ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Компоновка двигателя из "Двигатели Стирлинга " Для того чтобы в двигателе Стирлинга происходило преобразование тепловой энергии в механическую работу, в его конструкции должны быть следующие элементы две рабочие полости — горячая и холодная два теплообменника—нагреватель и охладитель теплообменник — регенератор соединительные ка налы механизм, преобразующий поступательное движение во вращательное. [c.86] Таким образом, если для двигателя Стирлинга ввести понятие эквивалентный двигатель , равнозначное понятию одноцилиндровый отсек для двигателей внутреннего сгорания, то для конструктивной схемы, изображенной на рис. 10, а, эквивалентный двигатель состоит из гильзы, двух поршней — вытеснительного и рабочего, трех теплообменни ков — нагревателя, регенератора, охладителя и соединительных каналов. [c.86] ЖОМ последних почти в 2 раза большее количество деталей трения, а следовательно, казалось бы, должен иметь и более низкий механический к.п.д. Однако плавное безударное изменение силовых нагрузок в двигателе Стирлинга, а также достаточно низкий уровень температуры деталей благоприятствует гприменению в парах трения новых синтетических И композици-юнных материалов с низкими коэффициентами трения. В результате этого механические к. П. д. двигателей Стирлинга и. двигателей внутреннего сгорания имеют приблизительно одинаковый диапазон численных значений. [c.87] Рассмотренные выше компоновки двигателя Стирлинга относятся к машинам простого действия, т. е. к таким двигателям, у которых рабочий ход осуществляется в течение одного оборота коленчатого вала аналогично двухтактным двигателям. .внутреннего сгорания. [c.87] Соединяя вместе несколько эквивалентных двигателей , можно создавать многоцилиндровые двигатели этого типа и образовывать из них мощностные ряды до нескольких сотен и даже тысяч лошадиных сил. [c.87] При объединении цилиндров в эквивалентные двигатели и проектировании привода для двигателей Стирлинга двойного действия необходимо предусмотреть, чтобы все эквивалентные двигатели были идентичны. Так, например, в схеме на рис. 46 эквивалентный двигатель , образованный цилиндрами 1 я 6, будет отличаться от остальных большей длиной соединительных капало между этими цилиндрами. В этом случае возможна неравномерная нагрузка поршней и нежелательная циркуляция газа внутри двигателя, чего следует избегать. Название двигатель двойного действия основано на том, что в каждом цилиндре положительная работа производится в течение обоих ходов поршня вверх и вниз, т. е. в течение одного оборота коленчатого вала совершается два рабочих хода поршня. Такой двигатель Стирлинга в энергетическом смысле эквивалентен двухтактному двигателю внутреннего сгорания двойного действия. [c.88] Двигатели Стирлинга двойного действия могут иметь рядное, У-образное и круговое или барабанное расположение цилиндров. Эскиз четырехцилиндрового двигателя Стирлинга двойного действия с рядным расположением цилиндров показан на рис. 47. Единственный коленчатый вал имеет колена, расположенные под углом 90° таким образом, что поршни находятся в в.м.т. последовательно в первом, третьем, четвертом и втором цилиндрах. В этом случае уравновешиваются силы инерции масс поступательно движущихся деталей, неуравновешенным остается момент, который уравновешивают с помощью балансирных валов 14, вращающихся в противоположные стороны. [c.88] При приводном механизме с косой шайбой горячие и холодные полости смежных цилиндров образуют эквивалентный двигатель , и фазовые углы опережения вычисляются по формуле. [c.90] Таким образом, при барабанном расположении цилиндров и приводе с косой шайбой двигатели Стирлинга двойного действия при полностью идентичных эквивалентных двигателях конструктивно осуществимы с тремя — девятью цилиндрами. Оптимальное число цилиндров, определяющее фазовый угол сдвига, в каждом конкретном случае устанавливают исходя из термодинамических характеристик, размеров двигателя, скорости и нагрузок на подшипники приводного механизма. [c.90] При многочисленных положительных качествах ромбического привода его существенным недостатком является высокая стоимость изготовления, обусловленная большим числом деталей. Действительно, в этом случае на один эквивалентный двигатель приходится два поршня, два поршневых уплотнения, два коленчатых вала, две траверсы, две синхронизирующие шестерни и шесть шатунов. В мелкосерийном или единичном производстве, где ручной труд — главная составляющая в структуре затрат, стоимость двигателя возрастает пропорционально числу деталей. В массовом производстве, где затраты труда, приходящегося на каждую деталь, ниже, и большое количество деталей унифицировано, значительное число деталей в ромбическом приводе в меньшей степени скажется на стоимости двигателя. [c.91] Конструктивная схема двигателя Стирлинга простого действия, при которой эквивалентный двигатель образуется двумя цилиндрами и двумя рабочими поршнями, вследствие низких удельных массовых и габаритных показателей не имеет широкого распространения и в основном применяется в холодильных машинах. Главное преимущество двигателя Стирлинга двойного действия по сравнению с многоцилиндровым двигателем вытеснительного типа с ромбическим приводом — относительно малое число деталей привода, приходящихся на один эквивалентный двигатель . Наиболее перспективными компо-нов ками двигателей двойного действия является У-образная с обычным кривошипно-шатунным механизмом крейцкопфного типа и круговая барабанная с косой шайбой. Удельные массовые и габаритные показатели двигателей Стирлинга двойного действия этих компоновок не уступают аналогичным показателям двигателей внутреннего сгорания. [c.91] В заключение следует отметить, что выбор рациональной компоновки двигателя Стирлинга в первую очередь зависит от его назначения. [c.91] Вернуться к основной статье