เครื่องยนต์สเตอร์ลิง - หลักการทำงาน เครื่องยนต์สเตอร์ลิงอุณหภูมิต่ำ (ภาพ)

เครื่องยนต์สเตอร์ลิงหลักการซึ่งเป็นคุณภาพแตกต่างจากปกติทั้งหมดของเครื่องยนต์สันดาปภายในครั้งเดียวเป็นคนสุดท้ายในการแข่งขัน แต่ที่บางครั้งลืมเกี่ยวกับมัน ในฐานะที่เป็นมอเตอร์นี้จะใช้ในวันนี้สิ่งที่เป็นหลักการของการดำเนินงาน (ในบทความยังสามารถพบภาพวาดมอเตอร์สเตอร์ลิงที่แสดงให้เห็นการทำงานของเขา) และสิ่งที่เป็นโอกาสสำหรับการใช้งานในอนาคตดูด้านล่าง

เรื่องราว

ใน 1816 โรเบิร์ตสเตียร์ลิงในสกอตแลนด์ได้รับการจดสิทธิบัตร เครื่องยนต์ความร้อน ในวันนี้ชื่อในเกียรติของนักประดิษฐ์ เครื่องมืออากาศร้อนครั้งแรกที่ถูกคิดค้นก่อนหน้าเขา แต่สเตอร์ลิงเพิ่มการทำความสะอาดอุปกรณ์ที่ในวรรณคดีทางเทคนิคที่เรียกว่าปฏิรูปหรือแลกเปลี่ยนความร้อน ขอขอบคุณที่เขาสมรรถนะของเครื่องยนต์ที่เพิ่มขึ้นในขณะที่ถือหน่วยในความร้อน

เครื่องยนต์ได้รับการยอมรับรถจักรไอน้ำที่ทนทานที่สุดที่มีอยู่ในเวลานั้นเพราะเขาไม่เคยระเบิด ก่อนที่เขามอเตอร์อื่น ๆ เช่นมีปัญหาเกิดขึ้นบ่อยครั้ง แม้จะประสบความสำเร็จเร็วในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบจากการพัฒนาลดลงในขณะที่มันได้กลายเป็นค่าใช้จ่ายที่มีประสิทธิภาพน้อยลงเมื่อเทียบกับที่เกิดขึ้นใหม่แล้วอื่น ๆ เครื่องยนต์สันดาปภายใน และมอเตอร์ไฟฟ้า อย่างไรก็ตามสเตอร์ลิงยังคงใช้ในบางอุตสาหกรรม

เครื่องยนต์สันดาปภายนอก

หลักการของการดำเนินงานของทุกเครื่องมือความร้อนคือการที่กองกำลังเครื่องจักรกลขนาดใหญ่กว่าด้วยการบีบอัดเย็นในรัฐขยายตัวสำหรับก๊าซที่จำเป็น แสดงให้เห็นถึงประสบการณ์นี้สามารถดำเนินการได้ด้วยสองกระถางเต็มไปด้วยน้ำเย็นและน้ำร้อนเช่นเดียวกับขวด หลังมีการจุ่มลงในน้ำเย็นท่อเสียบโอนไปแล้วร้อน เมื่อก๊าซในขวดจะเริ่มปฏิบัติงานเครื่องจักรกลและสำรอกปลั๊ก เครื่องยนต์สันดาปภายนอกครั้งแรกบนพื้นฐานของกระบวนการสมบูรณ์ แต่ต่อมานักประดิษฐ์ตระหนักว่าความร้อนที่สามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อน ดังนั้นผลการดำเนินงานเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่ถึงแม้เรื่องนี้ไม่ได้ช่วยให้เครื่องมือที่จะกลายเป็นที่แพร่หลาย

ต่อมาเอริกวิศวกรจากสวีเดนปรับปรุงการเสนอขายการออกแบบการระบายความร้อนและก๊าซความร้อนที่ความดันคงที่แทนของปริมาณ เป็นผลให้จำนวนมากของสำเนาเริ่มที่จะใช้สำหรับการทำงานในเหมืองบนเรือและในการพิมพ์ แต่สำหรับทีมงานที่พวกเขาหนักเกินไป

