스털링 엔진 - 작동 원리. 저온 스털링 기관 (사진)

엔진 스털링의 원칙은 내연 기관의 모든 일반적인 질적으로 다른, 한 번 경쟁 할 수있는 마지막. 그러나,에서 시간이 그것에 대해 잊어 버렸습니다. 이 모터는 오늘날 사용되기 때문에, (또한 그의 작품을 보여 모터 스털링 도면을 찾을 수있는 문서에)의 동작 원리 무엇이며, 향후 사용에 대한 전망은 아래를 참조 무엇입니까.

이야기

1816 년 스코틀랜드의 로버트 스털링은 특허를 열 엔진을 자사의 발명가에게 경의를 오늘 지명했다. 첫 번째 뜨거운 공기 엔진은 그 전에 발명되었다. 그러나 스털링은 기술 문헌의 재생기 또는 열교환 기라고 장치 청소기에 추가됩니다. 더위에 장치를 잡고 그 덕분에, 엔진 성능을 증가했다.

그는 폭발하지도 엔진은 당시 가장 튼튼한 증기 엔진을 사용할 인정했다. 그 전에 다른 모터 등의 문제가 종종 발생합니다. 개발은 감소에서 초기 성공에도 불구하고, 20 세기 초에, 그것은 상태가되어 적은 비용으로 효율적인 신흥 후 다른과 비교하여 내연 기관 과 전기 모터. 그러나, 스털링은 여전히 일부 산업에서 사용되었다.

외부 연소 엔진

모든 열 엔진의 작동 원리는 그 필요한 가스에 대한 확장 된 상태에서 감기 압축보다 큰 기계적 힘. 이 경험은 추위와 뜨거운 물뿐만 아니라 병 가득 두 냄비와 함께 수행 할 수 있습니다 보여주기 위해. 후자 냉수 플러그 튜브에 침지 한 후 고온로 옮겼다. 병에 가스가 기계적인 작업을 수행하기 시작하고 플러그를 배출합니다. 우선 외연 기관이 완전히 처리에 기초. 그러나, 나중에 발명자는 열이 가열에 사용될 수 있음을 깨달았다. 따라서, 성능이 현저하게 증가했다. 그러나 이것조차도 엔진이 널리되기 위해 도움이되지 않았다.

이후 에릭슨 스웨덴 엔지니어는 개선 된 디자인을 제공하는 냉각시키고 정압 대신 체적 가열 가스. 그 결과, 사본의 많은 선박 및 인쇄에서, 광산에서 일을 사용하기 시작했다. 그러나 대원을 위해, 그들은 너무 무거웠다.

필립스 외부 연소 엔진

이 모터의 유형은 다음과 같습니다

• 스팀;
• 증기 터빈;
• 스털링.

후자의 유형은 낮은 신뢰성으로 인해 개발하지 않았고 다른 장치의 다른 유형에 비해 가장 높은 비율 등장하지 않습니다. 그러나, 1938 년, 필립스는 작업을 재개했다. 엔진 neelektrofitsirovannyh 지역에 발전기를 구동하는 데 사용되었다. 1945 년,이 회사의 엔지니어들은 그들이 그렇지 않으면 사용 발견 : 샤프트는 전기 모터를 회전 할 경우, 실린더 헤드의 냉각은 마이너스 백아흔 섭씨 온다. 그 다음은 스털링 엔진을 개선 냉동 시스템에 사용하기로 결정했다.

작동 원리

모터의 동작은 온도 압축 및 팽창을 변화에서 발생 열역학적 사이클에서 작동한다. 따라서, 작동 유체 유동 조절은 볼륨 (- 모델에 따라 또는 압력)을 변화시킴으로써 실현된다. 이것은 다른 기능과 디자인 체계를 가질 수이 기계의 대부분의 원칙이다. 엔진은 왕복 또는 회전 할 수있다. 이들 단위 기계 등 히트 펌프 냉각기, 고압 발전기로 동작한다.

또한, 유량 조절 밸브가 개방을 통해 실현된다 사이클 기관이있다. 그들은 일반 이름 스털링의 이름 외에, 엔진 에릭슨라고 그. 얼음 유용한 작업은 공기와 연료 분사를 미리 압축 생성 된 혼합물을 연소 및 팽창을 혼합 한 후 가열을 행한다.

스털링 엔진의 작동 원리는 동일합니다 : 낮은 온도에서 압축, 높은에있다 - 확장. 그러나, 다른 가열을 행한다 : 가열 실린더 벽을 통해 외부로부터 공급된다. 따라서, 그는 외부 연소 엔진이라고합니다. 스털링 변위 피스톤주기 온도 변화를 이용했다. 최종 가스는 다른 하나의 실린더 실에서 움직인다. 높은 - 한편, 지속적으로 낮은 온도, 다른 한편에. 다시 고온로 - 피스톤을 아래로 냉각 캐비티에 고온 가스의 상향 이동을 이동하는 경우. 제 1 가스는 많은 열을 냉장고를 제공하고 히터에서 그가 준만큼받습니다. 가스는 열을 제공하는 물질로 충전 된 공동 - 히터, 냉장고 위치 사이 재생기. 역류 재생기에서 돌려줍니다.

