.

enjin pembakaran luar

Prinsip operasi daripada semua enjin haba adalah bahawa kuasa-kuasa mekanikal besar daripada dengan mampatan sejuk dalam keadaan dibesarkan untuk gas yang diperlukan. Untuk menunjukkan pengalaman ini boleh dijalankan dengan dua periuk berisi air sejuk dan panas serta botol. Yang terakhir ini dicelup ke dalam air sejuk, tiub plug, kemudian dipindahkan ke panas. Apabila gas dalam botol mula melakukan kerja-kerja mekanikal dan Mengeluarkan palam. Pertama enjin pembakaran luar berasaskan proses yang sepenuhnya. Walau bagaimanapun, kemudian pencipta sedar bahawa haba yang boleh digunakan untuk pemanasan. Oleh itu, prestasi telah meningkat dengan ketara. Tetapi ini tidak membantu enjin untuk menjadi meluas.

Kemudian Erickson, seorang jurutera dari Sweden, reka bentuk yang lebih baik persembahan disejukkan dan gas dipanaskan pada tekanan malar bukannya kelantangan. Akibatnya, banyak salinan mula digunakan untuk kerja-kerja di lombong, atas kapal dan percetakan. Tetapi untuk krew, mereka terlalu berat.

Combustion Engines luar dari Philips

Ini motor adalah daripada jenis berikut:

• stim;
• turbin stim;
• Stirling.

Jenis kedua tidak berkembang kerana kebolehpercayaan yang rendah dan yang lain tidak adalah kadar yang paling tinggi berbanding dengan lain-lain jenis unit muncul. Walau bagaimanapun, pada tahun 1938, Philips telah kembali bekerja. Enjin telah menjadi digunakan untuk memacu penjana di tempat neelektrofitsirovannyh. Pada tahun 1945, jurutera syarikat itu mendapati mereka sebaliknya menggunakan: jika aci berputar motor elektrik, penyejukan kepala silinder datang untuk tolak 190 darjah Celsius. Maka ia telah memutuskan untuk digunakan dalam sistem penyejukan lebih baik enjin Stirling.

prinsip operasi

Tindakan motor adalah untuk beroperasi pada kitaran termodinamik, di mana berlaku di pelbagai mampatan suhu dan pengembangan. Oleh itu peraturan aliran bendalir kerja direalisasikan dengan mengubah kelantangan (atau tekanan - bergantung kepada model). Ini adalah prinsip majoriti mesin ini, yang boleh mempunyai fungsi yang berbeza dan skim reka bentuk. Enjin boleh salingan atau putar. Mesin dengan unit mereka beroperasi sebagai pam haba, penyejuk, penjana tekanan dan sebagainya.

Di samping itu, terdapat enjin kitar terbuka, di mana peraturan aliran direalisasikan melalui injap. Bahawa mereka dipanggil enjin Erickson, selain nama biasa nama Stirling. Kerja-kerja yang berguna ICE dijalankan selepas pra-memampatkan suntikan udara dan bahan api, pemanasan campuran yang terhasil adalah bercampur-campur dengan pembakaran dan pengembangan.

The Stirling prinsip enjin kerja adalah sama: pada suhu rendah dimampatkan, dan pada tinggi - pengembangan. Walau bagaimanapun, pemanasan yang berbeza dijalankan: haba yang dibekalkan dari luar melalui dinding silinder. Oleh itu, dia dipanggil enjin pembakaran luar. Stirling digunakan perubahan suhu berkala dengan omboh sesaran. gas lalu bergerak dari satu ruang silinder yang lain. Dalam satu tangan, sentiasa suhu rendah, dan di pihak yang lain - tinggi. Apabila menggerakkan omboh ke atas bergerak gas dari panas ke rongga sejuk dan ke bawah - kembali ke dalam air panas. gas pertama memberikan banyak haba peti sejuk, dan kemudian dari pemanas menerima seberapa banyak yang dia berikan. Antara pemanas dan penjana semula peti sejuk terletak - rongga diisi dengan bahan yang gas mengeluarkan haba. Dalam penjana semula aliran terbalik mengembalikan ia.

sistem dorongan berkaitan dengan omboh memampatkan gas dalam kesejukan dan membenarkan berkembang pada musim panas ini. Oleh mampatan pada suhu yang lebih rendah kerja yang berguna. Keseluruhan sistem berjalan empat rakaat dengan gerakan sekala. mekanisme engkol itu memastikan kesinambungan. Oleh itu, sempadan yang jelas antara peringkat kitaran tidak dipatuhi, dan kecekapan enjin Stirling tidak berkurangan.

