موتور استرلینگ - اصل کار. در دمای پایین موتور استرلینگ (عکس)

موتور استرلینگ، اصل که کیفی متفاوت از معمول برای همه از موتور احتراق داخلی است، یک بار آخرین به رقابت بود. با این حال، در برخی از زمان در مورد آن را فراموش کرده. از آنجا که این موتور استفاده می شود امروز، چه اصل بهره برداری از آن (در مقاله همچنین می توانید موتور استرلینگ نقاشی که کار خود را نشان یافت می شود) است، و چشم انداز برای استفاده در آینده چه هستند، پایین را ببینید.

داستان

در سال 1816، رابرت استرلینگ در اسکاتلند به ثبت رسید موتور حرارتی، امروز به افتخار مخترع آن نام برد. اولین موتورهای هوای گرم قبل از او اختراع شد. اما استرلینگ به پاک کننده دستگاه را که در ادبیات فنی یک تقویت کننده یا یک مبدل حرارتی به نام اضافه شده است. با تشکر از او، افزایش عملکرد موتور در حالی که برگزاری این واحد در گرما.

موتور اذعان موتور بخار با دوام ترین موجود در آن زمان، از او هرگز منفجر شد. قبل از او، دیگر موتور چنین مشکلی اغلب رخ می دهد. با وجود موفقیت اولیه، در اوایل قرن بیستم، از توسعه آن کاهش یافته است، به عنوان آن تبدیل شده است کمتر مقرون به صرفه در مقایسه با حال ظهور پس از آن دیگر موتورهای احتراق داخلی و موتورهای الکتریکی. با این حال، هنوز هم استرلینگ در برخی از صنایع مورد استفاده قرار گرفت.

موتور احتراق خارجی

اصل بهره برداری از همه موتورهای حرارتی است که نیروهای مکانیکی بزرگ از با فشرده سازی سرد در حالت منبسط برای گاز مورد نیاز است. برای نشان دادن این تجربه را می توان با دو گلدان پر از آب سرد و گرم و همچنین یک بطری انجام شده است. در حالت دوم در آب سرد، لوله پلاگین غوطه ور، و سپس به یک گرم منتقل می شود. هنگامی که گاز در بطری شروع به انجام کار مکانیکی و ejects پلاگین. اولین موتور احتراق خارجی بر روند بر اساس به طور کامل. با این حال، بعد مخترع متوجه شدم که حرارت را می توان برای گرم کردن استفاده می شود. بنابراین، عملکرد به فزونی است. اما حتی این کار کمک نکرد موتور برای تبدیل شدن به گسترده شده است.

بعد اریکسون، یک مهندس از سوئد، بهبود ارائه طراحی سرد می شود و گاز و گرمایش در فشار ثابت به جای حجم. به عنوان یک نتیجه، بسیاری از نسخه شروع به برای کار در معادن مورد استفاده در کشتی ها و در چاپ. اما برای خدمه، آنها بیش از حد سنگین بود.

موتورهای احتراق خارجی از فیلیپس

این موتورها از نوع زیر می باشد:

• بخار؛
• توربین بخار؛
• استرلینگ.

نوع دوم به قابلیت اطمینان کم توسعه به علت و دیگران بالاترین نرخ در مقایسه با انواع دیگر از واحد ظاهر شد. با این حال، در سال 1938، فیلیپس کار از سر گرفته شده است. موتورهای تبدیل شده اند با استفاده از درایو ژنراتور در مناطق neelektrofitsirovannyh. در سال 1945، مهندسان شرکت پیدا کرده اند آنها را در غیر این صورت استفاده کنید: اگر محور به چرخش یک موتور الکتریکی، خنک کننده سر سیلندر می آید به منهای صد نود درجه سانتیگراد است. سپس تصمیم گرفته شد تا در سیستم های تبرید استفاده می شود بهبود یافته موتور استرلینگ.

