Днес ще говорим за тип двигател, различен от този, който обикновено се използва за вътрешно горене. Превозните средства използват този тип двигател, задвижван от изкопаеми горива чиято ефективност не е твърде добра. В този случай ви представяме двигателят на Стърлинг. Това е технически двигател с по-голяма ефективност от бензинов или дизелов двигател. По този начин може да се каже, че това е един от най-добрите двигатели, които съществуват и освен това е екологичен.
В тази статия ще анализираме характеристиките на двигателя на Стърлинг и ще сравним предимствата с недостатъците на неговото използване. Искате ли да научите повече за този тип двигатели? Просто трябва да продължите да четете 🙂
Двигателят на Стърлинг
Този двигател не е нищо модерно или революционно. Той е изобретен през годината 1816 от Робърт Стърлинг. Известно е, че това е двигател с потенциал да бъде по-ефективен от всеки друг вид горене. Независимо от откритието им, не можем да кажем, че в крайна сметка те са наложили живота ни.
Всъщност този двигател, въпреки че има по-голям потенциал, се използва само в някои много специализирани приложения. Областите, в които се използва, изискват двигателят да бъде възможно най-тих, за разлика от конвенционалните двигатели с вътрешно горене. Например, той се използва в подводници или спомагателни генератори на енергия за яхти.
Все още не се използва масово, но не означава, че не се работи по него. Този двигател има големи предимства, които ще анализираме по-късно.
операция
Двигателят използва цикъл на Стърлинг, който е различен от циклите, използвани в двигателите с вътрешно горене.
Използваните газове никога не излизат от двигателя, което помага да се намалят емисиите на замърсяващи газове. Той няма изпускателни клапани за изпускане на газове с високо налягане, както при бензиновия или дизеловия двигател. В случай, че има някаква опасност, тя няма риск от експлозии. Поради това двигателите на Стърлинг са много тихи.
Двигателят на Стърлинг използва външен източник на топлина, който може да бъде запалим. Както от бензин, така и до слънчева енергия или дори топлина, произведена от разлагащи се растения. Това означава, че вътре в двигателя няма тип изгаряне.
Принципът, по който работи двигателят на Стърлинг е, че фиксирано количество газ е запечатано вътре в двигателя. Това води до поредица от събития, които променят налягането на газа в двигателя и го карат да работи.
Има няколко свойства на газовете, които са критични за нормалното функциониране на двигателя:
- Ако имате фиксирано количество газ във фиксиран обем пространство и увеличите температурата на този газ, налягането ще се увеличи.
- Ако имате фиксирано количество газ и го компресирате (намалете обема на пространството си), температурата на този газ ще се увеличи.
Ето как двигателят на Стърлинг използва два цилиндъра. Единият от тях се нагрява от външен източник на топлина (огън), а другият се охлажда от охлаждащ източник (като лед). Газовите камери, които имат и двата цилиндъра, са свързани и буталата са механично свързани помежду си чрез връзка, която определя как ще се движат един спрямо друг.
Моторни части
Този двигател има четири части към своя работен цикъл или цикъл на горене. Двете бутала, които споменахме по-рано, са тези, които изпълняват всички части на цикъла:
- Като начало към газа вътре в отопляемия цилиндър се добавя топлина. Това създава натиск и принуждава буталото да се движи надолу. Това е частта от цикъла на Стърлинг, която върши работата.
- Тогава лявото бутало се движи нагоре, докато дясното бутало се движи надолу. Тези движения преместват горещия газ към цилиндъра, който се охлажда от лед. Охлаждането му бързо намалява налягането на газа и може да се компресира по-лесно през следващата част от цикъла.
- Буталото започва да компресира охладения газ и топлината, генерирана от тази компресия той се отстранява от охлаждащия източник.
- Дясното бутало се движи нагоре, докато лявото се движи надолу. Това отново кара газта да попадне в нагретия цилиндър, където бързо се загрява, изграждайки налягане и цикълът се повтаря отново.
Предимства на двигателя на Стърлинг
Благодарение на този тип операция и нейното изпълнение можем да намерим някои предимства.
- Мълчи. За някои дейности, при които се изисква по-голяма тишина, този тип двигател е добър вариант. Също така е лесно да се балансира и генерира малко вибрации.
- Има висока ефективност. Поради температурите на горещите и студените източници двигателят може да работи при ниски температури. когенерация.
- Можете да имате няколко горещи източника. За отопление на газа можете да имате топлинни източници като дърво, дървени стърготини, слънчева или геотермална енергия, отпадъци и др.
- По-екологично е. Този тип двигател не допринася за емисиите на газ в атмосферата чрез постигане на пълно изгаряне.
- Повече надеждност и по-лесна поддръжка. Технологията му е много проста, но ефективна. Това ги прави изключително надеждни и изискват малко поддръжка.
- Те продължават по-дълго. За разлика от конвенционалните двигатели, те са по-опростени и благодарение на дизайна си издържат по-дълго.
- Различни приложения. Той може да има няколко приложения поради своята автономност и адаптивност към нуждите и различните видове топлинни източници.
недостатъци
Точно както този тип двигател предлага предимства, също така е необходимо да се анализират недостатъците, които са:
- Разходите са най-големият ви проблем. Той не е конкурентен с други медии.
- Не е известно на широката публика. Ако не знаете какво е двигател на Стърлинг, не можете да го популяризирате.
- Те са склонни да имат проблеми с уплътняването. Това е усложнение. Идеалният избор би бил водородът поради неговата лекота и способност да абсорбира калории. Той обаче няма способността да се разпространява през материалите.
- Понякога трябва да е много голям и изисква обемисти уреди.
- Липса на гъвкавост. Бързи и ефективни вариации на мощността е трудно да се получат с двигател на Стърлинг. Този е по-квалифициран да работи с постоянна номинална производителност.
С тази информация ще можете да разберете по-добре този тип двигател и да го анализирате напълно.