Двигатели Стирлинга фирмы Дженерал Моторе

ДВИГАТЕЛИ СТИРЛИНГА ФИРМЫ ДЖЕНЕРАЛ моторе [c.254]

Расчетные и экспериментальные данные двигателей Стирлинга фирмы Дженерал Моторе приведены в табл. 11,2. [c.272]

Более ранние по времени испытания на определение уровня шума, выполненные фирмой Дженерал моторе , имели достаточно детальный характер, поскольку предполагалось использование двигателей в сухопутных войсках и на флоте США [45]. Эти испытания были сосредоточены на элементах самого двигателя. Сравнительно недавно в США были выполнены экспериментальные исследования как часть программы исследования возможности использования двигателей Стирлинга на автомобилях, и в них основное внимание уделялось уровням наружного и внутреннего шума автомобилей с установленными на них двигателями Стирлинга. Все это дает возможность составить достаточно полное представление об общих шумовых характеристиках двигателей Стирлинга. [c.106]

Шведская компания Юнайтед Стирлинг всегда применяла скользящие уплотнения, что вполне обоснованно. В рамках программы фирмы Дженерал моторе по работе над двигателями Стирлинга в бО-е годы также проводились исследования по выбору и разработке основного уплотняющего элемента [74]. Совместная программа фирм Форд и Филипс тоже включала разработку конструкции скользящих уплотнений [40]. Однако, [c.160]

Однако к этому времени благодаря усовершенствованиям в аккумуляторных батареях и электронных устройствах уменьшилась потребность в портативных генераторных установках малой мощности. И все же удивительно, что двигатель Стирлинга повышенной мощности не был доведен до стадии серийного производства, хотя еще в 1948 г. двигатель двойного действия У-4 мощностью И кВт был продемонстрирован в лаборатории фирмы Филипс ( г. Эйндховен) крупнейшему изготовителю двигателей — Генри Форду II [9], а аналогичных размеров двигатель двойного действия с косой шайбой был подготовлен к выпуску к началу 50-х годов [95]. Дальнейшему прогрессу двигатель Стирлинга обязан фирме Дженерал моторе , которая предложила фирме Филипс разработать совместную программу разработок таких двигателей, однако в то время Филипс уклонилась от этого предложения [45]. О причинах этого можно только гадать, но фактом является то, что примерно в 1946—1947 гг. в фирму Филипс влилась новая группа исследователей, после чего предпочтение было отдано использованию двигателя в качестве рефрижератора и холодильной машины, а не источника механической энергии. Сразу же начала выполняться соответствующая программа, принесшая фирме Филипс существенный коммерческий успех в этой области. Одноступенчатая машина, построенная в 1963 г., обеспечивала температуру 12 К с охлаждающим эффектом, достаточным для получения сверхпроводимости в пластине из сплава ниобия с оловом, так что стержневой магнит мог висеть в воздухе над этой пластиной. В этот первый период совершенствования двигателя обратного действия (т. е. двигателя, работающего в режиме холодильной машины) были достигнуты важные результаты, связанные с применением в качестве рабочего тела водорода и гелия, что уменьшило потери на перетекание и улучшило рабочие характеристики. Успех работ по холодильным машинам и утрата предполагавшегося рынка для двигателя Стирлинга как источника механической энергии, казалось бы, закрывали перспективы использования этого двигателя для получения мощности на выходном валу. Однако благодаря энтузиазму и энергии Мейера — одного из инженеров фирмы Филипс — эти работы были продолжены, а изобретение Мейером в 1953 г. ромбического привода обеспечило двигателю Стирлинга будущее. Генераторная установка с ромбическим приводом показана на рис. 1.137. [c.189]

Источником тепловой энергии для модифицированного двигателя Р-40 должна была стать скорее всего смесь дизельного топлива и жидкого кислорода, которая сгорала бы в камере при избыточном давлении. Работы, проводившиеся фирмой Дженерал моторе , предусматривали использование тепловых аккумуляторов и процесса горения металла. Такие источники тепловой энергии не требуют окислителя и не зависят от окружающей среды. Этот вопрос более подробно будет рассмотрен в гл. 4, здесь же достаточно упомянуть, что сами эти источники энергии и устройство для передачи тепла от источника к двигателю еще не были доведены до стадии промышленных образцов, когда уже началось изучение возможных областей практического применения двигателя Стирлинга в широких масштабах, хотя стендовые испытания различных элементов [c.199]

