ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Вопросы конструирования свободнопоршневых двигателей из "Двигатели Стирлинга " Дальнейший анализ работы двигателей позволяет объяснить причину данного явления, заключающуюся в нелинейности массового расхода газа в небольших кольцевых зазорах цилиндра (расход пропорционален разностям квадратов давления) и несинусоидаль-ности волны высокого давления (пиковые всплески амплитуды в отличие от синусоидальной волны низкого давления). [c.218] При использовании в качестве уплотнений поршней обычных поршневых колец (или подобных им уплотнений), в отличие от плотной посадки поршня в цилиндр, положение осложняется, так как надежная работа таких уплотнений не может быть обеспечена и часто происходит смещение поршня от рабочего положения. Причиной этому является возможное попадание в поршневую канавку частиц износа поверхностей элементов, в результате чего поршень начинает работать с перекосом. [c.218] Существует несколько решений этой проблемы, простейшее из которых состоит в использовании специального отверстия в центральной части цилиндра, позволяющего осуществлять преднамеренный и быстрый перепуск газа между рабочей и буферной полостями (рис. 9.14). [c.218] Этот метод предпочтителен для регулирования положения вытеснителя. Он менее эффективен при использовании для рабочих поршней, так как связан с перепуском газа между полостями со значительным перепадом давления, что приводит к существенным потерям на расширение. [c.218] Третий метод, используемый для высокоэффективных систем, включает активный контур регулирования, состоящий из позиционного датчика, логической цепи и регулирующего клапана. В этом случае можно осуществить управление потоком газа из полости в полость (рис. 9.16). Положение поршня определяется с помощью бесконтактного датчика — емкостного, магнитного и т. п. Результирующий сигнал подается на вход микропроцессора и сравнивается с заданным значением затем соответствующий сигнал поступает на электромагнитный клапан, который регулирует количество газа на входе или выходе из рабочей полости. Данный метод позволяет осуществлять постоянный контроль за положением поршня и незначительно зависит от износа движущихся элементов двигателя, их теплового расширения или изменения свойств рабочего тела, что исключает применение в этих случаях простых пассивных методов регулирования. Активный метод пригоден также и для модулирования мощности. [c.219] Газовая смазка. В свободнопоршневых двигателях смазка газовых опор скольжения может быть осуществлена путем использования естественных колебаний давления в рабочем объеме или в упругих газовых подушках, позволяющих обеспечить прокачку газа через опоры из баллона с помощью обратного клапана. Для этих же целей применяют специальный автономный насос, что, однако, связано с внесением дополнительных конструктивных решений в схему смазочной системы. Поверхности газовых опор должны быть твердыми с высокой точностью обработки и соответствующими параметрами шероховатости так, например, для опор скольжения двигателя с поршнем диаметром 50мм может быть использовано покрытие из окиси алюминия, обеспечивающее зазор, равный 8 мкм на длине 20 мм. [c.219] Механические нагрузки ударного характера. Во избежание возможных соударений движущихся элементов двигателя, отмечаемых при резких ударах, толчках и т. п., необходимо предусмотреть такие режимы и условия его работы, которые исключали бы появление подобных ситуаций. Если зто требование невыполнимо, то для предотвращения разрушения рабочих элементов двигателя используют соответствующие амортизаторы или обводные магистрали, соединяющие рабочий объем с буферной полостью, что, естественно, связано с дополнительными потерями мощности. [c.219] Пуск двйгателя. Свободнопоршневые двигатели при приложении внешней вибрации и при достаточной разности температур и малых силах трения способны к самопуску. Неоднократно испытанные двигатели с плотно подогнанными твердыми поверхностями скольжения являются очевидным примером самопускающихся машин, что достигалось при условии их вертикального положения и поддержания вытеснителей на определенном расстоянии от дна цилиндра с помощью магнитных устройств или механической пружины. [c.220] Индуцированные пламенем колебания и быстрый рост температуры в случае двигателей, использующих жидкое или газообразное топливо, предоставляют благоприятные возможности для их самопуска. [c.221] Определенным препятствием для самопуска двигателей является массивный, с большой тепловой инерцией нагреватель, в котором охлаждающаяся первичная порция газа уменьшает рост давления во время пуска. [c.221] Вернуться к основной статье