Двигатели стирлинга

Двигатели смешанного возбуждения постоянного тока имеют промежуточные характеристики.

Двигатели смешанного' возбуждения постоянного тока имеют промежуточные характеристики.

Термомеханические ХПЭ. По месту горения их разделяют на три группы: двигатели внешнего сгорания (ДВшС), двигатели внутреннего сгорания (ДВС), двигатели смешанного сгорания (ДОС). Их термодинамические циклы можно обобщить в единый термомеханический цикл.

Двигатели смешанного сгорания. Были предложены и построены только для торпед. Показатели их эффективности — промежуточные по отношению к ДВшС и ДВС, но по сравнению с ДВС они легче запускаются и быстрее выходят на режим полной мощности.

Двигатели смешанного возбуждения. На фиг. 11 приведены универсальные характеристики двигателей смешанного возбуждения металлургической серии МП, а на фиг. 12 — универсальные механические характеристики той же серии. Эти характеристики, аналогично харак-

Двигатели смешанного возбуждения постоянного тока имеют промежуточные характеристики.

Двигатели смешанного возбуждения постоянного тока имеют промежуточные характеристики.

Двигатели смешанного возбуждения. На фиг. 13 приведены универсальные характеристики двигателей смешанного

6. По рабочему процессу: а) двигатели быстрого сгорания; б) двигатели постепенного сгорания (компрессорные); в) двигатели смешанного цикла (бескомпрессорные).

Двигатель с параллельным возбуждением применяют в тех механизмах, где по условиям технологического процесса требуется постоянный момент на валу и возможность плавно и в достаточно широких пределах регулировать частоту вращения. Двигатели смешанного возбужденияиспользуют в тех случаях, когда требуется большой пусковой момент и смягченная характеристика, например у машин, в которых нагрузка в отдельные моменты может быть близка к нулю. Наиболее часто двигатели смешанного возбуждения применяют в механизмах поворота и передвижения.

Двигатели смешанного возбуждения постоянного тока имеют промежуточные характеристики.

17. Двигатели Стирлинга. Сб. статей: Пер. с англ./ Под ред. В. М. Бродянско-го. — М.: Мир, '1975. — 444 с.

1.29. Двигатели Стирлинга/Под ред. В. М. Бродянского. М.: Мир, 1975.

1.30. Уокер Г. Двигатели Стирлинга. М.: Машиностроение, 1985.

Грэхем Томас Ридер, Чарльз Хупер ДВИГАТЕЛИ СТИРЛИНГА

Двигатели — сердце современной цивилизации. Они обеспечивают рост производства, сокращают расстояния. Благодаря им человек получает энергию, свет, тепло, информацию. Наиболее распространенные в настоящее время двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков: их работа сопровождается шумом, вибрациями, они выделяют вредные отработавшие газы и потребляют много топлива. Известен класс двигателей, вред от которых минимален,— это двигатели Стирлинга. Они работают по замкнутому циклу, без непрерывных микровзрывов в рабочих цилиндрах, практически без выделения вредных газов, да и топлива им требуется значительно меньше.

Ознакомившись с основополагающими концепциями и основами конструкции двигателя Стирлинга, более подготовленные или более честолюбивые читатели могут пожелать продолжить изучение предмета. Для этого в гл. 7 анализируется имеющаяся литература по двигателям Стирлинга, и выделяются публикации, с которыми необходимо ознакомиться при дальнейшем изучении этого вопроса. Однако, учитывая то, что студентов и преподавателей заинтересует литература несколько иного характера, чем инженерно-руководящих работников промышленности, в книге даются отдельные списки литературы для каждой группы. После просмотра литературы, обзор которой дан в гл. 1 и 7, многих представителей промышленности заинтересует, кто изготавливает двигатели Стирлинга, какова их сравнительная стоимость, каковы рабочие параметры двигателей, которые можно приобрести, и т. п., в то время как

создания необходимых газовых потоков используют изменение физических объемов горячей и холодной рабочих полостей. Естественно предположить, что для этой цели требуется система поршень —- цилиндр, а не система турбина — сопло. Особенно подходит такая система для создания возвратно-поступательного движения, хотя можно предположить, что роторный двигатель типа двигателя Ванкеля также пригоден для реализации принципа Стирлинга. Все двигатели Стирлинга, как уже сконструированные, так и разрабатываемые, основаны на принципе возвратно-поступательного движения. Имеются различные способы осуществления такой формы движения, и именно это помогает классифицировать различные типы двигателей Стирлинга.

Двигатели Стирлинга двойного действия неизбежно должны быть многоцилиндровыми, поскольку для получения сдвинутых по фа^е процессов расширения и сжатия (необходимость такого сдвига отмечалась ранее) требуется не менее трех поршней. На практике же применяются обычно не менее четырех поршней, соединенных с одним коленчатым валом, причем соседние поршни действуют совместно в паре, чем и достигается двойное действие. Механизмы привода двигателей двойного действия должны выполнять упомя-нутые выше две функции. Наиболее подходящим для этого представляется обычный многоопорный коленчатый вал рядного двигателя

На первый взгляд двигатели Стирлинга могут показаться не заслуживающими особого внимания, поскольку они в большой степени напоминают другие тепловые двигатели возвратно-поступательного действия, хотя модификации Била и в особенности двигатели «Флюидайн» сильно отличаются от привычных конструкций. Едва ли поверхностный взгляд на двигатели имеет существенные преимущества перед разбором принципиальных схем. Поэтому для данного раздела были отобраны такие примеры двигателей Стирлинга из числа реально существующих образцов, в которых можно было бы наглядно выделить важнейшие элементы конструкции и там, где это возможно, показать общность элементов, имеющих различные конструктивные воплощения. Эти примеры даются как в виде фотографий, так и в форме принципиальных конструктивных схем. Практическая реализация основных принципов, изложенных в предыдущих разделах, осуществляется различными путями и видоизменяется в зависимости от методов реализации заданно-

дом, так же как и другие двигатели Стирлинга, нуждается в системе уплотнений, чтобы изолировать газообразное рабочее тело и воспрепятствовать прониканию масла в заполненные газом рабочие полости. В двигателе Стирлинга наибольшие трудности связаны с уплотнением штока рабочего поршня, расположенным между рабочим поршнем и механизмом привода. Когда в картере нет избыточного давления (т. е. когда в нем поддерживается атмосферное давление), как в рассматриваемом случае, уплотнение штока должно обеспечивать надежную изоляцию рабочего тела, находящегося под высоким давлением, от картера, в котором давление равно атмосферному. В отличие от уплотнения штока уплотнение поршня находится под действием меньшей разности давлений по обе стороны уплотнения благодаря давлению газа в буферной полости. Поэтому проблема уплотнения штока поршня является одной из самых трудноразрешимых.

Единственный, еще не рассмотренный нами двигатель двойного действия, разрабатываемый в настоящее время,— это уравновешенный смешанный двигатель, предложенный фирме ТСА Финкельстайном [28] (фирма ТСА, Беверли-Хилс, шт. Калифорния) [28]. Авторы видели опытную установку по проверке принципов работы этого двигателя в 1978 г. на заводе в Лос-Анжелесе. Однако с тех пор не удалось получить ни подробных чертежей, ни фотографий. По фотографии (рис. 1.66) можно получить представление о реальных размерах силовых установок Стирлинга. Двигатели Стирлинга двойного действия имеют такие же размеры, как и двигатели Дизеля сравнимой мощности.