Эффективные теплообменные устройства имеют решающее значение для успешной работы любого двигателя Стирлинга, поскольку даже при совершенной конструкции двигателя с точки зрения термодинамики и механики работа всей системы будет неудовлетворительной, если неудовлетворительна работа теплообменника. Проблемам теплообмена посвящено множество работ, в том числе ряд отличных монографий и статей, в которых рассматриваются конструкция и изготовление теплообменников, а также излагаются теоретические основы. Однако до самого последнего времени теоретики теплообмена и конструкторы не имели достаточных оснований сфокусировать свое внимание на устройствах, необходимых для двигателя Стирлинга, кроме регенераторов. Поэтому в литературе отсутствуют как фундаментальные теоретические результаты, так и экспериментальные данные, необходимые для расчета конструкции теплообменников двигателя Стирлинга. Тем не менее несколько последних отчетов фирмы Дженерал моторе [12] пролили некоторый свет на эту проблему, а статьи [13—15] являются попытками ответить на ряд вопросов в этой неизученной области знаний. Отличные работы [16—18] по теории регенератора обеспечили наконец основу для анализа регенератора двигателя Стирлинга. [c.246]

Рис. 5.2. Расчетные характеристики системы двигатель Стирлинга аккумулятор, разрабатываемой фирмой Дженерал моторе [5].

Аналогичные данные, подтверждающие достаточно хорошие ха рактеристики двигателей Стирлинга, были получены в 1973 г. фирмами Юнайтед Стирлинг и MAN/MWM [4]. В 1968 г. сообщалось о проведенных подобных испытаниях на фирме Дженерал Моторе . [c.173]

Система регулирования мощности изменением фазового угла а характеризуется мгновенной реакцией двигателя и представляет удобный способ для осуществления его реверса. Данная система была использована фирмой Дженерал Моторе в восьмицилиндровом У-образном двигателе Стирлинга мощностью 590 кВт, предназначенном для судов береговой зоны, где необходима хорошая маневренность. Привод рабочих и вытеснительных поршней, находящихся в каждом цилиндре такого двигателя, осуществляется от разных коленчатых валов, соединенных планетарным редуктором, круговой поворот центрального колеса которого обеспечивает соот-ветствуюш,ее взаимное положение поршней, что и приводит к фазовому смещению изменений объемов в полостях сжатия и расширения. [c.201]

Прекращение действия лицензии на фирме Дженерал Моторе . В 1970 г. три держателя лицензии фирмы Филипс — фирмы Дженерал Моторе , Юнайтед Стирлинг и MAN/MWM — в той или иной форме работали над двигателями двойного действия с кривошипношатунным приводом, а фирма Филипс сконцентрировала свои усилия на двигателях двойного действия с приводом от косой шайбы. В начале 1970 г, фирма Дженерал Моторе , не возобновляя лицензионного соглашения, неожиданно прекратила работы над двигателями Стирлинга. Нетрудно представить реакцию фирмы Филипс , [c.245]

Важный цикл работ по двигателям Стирлинга был проведен за период 1958—1970 гг. в США фирмой Дженерал Моторе Корпорейшн . Интерес фирмы был стимулирован в 1948 г. публикацией трех клас- [c.254]

Интересы фирмы Дженерал Моторе в области двигателей Стирлинга были сконцентрированы на их применении для морских судов, локомотивов, привода электрических генераторов, а также для военных и космических целей. [c.255]

Наземный энергоблок. Наиболее явным достижением программы исследовательских лабораторий фирмы Дженерал Моторе был наземный энергоблок ОРи с двигателем Стирлинга, разрабатывавшийся в течение 10 лет. Двигатель представлял собой одноцилиндровую машину с ромбическим приводом диаметром цилиндра 6,98 см и ходом рабочего поршня 3,05 см (рис. 11.1 и 11.2). В процессе разработки двигатель претерпел много изменений, в основном в системе регулирования и водородного компрессора (см. гл. 8). Однако уже в 1967 г. двигатель стабильно работал при частоте вращения, [c.257]

Подробное обсуждение экспериментальных данных по испытаниям уплотнений двигателей Стирлинга фирмы Дженерал Моторе было проведено Персивалем в 1974 г. [258]. [c.70]

Система регулирования мощности двигателей Стирлинга фирмы Лженерал Моторе . В период своей десятилетней интенсивной работы над двигателями Стирлинга фирма Дженерал Моторе внесла ощутимый вклад в развитие систем регулирования. Как отмечается в работе [254], в двигателях, разрабатываемых фирмой, системы регулирования температуры и мощности (крутящего момента) всегда независимы одна от другой. Регулирование мощности осуществлялось изменением давления рабочего тела. [c.196]

