Сравнение двигателей Стирлинга с дизелями

Сравнение двигателей Стирлинга с дизелями [c.276]

До сих пор, рассматривая характеристики двигателей Стирлинга, мы не сравнивали их с другими двигателями. При анализе шумовых характеристик без сравнения не обойтись, поскольку оценку уровня шума можно получить только сравнительным методом. На рис. 1.91 представлены уровни звукового давления, вызываемого аэродинамическим шумом, замеренные на расстоянии 1 м от четырехцилиндрового двигателя Стирлинга мощностью 300 кВт с ромбическим приводом и дизеля Кертис — Райт . Из приведенных зависимостей видно, что двигатель Стирлинга обладает значительно меньшим уровнем шума в широком диапазоне частот разница в уровнях шума [c.107]

В выбросах основное беспокойство вызывают их составляющие, производящие загрязнение атмосферы. Это, как уже отмечалось ранее,— углеводороды, окись углерода и окислы азота. В литературе, опубликованной до начала 70-х годов, часто приводились данные, показывающие значительное преимущество двигателей Стирлинга в этой области по сравнению с обычными двигателями с принудительным зажиганием, газовыми турбинами особенно двигателями Дизеля без наддува. С тех пор была проведена большая работа по снижению токсичности выбросов, и сейчас уже недостаточно сравнивать только двигатели в чистом виде необходимо рассматривать энергосиловые установки в целом. Для сравнения характеристик непрерывного процесса сгорания двигателя Стирлинга и прерывистого процесса сгорания двигателей внутреннего сгорания мы использовали фактические данные, полученные для двух различных областей применения энергосиловых установок. Первая из них — это подземные работы [47] (табл. 1.2). [c.113]

Оценка стоимости всегда затруднительна, а ее прогноз с учетом будущих разработок весьма неточен. Однако несомненно, что такая оценка необходима для сравнения альтернативных двигателей, если при этом учитывать наиболее дорогостоящие компоненты. Стоимость двигателя Стирлинга приблизительно в 1,5—15 раз выше, чем эквивалентного дизеля. Такая оценка сделана на основе технической литературы она приводилась на технических конференциях и совещаниях. На первый взгляд эта оценка кажется необоснованной, но, скорее всего. [c.135]

Разработкой и созданием двигателей Стирлинга занимаются во многих странах мира. Изобретаются все новые схемы двигателей для реализации термодинамического цикла Стирлинга. Его пытаются использовать в самых различных областях науки и техники создатели подводных и космических аппаратов, разработчики медицинской техники, конструкторы автомобилей будущего и др. Вследствие этого двигатели Стирлинга быстро усовершенствуются. По некоторым показателям они уже достигли уровня современных дизелей, но по сравнению с последними имеют лучшие показатели по токсичности и уровню шума, могут работать практически с любым источником теплоты и т. д. Универсальность двигателя Стирлинга в отношении источника теплоты в сочетании с высоким к. п. д. позволяет рассчитывать на широкое будущее теплового двигателя этого типа. [c.3]

Сравнение этих данных с тепловым балансом, например, четырехтактного дизеля при работе по внешней характеристике (рис. 23) показывает, что тепловой баланс двигателя Стирлинга существенно отличается от теплового баланса дизеля. По [c.38]

Допустимо, что стоимость двигателей Стирлинга может быть в 2 раза большей, чем стоимость существующих дизелей. Следует отметить, что стоимость дизелей в 2 раза превышает стоимость бензиновых двигателей. Преимущества экономических показателей двигателей Стирлинга по сравнению с ДВС могут проявиться в тех случаях, когда необходимы высокая экономичность, низкие эксплуатационные расходы, уменьшенный расход смазочных материалов и низкая стоимость технического обслуживания. [c.177]