اصل عمل

عمل از موتور است که در چرخه ترمودینامیکی عمل می کنند، که در آن در مختلف فشرده سازی دما و گسترش رخ می دهد. بنابراین تنظیم جریان سیال با تغییر حجم (- بسته به مدل و یا فشار) تحقق یابد. این اصل بسیاری از این ماشین آلات، که می تواند توابع مختلف و طرح های طراحی است. موتورهای رفت و برگشتی ممکن است و یا دوار. ماشین آلات با واحد خود را به عنوان پمپ های حرارتی، کولر، ژنراتور فشار و غیره به کار گیرند.

علاوه بر این، موتورهای باز چرخه، که در آن مقررات جریان از طریق دریچه متوجه وجود دارد. که آنها را به نام موتورهای اریکسون، علاوه بر نام عمومی نام استرلینگ. کار مفید ICE است که پس از پیش فشرده سازی هوا و سوخت از تزریق، حرارت دادن مخلوط حاصل را با احتراق و گسترش مخلوط شد انجام شده است.

اصل کار موتور استرلینگ همان است: در دمای پایین فشرده شده است، و در بالا - گسترش. با این حال، گرمایش مختلف است انجام شده: گرما به از خارج از طریق دیواره سیلندر عرضه می شود. بنابراین، او است که به نام یک موتور احتراق خارجی. استرلینگ استفاده از تغییر درجه حرارت های ادواری، با پیستون جابجایی. تاریخ و زمان آخرین گاز از یکی از محفظه سیلندر را به دیگری حرکت می کند. از یک طرف، به طور مداوم در دمای پایین، و از سوی دیگر - بالا است. هنگامی که در حال حرکت به سمت بالا حرکت می کند پیستون گاز را از گرم به حفره سرد و پایین - بازگشت به گرم است. گاز برای اولین بار می دهد مقدار زیادی از گرما یخچال و فریزر، و پس از آن از بخاری دریافت تا آنجا که او را داد. بین بخاری و یک تقویت کننده یخچال و فریزر واقع شده است - یک حفره پر شده با یک ماده است که گاز حرارت تولید می. در تقویت کننده جریان معکوس آن را برمی گرداند.

سیستم سوخت است با یک پیستون فشرده سازی گاز در سرما و اجازه می دهد به گسترش در گرما متصل می شود. توسط فشرده سازی در دمای پایین تر کار مفید است. کل سیستم اجرا می شود چهار دوره با حرکت متناوب. کرانک مکانیزم به این ترتیب تضمین تداوم. بنابراین، مرزهای تیز بین مراحل چرخه مشاهده نشده است، و بازده موتور استرلینگ کاهش پیدا نمی کند.

با توجه به بالا، نتیجه این است که موتور یک موتور پیستونی با یک منبع خارجی گرما است، که در آن سیال می کند فضای محصور را ترک کنید و جایگزین نشود. نقاشی موتور استرلینگ نشان خوبی از دستگاه و اصل عامل آن است.

جزئیات کار

یکشنبه، برق، انرژی هسته ای و یا هر منبع گرمایی دیگر را می توانید انرژی را به موتور استرلینگ را فراهم کند. اصل بهره برداری از بدن خود در استفاده از هلیوم، هیدروژن و هوای است. چرخه حرارتی ایده آل است که حداکثر کارایی ممکن از از سی تا چهل درصد است. اما با یک تقویت کننده موثر آن می توانید کار و با بهره وری بالاتر. بازسازی، گرمایش و حرارت خنک کننده مبدل های ارائه ساخته شده است، بدون روغن کار می کند. لازم به ذکر است که روغنکاری موتور نیاز بسیار کم است. میانگین فشار در سیلندر است که معمولا از 10 تا 20 مگاپاسکال است. بنابراین، آن را نیاز به یک سیستم آب بندی عالی و امکان ورود روغن به محفظه کار.