В течение этого периода было построено и испытано много двигателей с ромбическим приводом, при этом в двигателе 1-365 с водородом в качестве рабочего тела среднее давление цикла достигло 14 МПа. С использованием газа при высоких давлениях возникла проблема надежности уплотнений. Чугунные поршневые кольца не подходили из-за значительной утечки масла. Уплотнения сальникового типа для картера также оказались неподходящими. Было разработано уплотнение поршня с плотной посадкой. Поршень изготавливался с нанесенными на нем кольцевыми слоями сплава олова, свинца и сернистого мо-.либдена. Затем поршень при сильном охлаждении вставлялся в цилиндр. Дженерал моторе в 1957 г. вновь проявляет интерес к двигателю Стирлинга и работам фирмы Филипс . В ноябре 1958 г. между ними заключается соглашение по предоставлению лицензий сроком на 10 лет [45], которое обошлось. в конечном счете фирме Дженерал моторе в 1,2 млн. долл, (по курсу 60-х годов). [c.191]

Продолжались работы и над двигателем простого действия, которые наиболее интенсивно вела фирма Дженерал моторе . Филиал этой фирмы Аллисон построил и провел испытания двигателя PD67 для спутника. Двигатель подвергался испытаниям на долговечность продолжительностью 1000 ч, однако подробные результаты этих испытаний не были опубликованы. Известно, что передача энергии должна была происходить через натриево-калиевую эвтектическую жидкость, однако осталось неизвестным, использовался ли этот процесс при испытаниях. Дженерал моторе также испытывала различные способы аккумулирования тепла. В 1964 г. на автомобиле марки Калвер был испытан двигатель Стирлинга простого действия мощностью 23 кВт, тепловая энергия для которого поступала от теплового аккумулятора энергии на основе окиси алюминия [96]. Четырьмя годами позднее гибридный силовой агрегат, включающий двигатель Стирлинга и электрическую аккумуляторную батарею, был установлен на автомобиль марки Опель кадет . Двигатель Стирлинга (модифицированный ГПУ) использовался не для привода колес автомобиля, а для непрерывной подзарядки батареи. [c.194]

Использование двигателя Стирлинга для осуществления поступательного движения вновь стало предметом серьезного внимания только в конце 50-х годов XX в., когда фирма Дже-нерал моторе достигла окончательного соглашения с фирмой Филипс относительно совместной программы исследований. Отделение Кливленд Дизеле фирмы Дженерал моторе начало изучать перспективы использования двигателя Стирлинга в качестве энергосиловой установки для подводных лодок, а также для речных и портовых судов. Были построены и испытаны отдельные секции двигателя мощностью до 295 кВт (рис. 1.47). Однако этот двигатель получился чрезвычайно тяжелым, хотя его шумовые и вибрационные характеристики (рис. 1.92 и 1.93) были весьма многообещающими [97], а достигнутый удельный расход топлива оказался существенно [c.198]

Фирма Дженерал моторе [5] провела исследования по применению термоаккумулирования в подводных устройствах. Были использованы контейнеры с солью лития с погруженными в них трубами нагревателя, которые обеспечивали непосредственный обогрев за счет теплопроводности. Неизвестно, была ли сооружена и испытана система в целом, но термоаккумулирующая установка была не только сооружена, но и испытана. Для определения характеристик всей системы были использованы данные о работе других двигателей Стирлинга этой фирмы. Имеются сообщения об испытаниях по определению скорости разрядки теплового аккумулятора при использовании различных теплоизолирующих материалов, но, к сожалению, не приведены данные о времени и эффективности зарядки. Исследуемые фирмой Дженерал моторе системы оцениваются как по массовым, так и по объемным характеристикам. Последнее особенно важно при наличии ограничений на объем, например при использовании в военных целях или в космосе. Результаты расчетов на ЭВМ характеристик системы двигатель Стирлинга — тепловой аккумулятор приведены на рис. 5.2, а экспериментальные данные по термоаккумулированию для такой системы— на рис. 5.3. Из последнего графика следует, что при соответствующей теплоизоляции тепловая энергия может сохраняться в течение продолжительного времени на соответствующем температурном уровне. В рассмотренном случае даже спустя 6 сут после зарядки аккумулятор сохранял 78 % перво- [c.385]

Такие цены уже установлены во многих западных странах (но не в США). Поэтому использование теплового аккумулш рования представляется экономически и технически более оправданным для небольших погружных устройств и малогабаритных автомобилей. В то же время из опыта разработки тепловых аккумуляторов фирмой Дженерал моторе следует, что такие системы лучше подходят для более крупных знергосиловых установок, чем используемые на автомобилях, а именно для энергосиловых установок локомотивов и подводных лодок среднего размера. Энергосиловая установка на основе системы с тепловым аккумулированием и двигателем Стирлинга мощностью 1 МВт при емкости теплового аккумулятора 44 МВт-ч обеспечивает в 8,34 раза больше энергии для погружных устройств, чем электрическая. система той же массы на свинцово-кислотных батареях. [c.388]