Конкретных сообщений о стоимости двигателей Стирлинга фирмой Юнайтед Стирлинг опубликовано не было. Сравнительные характеристики общих производственных затрат для дизелей и двигателя Стирлинга мощностью 150 кВт при установке их на шасси типичного грузового автомобиля грузоподъемностью 13 ООО кг с пригородным радиусом действия (рис. 13.14) приведены в работах (73, 289]. Более высокая первоначальная стоимость двигателя Стирлинга в дальнейшем компенсируется более низкими эксплуатационными расходами, так что период его самоокупаемости, составляющий от 0,5 до 5 лет, непосредственно зависит от годового пробега автомобиля, оцениваемого 16—100 тыс. км. Проведенные экономические расчеты основываются на предсказываемых на 80-е гг. цепах на топливо и смазочные материалы, а также на учете степени несовершенства конструкций дизелей, зависящих от постоянно возрастающих и все более ужесточаемых требований к уровням токсичности отработавших газов. В обеих этих областях прогнозы столь рискованны, что достоверность таких сравнений весьма низка. Оценка была бы более убедительной, если для сравнения затрат имелась бы точная и объективная информация относительно истинных производственных и эксплуатационных расходов. [c.301]

Динамические тепловые преобразователи имеют большую удельную мощность и КПД по сравнению со статическими, однако это различие менее выражено при малых мощностях. Таким образом они являются предпочтительными при мощности преобразователей, превышающей 100 Вт (верхняя граница мощности не определена). Динамические тепловые преобразователи включают все типы тепловых двигателей, однако очевидно, что двигатели с подводом воздуха —дизели и бензиновые ДВС — не могут быть использованы для подводных и космических систем. В этих областях имеются три типа двигателей двигатели Стирлинга, двигатели, работающие по циклу Ренкина (паровые), и газотурбинные, работающие по замкнутому циклу Джоуля—Брайтона. Эти двигатели работают по замкнутому циклу, превращая теплоту в механическую работу для привода электрических генераторов, насосов или других механизмов. Они могут использовать любой источник теплоты, значительная часть которой должна отводиться от системы. Существует большое разно- [c.345]

Сравнение двигателей Стирлинга с дизелями по размерам и объему было проведено Захариасом [391 ] (рис. 12.5). [c.276]

Однако при сравнении двигателей различных типов возникает проблема подбора эквивалентных систем, иначе сравнение не принесет большой пользы. Например, сравнение наиболее совершенного двигателя Стирлинга с дизелем наиболее неудачной конструкции вряд ли окажется полезным. Имется еще один фактор, усугубляющий проблему,— неточность термина эквивалентный применительно к энергосиловым установкам. Например, какие двигатели следует сравнивать — дающие одинаковую мощность на выходном валу, имеющие близкие значения удельной мощности или имеющие одинаковую цену В конкретных условиях применения различные двигатели, имеющие одинаковую мощность, не обязательно обеспечат одинаковые рабочие характеристики. Например, различные типы двигателей для большого семейного автомобиля, обеспечивающие заданное значение времени ускорения при разгоне с места до скорости 100 км/ч, будут иметь технические характеристики, приведенные в табл. 1.7 [55]. [c.123]

В СВЯЗИ с изложенным выше уместно отметить результаты дискуссии 70-х гг., когда мишенью для критики явилась стоимость серийно выпускаемых двигателей Стирлинга. Было отмечено, что она будет вдвое превышать стоимость дизелей для автобуса соответствующей мощности, составляющей обычно около 10 % общих расходов. Тогда же отмечалось, что при увеличении стоимости автобуса на 10 % (предполагая, что стоимость двигателя удвоится) целесообразно иметь бесшумный, малозагрязняющий окружающую среду двигатель Стирлинга. Однако запланированное удвоение затрат по сравнению с дизелями не могло быть осуществимо. Очевидно, что по наиболее достоверным предварительным подсчетам затраты на производство многоцилиндровых двигателей Стирлинга с ромбическим приводом превысят примерно втрое расходы на производство дизелей аналогичной мощности. [c.289]

Из результатов, полученных фирмой Юнайтед Стирлинг и скорректированных авторами (рис. 1.119), следует, что при эксплуатационном пробеге 16 000 км в год КЭР = 0 после 4,1 года эксплуатации иными словами, за этот период меньшие затраты на эксплуатацию двигателя Стирлинга по сравнению с дизелем уравновесят его большую первоначальную стоимость, а через 5,7 года КЭР достигнет значения 0,5, т. е. будет получена экономия, равная половине разности первоначальных капитало- [c.141]