เครื่องยนต์สันดาปภายนอกจากฟิลิปส์

มอเตอร์เหล่านี้เป็นประเภทต่อไปนี้:

• ไอน้ำ
• กังหันไอน้ำ;
• สเตอร์ลิง

ประเภทหลังไม่ได้พัฒนาอันเนื่องมาจากความน่าเชื่อถือต่ำและคนอื่น ๆ ไม่ได้เป็นอัตราที่สูงที่สุดเมื่อเทียบกับประเภทอื่น ๆ ของหน่วยงานปรากฏ การทำงานอย่างไรก็ตามในปี 1938 ฟิลิปส์ได้กลับมา เครื่องยนต์ได้กลายเป็นที่ใช้ในการขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในพื้นที่ neelektrofitsirovannyh ในปี 1945 วิศวกรของ บริษัท ฯ ได้พบพวกเขาเป็นอย่างอื่นใช้: ถ้าเพลาหมุนมอเตอร์ไฟฟ้าระบายความร้อนของหัวถังมาลบ 190 องศาเซลเซียส จากนั้นก็ตัดสินใจที่จะนำมาใช้ในการปรับปรุงระบบทำความเย็นเครื่องยนต์สเตอร์ลิง

หลักการของการดำเนินงาน

การกระทำของมอเตอร์คือการทำงานในรอบอุณหพลศาสตร์ที่เกิดขึ้นในการบีบอัดอุณหภูมิที่แตกต่างกันและการขยายตัว ดังนั้นการควบคุมการไหลของของเหลวทำงานเป็นตระหนักโดยที่แตกต่างกันระดับเสียง (หรือความดัน - ขึ้นอยู่กับรุ่น) นี่คือหลักการของคนส่วนใหญ่ของเครื่องเหล่านี้ซึ่งจะมีฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันและรูปแบบการออกแบบ เครื่องยนต์อาจจะลูกสูบหรือหมุน เครื่องที่มีหน่วยของพวกเขาทำงานเป็นปั๊มความร้อน, คูลเลอร์เครื่องกำเนิดแรงดันและอื่น ๆ

นอกจากนี้ยังมีเครื่องมือเปิดวงจรที่การควบคุมการไหลจะรู้ผ่านวาล์ว ว่าพวกเขาจะเรียกว่าเครื่องมือ Erickson นอกเหนือจากชื่อสามัญชื่อของสเตอร์ลิง การทำงานที่มีประโยชน์ ICE จะดำเนินการหลังจากที่ก่อนการบีบอัดอากาศและเชื้อเพลิงฉีดร้อนผสมทำให้ได้รับการผสมกับการเผาไหม้และการขยายตัว

หลักการทำงานเครื่องยนต์สเตอร์ลิงเหมือนกัน: ที่อุณหภูมิต่ำที่ถูกบีบอัดและสูง - การขยายตัว แต่ความร้อนที่แตกต่างกันจะดำเนินการ: ความร้อนจากอุปกรณ์ภายนอกผ่านผนังกระบอกสูบ ดังนั้นเขาจะเรียกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายนอก สเตอร์ลิงใช้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิระยะกับลูกสูบเคลื่อนที่ ก๊าซล่าสุดย้ายจากห้องถังหนึ่งไปยังอีก ในมือข้างหนึ่งอุณหภูมิต่ำอย่างต่อเนื่องและที่อื่น ๆ - สูง เมื่อย้ายลูกสูบขึ้นย้ายก๊าซจากร้อนไปช่องเย็นลง - กลับเข้ามาในร้อน ก๊าซครั้งแรกให้ความร้อนมากตู้เย็นและจากเครื่องทำน้ำอุ่นที่ได้รับมากที่สุดเท่าที่เขาให้ ระหว่างเครื่องทำความร้อนและฟื้นฟูตู้เย็นอยู่ - โพรงที่เต็มไปด้วยวัสดุที่ก๊าซจะช่วยให้ความร้อนออก ในการฟื้นฟูการไหลย้อนกลับส่งกลับไป

