Двигун стірлінга принцип роботи і пристрій
Стірлінг - це устройсва перетворює теплову енергію в механічну ну як двигун, з тим лиш відмінністю, що ця теплова енергія приходить до нього із зовні, а не виробляється їм безпосередньо (як це відбувається наприклад в двигуні внутрішнього згоряння).
Це і є його найунікальніше і чудова властивість відрізняє його від всіх інших машин. Так, ну і само собою таку назву Стірлінг пішло від прізвища людини який все це перший придумав, хто зацікавиться історією цього питання може нарити в інтернеті купу інфи, мене особисто це мало хвилює.
Припустимо ми маємо якийсь замкнутий об'єм повітря в жорсткому корпусі з еластичною мембраною (або поршнем по іншому). Нагріваючи корпус двигуна повітря всередині розшириться і зробить роботу, вигинаючи мембрану назовні.
І навпаки охолоджуючи корпус мембрана вогнется, знову зробивши роботу. Ось і весь цикл, простіше не прідумаеш, залишилося тільки «автоматизувати» цей процес.
Для цього всередині корпусу двигуна розміщується так званий поршень витіснювач (на малюнку він зелененький з неукраїнським словом), сенс цього девайса в тому що він повинен переганяти залишився в корпусі повітря від гарячої області внизу до охолоджувальної вгорі.
На малюнку видно що сам поршень витіснювач займає собою майже половину обсягу внутрішньої порожнини двигуна, у вигляді такого диска, що не щільно прилягає до стінок. Через цей зазор повітря перетікає з гарячою порожнини в холодну і назад.
Треба сказати що сам цей поршень в ідеалі повинен бути легким і погано проводять тепло, оскільки він фактично розділяє собою гарячу і холодну області всередині двигуна.
Ну а далі вже всім знайома кривошипно-шатунная схема пов'язує витіснювач і мембрану (або робочий поршень) на одній осі обертання, що забезпечить нам циклічність процесу тобто підняття і опускання поршнів. (Уважно вивчайте картинки включайте уяву)
Ще одна важлива деталь на яку потрібно звернути увагу полягає в тому що робочий поршень відстає від витіснювача на 90 градусів по ходу обертання двигуна (у нас на малюнку як ви могли помітити обертання відбувається проти годинникової стрілки). Це ідеальний варіант з'єднання для такої схеми.
Спробуйте програти кожну картинку по черзі, уявити що відбувається здавленням повітря всередині двигуна і як все це перетворюється в зворотно-поступальний рух.
Треба ще визнати, що на схемі, а саме на осі. відсутня одна важлива деталь - це маховик, він то і підтримує весь цикл обертання.
НЕ впадайте у відчай якщо відразу не все зрозуміло, я сам пам'ятаю довго в'їжджав, свого часу, а деякі моменти повністю зрозумів тільки коли зібрав свій перший стірлінг.
Головне почати, і якщо не втратите інтерес, то розберетеся, а я на інших прикладах сподіваюся допоможу вам, бо тут насправді маса хитрих моментів.
Ось наприклад таже схемку але вже в русі, тепер я думаю буде кілька зрозуміліше. Причому це фактично розріз реальної робочої моделі, шкода правда що тільки в одному бічному вигляді.
А ось ще одна конструкція де видно як робочий поршень відстає від витіснювача на 90 градусів по ходу обертання двигуна, також присутній маховик.
Або ось ще приклад.
Все це були приклади низькотемпературних двигунів, так би мовити модельок, іграшок, що пояснюють принцип роботи. Промислові стирлинги які використовуються в різних цілях, від генерації електроенергії, до говорять, руху підводних човнів виглядають зовсім інакше (будемо розглядати їх в інших розділах сайту).
Але принцип завжди залишається темже - нагрівання та охолодження замкнутого об'єму повітря, а ще краще водню або гелію (коротше робочого тіла по іншому).
Стирлинги ділять на три типи, альфа, бета, гамма.
Червоним позначено нагрівається область, синім Охлождающая.
Пару мультиків для подання роботи альфа і бета стирлингов відповідно.
І ще бета тип, кінематика.
Ось повна деталізація - все по поличках, гамма версія.
Це анімація стірлінга бета типу
Ось як на практиці виглядає бета тип з ромбічним механізмом, ну дуже хитра штука і самому таку ізвоять вельми проблематично, але для загального розвитку потрібно мати уявлення.
Далі в рубриках по конкретних типів двигунів я буду більш докладно зупинятися, а поки просто повірте, що технічних варіантів виконання цього двигуна просто неміряні, цим він і цікавий.
Це його кінематична модель.
А така цікава ігруліна викличе масу приємних емоцій у будь-якої людини без огляду на вік. Це вільнопоршневий Стірлінг, працює від тепла чашки з гарячим чаєм.
Схожі записи автомобільної тематики:
- Робота двотактного двигуна: пристрій і принцип дії
- Карбюраторний двигун: принцип роботи, пристрій і регулювання
- Порядок роботи циліндрів двигуна різних авто
- Принцип роботи дизельного двигуна
- Ступінь стиснення двигуна, компресія і октанове число