Часть теплоты, преобразуемой в индикаторную работу двигателя, расходуется на привод вспомогательных механизмов. Эта затрата теплоты обычно больше, чем в двигателях внутреннего сгорания (из-за подачи большего количества воздуха в камеру сгорания и большего расхода охлаждающей жидкости). Однако в двигателях Стирлинга практически отсутствует расход смазочного масла вследствие выгорания, поэтому экономическая эффективность этого двигателя выше (расход масла в дизелях составляет 2—3 г/(л. с. ч) [48], а стоимость масла примерно в 10 раз выше стоимости дизельного топлива). Следовательно, при сравнении дизеля с двигателями Стирлинга к удельному расходу топлива дизелем следует прибавить еще 20— 30 г/(л-с-ч). [c.44]

Общая экономическая оценка двигателей Стирлинга и тяговых дизелей была сделана Розенквистом в 1978 г., причем ее выводы обнадеживающие для двигателей Стирлинга [288]. Это и неудивительно для исследования, проведенного на фирме Юнайтед Стирлинг . Подобные сравнения всегда зависят от числа принятых оценочных предположений, на основании которых можно сделать различные выводы. Необходимо помнить, что конструкции дизелей постоянно совершенствуются. При испытаниях экспериментальных дизелей с керамическими материалами получены эффективные КПД свыше 50 %. Применение керамических материалов в двигателях Стирлинга несомненно улучшит их характеристики, однако это обстоятельство будет относиться и к другим типам тяговых двигателей [c.177]

Пятнадцатилетняя работа фирмы Филипс по разработке двигателей с ромбическим приводом позволила усовершенствовать технологию изготовления двигателей Стирлинга по сравнению с технологией изготовления небольших воздушных двигателей. Двигатели с ромбическим приводом были подготовлены для массового производства. Они были сравнимы по размерам и массе с дизелями, имели более низкий уровень шума и малую токсичность отработавших газов, могли работать практически от любых источников теплоты и имели хорошие характеристики крутящего момента, особенно в режиме частичной нагрузки. Однако их стоимость была высока (примерно в 3 раза выше стоимости дизелей), и перспективы снижения ее не было. [c.244]

В работе Ассельмана и других в 1972 г. сообщалось о разработках высокоэффективного радиатора. Описанная конструкция радиатора имеет меньшие массу, размеры и лучшие характеристики по теплообмену. Кроме того, такой радиатор меньше подвержен повреждениям по сравнению с обычным. Естественно, использование модифицированных радиаторов и других систем охлаждения не ограничено только двигателями Стирлинга. Такие радиаторы могут быть использованы и для дизелей, но недостатки, связанные с вдвое большей по размерам системой охлаждения, останутся характерными для двигателей Стирлинга. [c.253]

При сравнении массы двигателей Захариас ограничился лишь приближенными данными, отметив, однако, что удельные массы дизелей и двигателей Стирлинга сравнимы. Рассматривая вопрос о стоимости, он мог лишь подтвердить серьезное отношение фирмы MAN/MWM в стремлении к ее уменьшению для ряда двигателей серийного производства путем тщательного проектирования и широкого использования заимствованных узлов и отдельных элементов — шатунов, ползунов, штоков и уплотнений поршней, узлов головок нагревателя, регенератора, холодильника, подогревателя и т. п. Кроме того, во всех конструкциях двигателей Стирлинга для узлов холодной зоны предусмотрено использование алюминиевых сплавов,, а для нагреваемых узлов — жаропрочных сталей. Трубки нагревателя планируется изготовить из высоколегированных литейных стальных сплавов с последующей их вакуумной пайкой к соответствующим узлам двигателя. [c.279]

Несколько ранее (1977 г.) Гздсби оценил области применения потенциальных потребителей энергосистем с двигателем Стирлинга в диапазоне мощностей 750 кВт в сравнении с энергосистемами с дизелями и газотурбинными двигателями для определения размеров и статей финансирования со стороны правительства США, [c.372]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...