ระบบจรวดจะเชื่อมต่อกับลูกสูบอัดก๊าซในความหนาวเย็นและช่วยให้การขยายตัวในความร้อน โดยการบีบอัดที่อุณหภูมิต่ำกว่าทำงานที่เป็นประโยชน์ ทั้งระบบวิ่งสี่รอบที่มีการเคลื่อนไหวต่อเนื่อง กลไก Crank จึงทำให้มั่นใจได้ต่อเนื่อง ดังนั้นขอบเขตที่คมชัดระหว่างขั้นตอนของวงจรที่ไม่ได้สังเกตและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงไม่ได้ลดลง

พิจารณาข้างต้นสรุปเป็นว่าเครื่องยนต์เป็นเครื่องยนต์ลูกสูบที่มีการจัดหาความร้อนภายนอกนั้นสารทำงานไม่ได้ออกจากพื้นที่ปิดล้อมและไม่ได้ถูกแทนที่ Stirling ภาพวาดแสดงให้เห็นถึงเครื่องยนต์ดีอุปกรณ์และหลักการในการดำเนินงาน

รายละเอียดของงาน

ดวงอาทิตย์, ไฟฟ้า, พลังงานนิวเคลียร์หรือแหล่งความร้อนอื่น ๆ ที่สามารถจัดหาพลังงานเข้าไปในเครื่องยนต์สเตอร์ลิง หลักการของการดำเนินงานของร่างกายของเขาที่อยู่ในการใช้งานของฮีเลียมไฮโดรเจนหรืออากาศ วงจรความร้อนที่สมบูรณ์แบบที่มีประสิทธิภาพเป็นไปได้สูงสุดร้อยละ 30-40 แต่ด้วยการฟื้นฟูที่มีประสิทธิภาพก็สามารถทำงานได้และมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ฟื้นฟู, เครื่องทำความร้อนและความร้อนระบายความร้อนแลกเปลี่ยนให้สร้างขึ้นโดยไม่ต้องใช้น้ำมันในการทำงาน มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่าการหล่อลื่นเครื่องยนต์ต้องน้อยมาก ความดันเฉลี่ยในกระบอกสูบโดยปกติจะเป็น 10-20 เมกะปาสคาล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีระบบการปิดผนึกที่ดีเยี่ยมและความเป็นไปได้ของน้ำมันเข้ามาในห้องทำงาน

เปรียบเทียบลักษณะ

ส่วนใหญ่คนงานเครื่องมือในวันนี้ประเภทนี้ใช้เชื้อเพลิงเหลว ปล่อยก๊าซเรือนกระจกดังนั้นความดันอย่างต่อเนื่องควบคุมได้อย่างง่ายดายซึ่งจะช่วยลด การขาดงานของวาล์วให้การทำงานที่เงียบ พลังของเครื่องยนต์เทียบเคียงมวลกับเทอร์โบชาร์จพลังงานที่เฉพาะเจาะจงได้ที่การส่งออกมีค่าเท่ากับดัชนีของหน่วยดีเซล ความเร็วและแรงบิดที่มีความเป็นอิสระของแต่ละอื่น ๆ

ต้นทุนการผลิตเครื่องยนต์จะสูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน แต่มันกลับกลายเป็นอัตราย้อนกลับในการดำเนินงาน

ข้อได้เปรียบ

รูปแบบของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงใด ๆ มีข้อดี:

