ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Перспективы развития двигателей Стирлинга из "Двигатели Стирлинга " К работе большинства двигателей стационарных энергоустановок предъявляются требования постоянной частоты вращения и относительной нечувствительности к внезапным изменениям нагрузки Диспетчерские управления выдвигают требования по обеспечению подачи в сеть электроэнергии при относительно постоянных ее параметрах и жестких требованиях к их изменениям. [c.370] Устройства регулирования двигателей Стирлинга для стационарных энергосистем включают а) регулятор расхода топлива и воздуха для увеличения или уменьшения их подачи для поддержания постоянной максимальной температуры в зоне горения и б) регулятор величины крутящего момента двигателя для изменения мощности и поддержания, таким образом, постоянной частоты вращения при варьировании нагрузки. [c.370] Различные системы регулирования крутящего момента описаны в гл. 8 и включают а) регулирование среднего давления, б) регулирование амплитуды давления, в) регулирование фазового угла и г) регулирование хода поршня. [c.370] Пуск двигателя — особая проблема. Один путь — это пуск привода вытеснителя с использованием аккумуляторов и инверторов для получения переменного тока нужной частоты. Приведенный в действие привод вытеснителя будет автоматически потреблять мощность генератора. [c.371] В большинстве случаев на привод вытеснителя расходуется небольшая часть (примерно 1 %) от общей электрической мощности. [c.371] В других случаях генератор может иметь значительную мощность для питания электродвигателя привода вытеснителя и перезаряда батарей. Выходная мощность двигателя Стирлинга в дальнейшем используется для привода газового компрессора, насоса или некоторых других механических систем. [c.371] В составе систем полного энергоснабжения двигатели Стирлинга могут быть использованы в качестве различных приводов механических устройств, тепловых насосов или рефрижераторов. Особенностями двигателей Стирлинга, представляющей интерес для использования в таких системах, являются в первую очередь их способность работать на различных видах топлива важными достоинствами считаются также бесшумная работа, минимальные выбросы вредных веществ, отличные характеристики в режимах частичной нагрузки, легкий пуск и хорошие характеристики регулирования и крутящего момента. [c.372] Уокер в 1971 г., вероятно, первый в обзоре, составленном для института газовой техники, рассмотрел возможности применения двигателей Стирлинга в системах полного энергоснабжения. Позднее Джасперс и дю Пре [173] оценили перспективы использования двигателей Стирлинга для этих целей, как весьма благоприятные. [c.372] Эта глава написана Э. Россом, прокурором из г. Каламбус (шт. Огайо), страстным коллекционером двигателей Стирлинга и связанной с ними документации. В душе он механик и обладает интуитивным инженерным даром, позволяющим применять на практике его созидательный талант. [c.373] Растущий интерес среди профессиональных инженеров и ученых, работающих в области машин Стирлинга, вызвал соответствующий интерес и у инженеров, занимающихся моделированием. Такие инженеры являются любителями в лучшем смысле этого слова они проектируют и создают свои собственные двигатели и другие механические устройства в домашних условиях ради процесса познания и потребности творчества. Несмотря на то, что их экспериментальные работы по двигателям Стирлинга находятся еще на ранней стадии развития, тем не менее помещенный ниже материал весьма познавателен. [c.373] Одноцилиндровый двигатель Стирлинга вытеснительного типа с ромбическим приводом и вытесняемым рабочим поршнем объемом, равным 65 см , изготовлен Россом в 1973 г. В качестве рабочего тела двигателя используются воздух или гелий. Подвод теплоты осуществляется с помощью высокотемпературной кольцевой пропановой горелки. Конструкция двигателя неоднократно изменялась, что позволило улучшить первоначальные характеристики двигателя (при частоте вращения, равной 750 об/мин, и атмосферном давлении мощность двигателя была равна 1,5 Вт). После модификации двигатель, работающий на воздухе, развивает мощность свыше 25 Вт при атмосферном давлении 0,1 МПа и свыше 50 Вт при давлении 0,2 МПа. Мощность двигателя на гелии превышает 75 Вт при давлении 0,2 МПа (рис. 18.1). Несмотря на то, что двигатель был рассчитан на давление до 0,4 МПа, его испытания при таком высоком давлении не проводились. [c.373] В качестве материала насадки регенератора испытывались проволока и путанка из коррозионно-стойкой стали, скрученные жгуты и фольга из коррозионно-стойкой стали и кварцевое стекловолокно. Все виды насадок, кроме кварцевого стекловолокна, работали хорошо. Стекловолокно оказалось неудачным материалом — его отдельные волокна попадали в рабочие полости двигателя, что вызывало необходимость его чистки. [c.374] Двигатель справа является двухпорщневым двигателем типа Ридера. Необычная форма кривошипа была связана с более поздними изменениями, вызванными в первую очередь стремлением уменьшить поперечные силы, действующие на рабочий поршень. [c.375] Позднее, в 1977 г., Урвик описал целый ряд различных двигателей, использующих его вариант вытеснителя, включая один двигатель с косой шайбой и несколько двигателей с качающейся шайбой. Конструкция двигателя Урвика с рабочим объемом 5 см приведена на рис. 18.3. [c.375] Двигатель с регенеративным вытеснителем был разработан также и Коллинсом [81]. Это очень интересный двигатель мощностью 5,5 Вт и рабочим объемом 5 см он работает на воздухе при давлении свыше 0,6 МПа и имеет простое, но эффективное уплотнение штока. [c.375] Так как в конкурсе первостепенное значение придавали оригинальности, то строгих правил для участников не было предусмотрено. Условие конкурса заключалось в том, что при вытесняемом рабочим поршнем объеме не более 5 см надо получить максимально возможную мощность двигателя. [c.376] В конкурсе приняло участие 17 чел. победитель — Е. Ф. Клэп-хэм из Бристоля представил двигатель, превзошедший самые смелые ожидания организаторов. Этот двигатель работал на воздухе при давлении свыше 6,7 МПа и развивал мощность 39,4 Вт при 900 об/мин. Машина была сконструирована и изготовлена за 600 ч. Это первый двигатель Стирлинга, изготовленный Клэпхэмом. [c.376] Вернуться к основной статье