Der Stirlingmotor

Stirlingmotor

Heute werden wir über einen Motortyp sprechen, der sich von dem unterscheidet, der üblicherweise für die Verbrennung verwendet wird. Die Fahrzeuge verwenden diesen Motortyp, der von der angetrieben wird Fossile Brennstoffe deren Effizienz ist nicht zu gut. In diesem Fall präsentieren wir Ihnen der Stirlingmotor. Es ist ein technischer Motor mit höherem Wirkungsgrad als ein Benzin- oder Dieselmotor. Auf diese Weise kann gesagt werden, dass es einer der besten Motoren ist, die es gibt, und außerdem ist es ökologisch.

In diesem Artikel werden wir die Eigenschaften des Stirlingmotors analysieren und die Vor- und Nachteile seiner Verwendung vergleichen. Möchten Sie mehr über diesen Motortyp erfahren? Sie müssen nur weiterlesen 🙂

Der Stirlingmotor

Goldener Stirlingmotor

Dieser Motor ist nichts Modernes oder Revolutionäres. Es wurde in erfunden das Jahr 1816 von Robert Stirling. Es ist bekannt, dass es sich um einen Motor handelt, der effizienter sein kann als jede andere Art der Verbrennung. Unabhängig von ihrer Entdeckung können wir nicht sagen, dass sie unser Leben aufgezwungen haben.

Tatsächlich wird dieser Motor trotz seines größeren Potenzials nur in einigen sehr speziellen Anwendungen eingesetzt. In den Bereichen, in denen es verwendet wird, muss der Motor im Gegensatz zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren so leise wie möglich sein. Zum Beispiel wird es in U-Booten oder Hilfsstromgeneratoren für Yachten eingesetzt.

Es wird noch nicht massiv genutzt, aber es bedeutet nicht, dass daran nicht gearbeitet wird. Dieser Motor hat große Vorteile, die wir später analysieren werden.

Betrieb

Heiße Gase

Der Motor verwendet einen Stirling-Zyklus, der sich von den Zyklen unterscheidet, die in Verbrennungsmotoren verwendet werden.

Die verwendeten Gase treten niemals aus dem Motor aus. Dies trägt zur Reduzierung der Schadgasemissionen bei. Es gibt keine Auslassventile zum Ablassen von Hochdruckgasen wie beim Benzin- oder Dieselmotor. Bei Gefahr besteht keine Explosionsgefahr. Aus diesem Grund sind Stirlingmotoren sehr leise.

Der Stirlingmotor verwendet eine externe Wärmequelle, die brennbar sein kann. Sowohl von Benzin zu Sonnenenergie als auch von der Wärme, die von verfallenden Pflanzen erzeugt wird. Dies bedeutet, dass im Motor keine Verbrennung stattfindet.

Das Prinzip, nach dem der Stirlingmotor arbeitet  ist, dass eine feste Menge Gas im Motor eingeschlossen ist. Dies führt dazu, dass sich eine Reihe von Ereignissen bildet, die den Gasdruck im Motor ändern und ihn laufen lassen.

Es gibt verschiedene Eigenschaften von Gasen, die für die ordnungsgemäße Funktion des Motors entscheidend sind:

  • Wenn Sie eine feste Gasmenge in einem festen Raumvolumen haben und die Temperatur dieses Gases erhöhen, steigt der Druck.
  • Wenn Sie eine feste Gasmenge haben und diese komprimieren (verringern Sie das Volumen Ihres Raums), steigt die Temperatur dieses Gases an.

So verwendet der Stirlingmotor zwei Zylinder. Einer von ihnen wird durch eine externe Wärmequelle (Feuer) erwärmt und der andere wird durch eine Kühlquelle (wie Eis) gekühlt. Die Gaskammern beider Zylinder sind miteinander verbunden, und die Kolben sind mechanisch durch eine Verbindung miteinander verbunden, die bestimmt, wie sie sich relativ zueinander bewegen.