추진 시스템은 피스톤이 초기에 가스를 압축하여 가열로 확장 할 수 있도록 접속되어있다. 저온 유용한 일에서 압축에 의해. 전체 시스템은 간헐적 인 모션 4주기를 실행합니다. 크랭크기구 따라서 연속성을 보장한다. 따라서,주기의 각 단계 사이의 날카로운 경계가 관찰되지 않으며, 스털링 엔진 효율이 감소하지 않습니다.

상기를 고려하면, 결론은, 엔진이 작동 유체가 밀폐 공간을 남겨 두지 않고 교체하지 상기 외부 열 공급 피스톤 엔진이다. 스털링 기관 도면 잘 장치 및 그 작동 원리를 도시한다.

작품의 세부 사항

일, 전기, 원자력 에너지 또는 스털링 엔진에 에너지를 공급할 수있는 다른 열원. 자신의 몸의 작동 원리는 헬륨, 수소, 또는 공기의 사용 중입니다. 완벽한 열 사이클에서 30-40 퍼센트의 가능한 최대 효율을 가지고있다. 그러나 효과적인 재생기로 작동과 높은 효율을 할 수 있습니다. 재생, 가열 및 냉각 열 교환기가 작동 오일 않고, 내장 제공합니다. 이 엔진 윤활이 거의 필요가 없다는 점에 유의해야한다. 실린더 내의 평균 압력은 10 내지 20 MPa의 통상. 따라서, 우수한 실링 시스템 오일이 워킹 챔버에 진입 할 가능성을 요구한다.

비교 특성

액체 연료를 사용하여이 유형의 대부분의 노동자 오늘날 엔진. 따라서 연속적인 압력을 용이하게함으로써 감축 제어. 밸브의 부재는 조용한 작동을 제공합니다. 터보 차징 질량 유사한 기관의 동력은, 출력에서 얻어진 특정 전력 디젤 유닛의 인덱스와 동일하다. 속도와 토크는 서로 독립적이다.

엔진 생산의 비용은 내연 기관보다 훨씬 높은 수준이다. 그러나 동작에서 반대 비율을 끈다.

장점

스털링 엔진의 모든 모델은 많은 장점을 가지고 :

• 현대적인 디자인의 효율은 70 %까지 가능합니다.
• 엔진에서 높은 점화 시스템, 캠 샤프트와 밸브가 있습니다. 이 작업의 전체 기간 동안 조정 할 필요가 없습니다.
• 스털링은 크랭크 샤프트와 커넥팅로드 베어링에 부하가있는 내연 기관의 폭발이 없다.
• 그들이 그 영향을 미치지 않기 때문에, "엔진이 멈춘."고 말
• 단순 장치 덕분에 오랜 시간 동안 작동 할 수 있습니다.
• 그것은 나무, 핵 연료의 다른 유형에서 실행할 수 있습니다.
• 연소 모터의 외부에서 발생한다.

단점

• 디자인의 가장 큰 단점은 재료의 소비이다.
• 작동 유체로 인해 크기가 상당히 증가 되는가 냉각한다.
• 고압을 사용하기 위해 필요한 동일한 특성을 가진 아이스.
• 체온을 작동함으로써, 열 교환기의 제한된 열 전도도의 벽을 통해 공급된다.
• 변화에 엔진 출력을, 볼륨 변경 , 버퍼 탱크, 작동 유체의 평균 압력, 디스플레이 서 피스톤 사이의 위상 각을.

신청

현재, 스털링 엔진 발전기는 많은 분야에서 사용된다. 그것은 냉장고, 펌프, 잠수함 및 태양 광 발전소에서 전기 에너지의 다양한 소스입니다. 그것은 그것의 광범위한 사용의 가능성이 연료의 여러 유형의 사용을 통해입니다.

갱생

이 엔진은 다시 필립스 덕분에 성장하기 시작했다. 20 세기 중반에이 계약 제너럴 모터스 (GM)를 체결했다. 그녀는 공간 및 수중 장치, 선박 및 자동차에 사용하기 위해 스털링의 개발을 이끌었다. 스웨덴, 미국 스털링에서 그 다른 회사의 후 승용차에서 가능한 사용을 포함하여, 자신의 개발에 참여하게되었다.

오늘 선형 스털링 엔진은 해저 설치, 우주 태양 광 장치에 사용된다. 그것에 큰 관심은 질문의 관련성 환경 파괴뿐만 아니라 소음 제어로 인해 발생합니다. 캐나다와 미국, 독일, 프랑스, 일본에서는 적극적으로 개발하고 사용을 개선하기 위해 찾고 있습니다.

미래

피스톤 및 보유 분명한 장점 회전식 엔진 , 스털링 긴 수명에서의 이루어지는는 다른 연료, 저소음, 낮은 독성의 사용은, 그 배경을위한 매우 유망한 내연한다. 그러나 항상 내연 기관 개선 할 수 있다는 사실 주어진, 그것은 쉽게 해고 할 수 없습니다. 어쨌든,이 오늘 선도적 인 위치를 차지하고 엔진, 그리고에 의도하지 않은 가까운 미래에 그들을 데리고.