Memandangkan di atas, kesimpulannya adalah bahawa enjin adalah enjin omboh dengan bekalan haba luar, di mana bendalir kerja tidak meninggalkan ruang tertutup dan tidak diganti. Stirling lukisan enjin menggambarkan juga peranti dan prinsip operasi.

butir-butir kerja

Sun, elektrik, tenaga nuklear atau mana-mana sumber haba yang lain boleh membekalkan tenaga ke dalam enjin Stirling. Prinsip operasi saiz badannya dalam penggunaan helium, hidrogen, atau udara. Perfect kitaran haba mempunyai kecekapan maksimum yang mungkin 30-40 peratus. Tetapi dengan penjana semula yang berkesan ia boleh bekerja dan dengan kecekapan yang lebih tinggi. Pertumbuhan semula, pemanasan dan penyejukan haba penukar menyediakan dibina, tanpa minyak bekerja. Perlu diingatkan bahawa pelinciran enjin memerlukan sangat sedikit. Tekanan purata silinder biasanya dari 10 hingga 20 MPa. Oleh itu, ia memerlukan satu sistem kedap yang sangat baik dan kemungkinan minyak memasukkan ruang bekerja.

ciri-ciri perbandingan

Kebanyakan pekerja enjin hari ini jenis ini menggunakan bahan api cecair. Oleh itu tekanan berterusan mudah dikawal, sekali gus mengurangkan pelepasan. Ketiadaan injap menyediakan operasi yang tenang. Kuasa enjin massa setanding dengan pengecas turbo, kuasa tertentu diperolehi pada keluaran adalah sama dengan indeks unit diesel. kelajuan dan tork adalah bebas daripada satu sama lain.

Kos pengeluaran enjin adalah lebih tinggi daripada enjin pembakaran dalaman. Tetapi ternyata kadar terbalik dalam operasi itu.

kelebihan

Mana-mana model enjin Stirling yang mempunyai banyak kelebihan:

• Kecekapan di reka bentuk moden boleh sehingga tujuh puluh peratus.
• Dalam enjin mempunyai sistem pencucuhan tinggi, camshaft dan injap. Ia tidak perlu diselaraskan dalam tempoh keseluruhan operasi.
• Stirling tidak mempunyai letupan dalam enjin pembakaran dalaman, yang merupakan beban berat pada crankshaft, galas dan rod menyambungkan.
• Kerana mereka tidak mempunyai kesan yang, mengatakan bahawa "enjin terhenti."
• Terima kasih kepada kesederhanaan peranti boleh dikendalikan untuk masa yang lama.
• Ia boleh dijalankan pada kayu, dan nuklear dan apa-apa jenis bahan api.
• Pembakaran berlaku di luar motor.

kelemahan

• Kelemahan utama reka bentuk adalah penggunaannya bahan.
• Bendalir kerja perlu disejukkan, kerana apa dimensi yang meningkat dengan ketara.
• Untuk ICE dengan ciri-ciri yang sama perlu untuk menggunakan tekanan yang tinggi.
• Dengan bekerja haba badan dibekalkan melalui dinding penukar haba, di mana kekonduksian haba yang terhad.
• Untuk menukar kuasa enjin, menukar kelantangan tangki penampan, tekanan purata bendalir kerja, sudut fasa di antara displacer dan omboh.

permohonan

Pada masa ini, penjana enjin Stirling digunakan dalam pelbagai bidang. Ia adalah sumber serba tenaga elektrik dalam peti sejuk, pam, kapal selam dan loji kuasa solar. Ia adalah melalui penggunaan pelbagai jenis bahan api ada kemungkinan penggunaan meluas.

kelahiran semula

Enjin lagi mula berkembang terima kasih kepada Philips. Di pertengahan abad kedua puluh ia telah menandatangani satu perjanjian General Motors. Dia membawa pembangunan Stirling untuk digunakan dalam ruang dan peranti di bawah air, kapal dan kereta. Selepas mereka syarikat lain dari Sweden, United Stirling, menjadi terlibat dalam perkembangan mereka, termasuk penggunaan yang mungkin dalam kereta penumpang.

Hari ini linear Stirling enjin digunakan pada pemasangan dasar laut, kosmik dan peranti solar. Menarik kepada ia disebabkan oleh perkaitan isu-isu pencemaran alam sekitar, serta kawalan bunyi bising. Di Kanada dan Amerika Syarikat, Jerman dan Perancis, dan Jepun perlu berusaha untuk membangunkan dan meningkatkan penggunaannya.

masa depan

kelebihan yang jelas yang mempunyai omboh dan enjin rotary daripada Stirling terdiri dalam hayat perkhidmatan yang panjang, penggunaan bahan api yang berbeza, bunyi yang rendah dan ketoksikan rendah, menjadikannya enjin pembakaran dalaman yang sangat menjanjikan untuk latar belakang. Walau bagaimanapun, memandangkan hakikat bahawa enjin pembakaran dalaman pada setiap masa untuk bertambah baik, ia tidak boleh dengan mudah menolak. Anyway, ini adalah enjin hari ini menduduki kedudukan yang utama, dan membawa mereka dalam masa terdekat tidak berniat untuk.