Motorteile

Stirling Motorbetrieb

Dieser Motor besteht aus vier Teilen seines Betriebs- oder Verbrennungszyklus. Die beiden zuvor erwähnten Kolben erfüllen alle Teile des Zyklus:

  1. Zunächst wird dem Gas im beheizten Zylinder Wärme zugeführt. Dies erzeugt Druck und zwingt den Kolben, sich nach unten zu bewegen. Dies ist der Teil des Stirling-Zyklus, der die Arbeit erledigt.
  2. Dann bewegt sich der linke Kolben nach oben, während sich der rechte Kolben nach unten bewegt. Diese Bewegungen bewegen das heiße Gas in Richtung des durch Eis gekühlten Zylinders. Durch schnelles Abkühlen wird der Gasdruck gesenkt und kann für den nächsten Teil des Zyklus leichter komprimiert werden.
  3. Der Kolben beginnt, das abgekühlte Gas und die durch diese Kompression erzeugte Wärme zu komprimieren es wird von der Kühlquelle entfernt.
  4. Der rechte Kolben bewegt sich nach oben, während der linke nach unten bewegt wird. Dies führt wiederum dazu, dass das Gas in den beheizten Zylinder gelangt, wo es sich schnell erwärmt, Druck aufbaut und sich der Zyklus erneut wiederholt.

Vorteile des Stirlingmotors

Solarbetriebenes Stirling

Dank dieser Art von Betrieb und seiner Leistung können wir einige Vorteile finden.

  • Es ist still. Für einige Aktivitäten, bei denen mehr Ruhe erforderlich ist, ist dieser Motortyp eine gute Option. Es ist auch leicht zu balancieren und erzeugt wenig Vibrationen.
  • Es hat eine hohe Effizienz. Aufgrund der Temperaturen der heißen und kalten Quellen kann der Motor bei niedrigen Temperaturen laufen. Kraft-Wärme-Kopplung.
  • Sie können mehrere heiße Quellen haben. Zum Erhitzen des Gases können Sie Wärmequellen wie Holz, Sägemehl, Sonnen- oder Geothermie, Abfall usw. verwenden.
  • Es ist ökologischer. Dieser Motortyp trägt nicht zu den Gasemissionen in die Atmosphäre bei, indem eine vollständige Verbrennung erreicht wird.
  • Mehr Zuverlässigkeit und einfachere Wartung. Die Technologie ist sehr einfach, aber effektiv. Dies macht sie sehr zuverlässig und erfordert wenig Wartung.
  • Sie dauern länger. Im Gegensatz zu herkömmlichen Motoren sind sie einfacher und halten dank ihres Designs länger.
  • Verschiedene Anwendungen. Aufgrund seiner Autonomie und Anpassungsfähigkeit an die Bedürfnisse und verschiedene Arten von Wärmequellen kann es mehrere Verwendungszwecke haben.

Nachteile

Kraft-Wärme-Kopplung mit dem Stirlingmotor

So wie dieser Motortyp Vorteile bietet, müssen auch die folgenden Nachteile analysiert werden:

  • Kosten sind Ihr größtes Problem. Es ist nicht wettbewerbsfähig mit anderen Medien.
  • Der Öffentlichkeit nicht bekannt. Wenn Sie nicht wissen, was ein Stirlingmotor ist, können Sie ihn nicht bewerben.
  • Sie neigen dazu, Dichtungsprobleme zu haben. Dies ist eine Komplikation. Die ideale Wahl wäre Wasserstoff wegen seiner Leichtigkeit und Fähigkeit, Kalorien aufzunehmen. Es hat jedoch nicht die Fähigkeit, sich in den Materialien auszubreiten.
  • Manchmal es muss sehr groß sein und erfordert sperrige Geräte.
  • Mangel an Flexibilität. Schnelle und effektive Leistungsschwankungen sind mit einem Stirlingmotor schwer zu erzielen. Dieser ist qualifizierter, um mit einer konstanten Nennleistung zu arbeiten.

Mit diesen Informationen können Sie diesen Motortyp besser verstehen und vollständig analysieren.


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