В 1958 г. американская фирма Дженерал Моторе из г. Детройта заключила лицензионное соглашение с фирмой Филипс , продолжавшееся до 1970 г. В работе Персиваля (1974 г.) приведены весьма интересные подробности о разработках фирмы Дженерал Моторе в этот период. Разработки были связаны с использованием двигателей Стирлинга для космических и подводных энергетических установок, автомобилей и судов, а также для систем стационарного энергоснабжения. [c.13]

В 1964 г. Лофтусом была сделана оценка влияния водорода и гелия на характеристики четырехцилиндрового двигателя Стирлинга мощностью 265 кВт [205]. Этот двигатель типа 4-51210 был построен фирмой Филипс по заказу отделения электродвижителей фирмы Дженерал Моторе для его проверки на судах Военно-мор-ского флота США (более подробное описание двигателя приведено в гл. 10 и И). Испытания двигателя проводили на водороде, а затем на гелии при этом в конструкцию отдельных узлов двигателя были внесены лишь незначительные изменения. Некоторые результаты испытаний приведены на рис. 6.6. Эти результаты показывают, что двигатель, работающий на водороде, имеет лучшие показатели по эффективной мощности и КПД. [c.130]

Исследования фирмы Дженерал Моторе . Важнейшие положения, касающиеся вопросов безопасности использования водорода в двигателях Стирлинга, содержатся в докладе Персиваля, сделанном им в соответствии с программой исследований фирмы Дженерал Моторе (1974 г.). В этом документе упоминается памятная записка к руководству фирмы, в которой изложены результаты исследований возможных ограничений по использованию водорода в двигателе Стирлинга двойного действия тида 4L23 мощностью 110 кВт для автобуса, разработанного фирмой Дженерал Моторе . Эти ограничения, обусловленные наличием определенного количества водорода в двигателе и его потенциальной опасностью по сравнению с другими известными воспламеняющимися материалами, касались возможностей эксплуатации автобуса на государственных транспортных магистралях и в туннелях. [c.136]

О двигателе Стирлинга двойного действия мощностью 11 кВт имеется немного информации. В газетной заметке того времени помещены фотография и отчет о демонстрации двигателя в присутствии Генри Форда Второго в 1948 г. Персиваль в 1968 г. отмечает, что попытка фирмы Дженерал Моторе заключить соглашение о сотруд- [c.233]

Двигатель типа 1-98. Небольшой одноцилиндровый двигатель типа 1-98 фирмы Филипс стал прототипом многих последующих разработок и, в частности, для создания наземного энергоблока (GPU) фирмы Дженерал Моторе [158] и солнечной космической энергоустановки в ее отделении Аллисон (Allison). Значительное число (по всей вероятности, не менее 30 двигателей типа 1-98) было изготовлено на фирме Филипс [235]. Эти двигатели использовали для стендовых испытаний уплотнений и других элементов двигателей при их разработке и доводке. В 1969 г. двигатели были поставлены новым обладателям лицензионных соглашений — фирме Юнайтед Стирлинг и западногерманской фирме MAN/MWM. [c.241]

В обзорной работе Постма и других, опубликованной в 1973 г., указано, что первая встреча представителей фирм Форд и Филипс состоялась в конце 1970 г. (необходимо напомнить, что программа фирмы Дженерал Моторе закончилась в начале 1970 г.). Вслед за этой встречей была принята совместная техническая программа по исследованию применимости двигателя Стирлинга для автомобилей. Конкретная цель состояла в замене бензинового двигателя У8 рабочим объемом 5752 см двигателем Стирлинга на легковом автомобиле Форд Торино промежуточного класса. Результатом этой предварительной совместной программы явилось принятое в августе 1972 г. решение о конструировании, изготовлении и доводке двигателей Стирлинга для автомобилей. [c.248]

В 1958 г. Персиваль отмечал, что никто на фирме не проявлял интереса к применению двигателей Стирлинга для автотранспортных средств. Считали, что их стоимость, масса и размеры будут чрезмерными. Кроме того, значительное количество отводимой от двигателей теплоты сделает невозможной установку обычных радиаторов. Однако непосредственными исследованиями о возможностях использования двигателей Стирлинга для автотранспортных средств фирма Дженерал Моторе не занималась вплоть до 1962 г. [c.255]