• ประสิทธิภาพในการออกแบบที่ทันสมัยสามารถเป็นได้ถึงเจ็ดสิบเปอร์เซ็นต์
• ในเครื่องยนต์ที่มีระบบการเผาไหม้สูงเพลาลูกเบี้ยวและวาล์ว มันไม่จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนตลอดช่วงเวลาของการดำเนินงาน
• สเตอร์ลิงไม่ได้มีการระเบิดในเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งเป็นภาระหนักบนเพลาข้อเหวี่ยง, แบริ่งและการเชื่อมต่อแท่ง
• ขณะที่พวกเขาไม่ได้มีผลที่บอกว่า "เครื่องยนต์จนตรอก."
• ขอขอบคุณที่เรียบง่ายของอุปกรณ์ที่สามารถดำเนินการเป็นเวลานาน
• มันสามารถทำงานบนไม้และนิวเคลียร์และชนิดอื่น ๆ ของน้ำมันเชื้อเพลิง
• การเผาไหม้จะเกิดขึ้นนอกของมอเตอร์

ข้อบกพร่อง

• ข้อเสียเปรียบหลักของการออกแบบคือการบริโภคของวัสดุ
• ของไหลทำงานที่จะระบายความร้อนด้วยเพราะสิ่งที่ขนาดจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
• สำหรับน้ำแข็งที่มีลักษณะเท่ากันจำเป็นต้องใช้แรงดันสูง
• โดยการทำงานความร้อนในร่างกายจะถูกส่งผ่านผนังของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งในการนำความร้อนที่ จำกัด
• ในการเปลี่ยน เครื่องยนต์พลังงาน, เปลี่ยนระดับเสียงของ ถังบัฟเฟอร์ ความดันเฉลี่ยของสารทำงาน, มุมเฟสระหว่าง displacer และลูกสูบ

ใบสมัคร

ปัจจุบันสเตอร์ลิงกำเนิดไฟฟ้าเครื่องยนต์ที่ใช้ในหลายสาขา มันเป็นแหล่งที่หลากหลายของการใช้พลังงานไฟฟ้าในตู้เย็น, เครื่องสูบน้ำ, เรือดำน้ำและโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ จะผ่านการใช้งานประเภทต่างๆของน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีความเป็นไปได้ในการใช้อย่างแพร่หลาย

การเกิดใหม่

เครื่องมือเหล่านี้อีกครั้งเริ่มที่จะเติบโตขอบคุณที่ฟิลิปส์ ในช่วงกลางของศตวรรษที่ยี่สิบได้ลงนามในข้อตกลง General Motors เธอนำไปสู่การพัฒนาของสเตอร์ลิงสำหรับการใช้งานในพื้นที่และอุปกรณ์ใต้น้ำเรือและรถยนต์ หลังจากที่พวกเขา บริษัท อื่นจากสวีเดน, สหสเตอร์ลิงกลายเป็นส่วนร่วมในการพัฒนาของพวกเขารวมถึงการใช้งานที่เป็นไปได้ในรถยนต์นั่ง

วันนี้เครื่องมือเชิงเส้นสเตอร์ลิงถูกนำมาใช้ในการติดตั้งใต้น้ำ, อุปกรณ์เกี่ยวกับจักรวาลและพลังงานแสงอาทิตย์ ที่น่าสนใจมากมันมีสาเหตุมาจากความเกี่ยวข้องของปัญหาของการเสื่อมสภาพของสิ่งแวดล้อมเช่นเดียวกับการควบคุมเสียง ในประเทศแคนาดาและสหรัฐอเมริกาเยอรมนีและฝรั่งเศสและญี่ปุ่นมีความกระตือรือร้นแสวงหาเพื่อพัฒนาและปรับปรุงการใช้งาน

อนาคต

ข้อดีที่ชัดเจนซึ่งมีลูกสูบ เครื่องยนต์โรตารี ของสเตอร์ลิงประกอบด้วยในชีวิตรับราชการนาน, การใช้เชื้อเพลิงที่แตกต่างกัน, เสียงต่ำและความเป็นพิษต่ำทำให้มันเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีแนวโน้มมากสำหรับพื้นหลัง แต่ให้ความจริงที่ว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในทุกครั้งที่จะปรับปรุงก็ไม่สามารถไล่ได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตามนี้เป็นเครื่องมือในวันนี้ครองตำแหน่งชั้นนำและนำพวกเขาในอนาคตอันใกล้ไม่ได้ตั้งใจจะ