ویژگی های تطبیقی

اکثر کارگران موتورهای امروز از این نوع با استفاده از سوخت مایع است. بنابراین فشار مستمر به راحتی کنترل می شود، در نتیجه تولید گازهای گلخانه ای کاهش می یابد. عدم وجود دریچه های عملیات آرام فراهم می کند. قدرت موتور مقایسه انبوه با توربو شارژر، قدرت خاص به دست آمده در خروجی به شاخص واحد دیزل برابر است. سرعت و گشتاور مستقل از یکدیگر هستند.

هزینه تولید موتور بسیار بالاتر از موتور احتراق داخلی. اما معلوم است نرخ معکوس در عملیات.

مزایای

هر مدل از موتور استرلینگ دارای مزایای بسیاری:

• بهره وری در طراحی مدرن می تواند تا هفتاد درصد باشد.
• در موتور دارای سیستم جرقه زنی بالا، میل بادامک و سوپاپ. این کار لازم نیست در طول تمام مدت بهره برداری به تنظیم شود.
• استرلینگ می کند انفجار در موتور احتراق داخلی است، که یک بار سنگین در میل لنگ، یاتاقان ها و میله های اتصال ندارد.
• به عنوان آنها را که اثر را ندارد، گفت که "موتور متوقف شده است."
• با تشکر به سادگی آن دستگاه را می توان برای مدت زمان طولانی عمل می کند.
• این می تواند در چوب، و هسته ای و هر نوع دیگر اجرا از سوخت.
• احتراق به خارج از موتور.

کاستی

• نقطه ضعف اصلی از مصرف طراحی آن از مواد است.
• سیال تا سرد شود، به دلیل آنچه ابعاد قابل ملاحظه ای افزایش یافته است.
• یخ با ویژگی های لازم برای استفاده برابر فشار بالا.
• با کار کردن حرارت بدن، از طریق دیواره از مبدل حرارتی، که در آن هدایت حرارتی محدود عرضه می شود.
• برای تغییر قدرت موتور، تغییر حجم مخزن بافر، فشار متوسط از سیال، زاویه فاز بین که جابه و پیستون.

کاربرد

در حال حاضر، ژنراتور موتور استرلینگ استفاده می شود در بسیاری از زمینه. این یک منبع همه کاره از انرژی الکتریکی در یخچال و فریزر، پمپ ها، زیردریایی ها و نیروگاه های خورشیدی است. آن را از طریق استفاده از انواع مختلفی از سوخت است یک امکان استفاده گسترده آن وجود دارد.

تولد تازه

این موتور ها دوباره شروع به رشد به لطف فیلیپس. در اواسط قرن بیستم آن را تا به شرایط جنرال موتورز امضا کردند. او توسعه استرلینگ برای استفاده در فضا و دستگاه های زیر آب، کشتی ها و اتومبیل منجر شده است. پس از آنها را به شرکت های دیگر از سوئد، استرلینگ متحده، در توسعه خود را از جمله استفاده ممکن است در اتومبیل های سواری درگیر شد.

امروز موتور خطی استرلینگ در تاسیسات زیر دریا، کیهانی و دستگاه های خورشیدی استفاده می شود. علاقه زیادی به آن به علت ارتباط از مسائل مربوط به تخریب محیط زیست، و همچنین کنترل سر و صدا. در کانادا و ایالات متحده، آلمان و فرانسه و ژاپن فعالانه به دنبال توسعه و بهبود استفاده از آن.

آینده

مزایا کاملا آشکار است که دارای یک پیستون و یک موتور دوار از استرلینگ شامل در عمر طولانی، استفاده از سوخت های مختلف، سر و صدای کم و سمیت پایین، آن را به یک موتور احتراق داخلی بسیار امیدوار کننده برای پس زمینه را می سازد. با این حال، با توجه به این واقعیت است که موتور احتراق داخلی در همه زمان ها به منظور بهبود، می توان آن را به راحتی رد کرد. به هر حال، این موتور امروز اشغال یک موقعیت پیشرو است، و آنها را در آینده نزدیک قصد ندارد.