На начальном этапе работы Исследовательских лабораторий фирмы Дженерал Моторе поощрялись инженерными лабораториями армии США и были направлены на разработку двигателей Стирлинга в качестве подвесных моторов и для привода небольших электрических генераторов. Персиваль отмечал, что уверенность в контракте с военными организациями была главным аргументом, повлиявшим на переход к лицензионным разработкам. Впоследствии для армии США был разработан небольшой (мощностью 3 кВт) электрический генератор, известный как наземный энергоблок СРП. Этот контракт продолжался несколько лет и был фактически единственной существенной финансовой поддержкой, полученной Исследовательскими лабораториями из внешних источников за время осуществления всей программы. Большинство других работ проводилось за счет собственных средств фирмы. Особые трудности при получении средств [c.255]

Энергетические системы подводного назначения. Изобретенный фирмой Филипс в конце 40-х гг. двигатель Стирлинга двойного действия с приводом от косой ш айбы или обычного кривошипно-шатунного механизма не находил широкого применения из-за проблем, связанных с поршневыми уплотнениями. Но в 1965 г. к схеме двигателя двойного действия вновь вернулись в Исследовательских лабораториях фирмы Дженерал Моторе специально для перспективных двигателей торпед. В связи с этим была опубликована работа [227], содержащая всесторонние исследования компактных двигателей двойного действия и расчетные характеристики различных двигателей для энергоустановок подводного назначения мощностью до ПО кВт. В работе описаны дискуссионные вопросы, связанные с теплоаккумулирующими материалами и системами, использующими сжигание металлических топлив. Подобные системы основаны на быстром окислении жидкого металла с использованием теплоты реакции в качестве первичного источника энергии. Для энергоустановок подводного назначения такие системы особенно важны, так как позволяют во избежание обнаружения судна сохранять продукты реакции горения топлива на борту судна и не оставлять за собой следа от отработавших газов, а для систем глубокого погружения отказаться и от оборудования для сжатия отработавших газов. [c.259]

Публикации работ фирмы Дженерал Моторе . В процессе двадцатилетних усилий в области двигателей Стирлинга сотрудники Исследовательских лабораторий фирмы Дженерал Моторе в дополнение к работам, описанным выше, опубликовали ряд интересных статей. Первой из них была объемная работа Флинна [1251, касающаяся в основном двигателей с ромбическим приводом фирмы Филипс , с изложением некоторых исторических факторов. Вторая статья Флляна и других (1962 г.) была посвящена обзору возмож- [c.261]

Таблица 11.1. Расчетные характеристики автомобильного двигателя Стирлинга двойного действия типа 4Ь23 и дизелей сравнимых мощности и размеров фирмы Дженерал Моторо

Об отличных экологических характеристиках двигателей Стирлинга, касающихся уровня шума, дыма, запаха и содержания токсичных составляющих в отработавших газах, сообщалось в работе Линеша и Уэйда (1968 г.), которая содержит ряд экспериментальных данных по двигателям СРС-З мощностью 3 кВт, а также данные, полученные в ходе экспериментов, проведенных фирмой Филипс . Дальнейшие результаты этих работ были представлены на симпозиуме фирмы Дженерал Моторе по выбросам вредных веществ в 1972 г. [c.263]

Работы по тяжелым сверхмощным двигателям Стирлинга, очевидно, начались в Кливлендском отделении дизелей фирмы Дженерал Моторе еще в 1958 г. Кливлендское отделение, обеспечивающее в период второй мировой войны поставку большинства двигателей для подводных лодок, имеет тесные контакты с ВМС США. Кроме того, Отделение выпускало тяжелые дизели для локомотивов и надводных судов. Его интересы в области двигателей Стирлинга касались вопроса возможной замены дизелей для подводных лодок, речных и портовых судов, а также тяговых двигателей локомотивов. С ликвидацией Кливлендского отделения дизелей в 1962 г. программа по двигателям Стирлинга была передана Отделению электродвижителей (г. Ла Гранж, шт. Иллинойс). [c.263]

Вклад фирмы Дженерал Моторе в развитие двигателей Стирлинга за период 1958—1970 гг. был подведен Персивалем в работе и сводится к следующему. [c.266]

Работы по двигателям Стирлинга в фирме Дженерал Моторе начались в 1958 г. и формально закончились в начале 1970 г. Это были наиболее продолжительные и концентрированные усилия, предпринятые за пределами Исследовательских лабораторий фирмы Филипс полученные в рамках этих работ достижения весьма впечатляющи. Естественно, возникает вопрос, почему они прекратились, и прекратились внезапно именно в феврале 1970 г., когда двигатель типа 4Ь23 для автобуса проходил стендовые испытания и через один-два месяца был готов к установке на автобус [c.272]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...