Свободнопоршневой двигатель
Cтраница 2
Здесь будут рассмотрены только методы регулирования: мощности двигателей с кривошипно-шатунным приводом, поскольку эти методы являются наиболее совершенными, и, кроме того, они в принципе применимы к свободнопоршневым двигателям Стирлинга. [16]
 |
Влияние нагнетателя камеры сгорания на уровень шума двигателя Стирлинга. [17] |
На основании этих результатов, полученных на опытных двигателях, для которых не предусматривалось специальных изменений конструкции для снижения шума, можно сделать уверенный вывод, что двигатель Стирлинга обладает низким уровнем шума. Свободнопоршневой двигатель Стирлинга может иметь существенно более высокий уровень шума при работе в режиме банг-банг, в то же время двигатель Флюи-дайн практически бесшумен. [18]
Уокер [7] составил перечень терминов и определений, и хотя этот перечень не полон, тем не менее он крайне полезен, поскольку из-за отсутствия общепринятых терминов наблюдаются многочисленные разногласия в применении терминов и определений. При этом необходимо учитывать, что в условиях быстрого совершенствования конструкции двигателей Стирлинга, особенно свободнопоршневых двигателей, по-настоящему полный перечень составить невозможно, однако в распоряжении исследователей уже имеется достаточный материал, чтобы сделать первый значительный шаг в этом направлении. В настоящей книге предпринята такая попытка, и, хотя было бы самонадеянным считать, что охвачены все термины и определения или что предлагаемые термины и определения станут общепринятыми, мы надеемся, что в конце концов придем к общепринятой терминологии и завершим дело, начатое Уокером. Преподаватели технических дисциплин могли бы внести заметный вклад в это дело, приняв из рекомендуемой терминологии то, что они найдут приемлемым. Знакомство с принятой терминологией и привычка к ее употреблению приведут к тому, что номенклатура стандартных терминов и определений будет распространяться и вытеснять неточную и неоднозначную терминологию из литературы. [19]
Измерение мгновенных температур газа или воздуха в рабочих полостях и системах СПГГ представляет собой одну из важных задач экспериментального исследования. Наличие опытных данных по значениям мгновенных температур газа в выхлопном патрубке и в продувочном ресивере СПГГ позволяет более полно исследовать факторы, влияющие на газообмен и наполнение цилиндра свободнопоршневого двигателя. Знание мгновенных температур воздуха в компрессоре дает возможность с достаточной полнотой исследовать факторы, влияющие на наполнение этого цилиндра. [20]
Со времени изобретения двигателя Стирлинга в 1815 - 1816 гг. построено множество двигателей различных конфигураций и еще большее число конфигураций было предложено. На протяжении многих лет все эти существующие и гипотетические двигатели имели кривошипный привод в том или ином виде, однако в период, примерно соответствующий последним десяти годам, с изобретением свободнопоршневых двигателей типа двигателя Била и харуэллской машины, а также двигателя Флюидайн к существующему списку конфигураций двигателя Стирлинга ( и так достаточно обширному) добавились новые формы. И до настоящего времени продолжают изобретать новые формы этого двигателя. Такое разнообразие форм двигателя Стирлинга существует скорее всего потому, что до сих пор не найдены оптимальная конфигурация двигателя или оптимальный режим работы, которые удовлетворяли бы всему разнообразию условий работы, и такой двигатель вряд ли возможен. Эта ситуация не является специфичной именно для двигателя Стирлинга. Она имеет место и в отношении к другим тепловым двигателям, однако двигатель Стирлинга отличается, пожалуй, наибольшим разнообразием форм. [21]
 |
Свободнопоршневой двигатель Стирлинга как линейный генератор переменного тока. [22] |
Во всех случаях рабочий цикл одинаков, однако динамика движущихся частей различна, что связано с различными модификациями системы масса - пружина. Попытаемся обойти эти затруднения двумя путями: во-первых, используя определение, которое просто констатирует, что свободнопоршне-вым двигателем Стирлинга называется двигатель, в котором отсутствует механическая связь между элементами, совершающими возвратно-поступательное движение; во-вторых, мы дадим краткое описание трех существующих модификаций свободнопоршневых двигателей. [23]
 |
Двигатель Била. ( С разрешения Лыоисского центра НАСА. [24] |
Флюидайн, двигатель Била и харуэллская машина также являются двигателями простого действия. Первый из них, особенно в мокрой модификации ( рис. 1.57) выглядит точно так же, как и на схеме рис. 1.38, в. Свободнопоршневые двигатели ( двигатель Била и харуэллская машина) в соответствии с требованиями техники безопасности помещаются в герметичные сосуды со сжатым газом. [25]
Это дает определенные преимущества с точки зрения рабочих характеристик, габаритов и удобства эксплуатации. Размеры перекачивающего насоса, выполненного совместно со свободнопоршневым двигателем, теоретически неограниченны, и если успешно работающий двигатель Била малой мощности удастся усовершенствовать и одновременно увеличить его размеры, то масштабы использования этого двигателя для орошения неизбежно расширятся. [26]
 |
Ромбический приводной механизм. [27] |
На рис. 1.42 показана газовая полость, названная буферной. Эта полость расположена под рабочим поршнем в основном корпусе двигателя. Газ в этой полости создает упругую силу, как и в буферной полости свободнопоршневого двигателя. Однако назначение буферной полости в данном случае несколько иное, чем в свободнопоршневом двигателе, поскольку здесь она используется для снижения нагрузок на механизм привода и для облегчения условий работы уплотнений рабочего поршня. Этот эффект достигается созданием в буферной полости давления, равного среднему давлению цикла в рабочих полостях. Объем буферной полости стремятся сделать как можно большим, чтобы уменьшить колебания давления в ней. [28]
На рис. 1.42 показана газовая полость, названная буферной. Эта полость расположена под рабочим поршнем в основном корпусе двигателя. Газ в этой полости создает упругую силу, как и в буферной полости свободнопоршневого двигателя. Однако назначение буферной полости в данном случае несколько иное, чем в свободнопоршневом двигателе, поскольку здесь она используется для снижения нагрузок на механизм привода и для облегчения условий работы уплотнений рабочего поршня. Этот эффект достигается созданием в буферной полости давления, равного среднему давлению цикла в рабочих полостях. Объем буферной полости стремятся сделать как можно большим, чтобы уменьшить колебания давления в ней. [29]
Системы с изотопными источниками энергии и двигателями Стирлинга можно использовать там, где требуются мощности в несколько ватт, например для питания осветительной аппаратуры навигационных морских буев. При таких нагрузках масса даже самых легких из имеющихся электрических батарей превышает 1000 кг. Низкая эффективность термоэлектрических преобразователей и большая масса систем с батареями делают систему с изотопным источником тепла и двигателем Стирлинга весьма привлекательной. В начальный период создания ТМГ был достигнут общий КПД, равный 13 % [15], а характеристики свободнопоршневого двигателя Стирлинга в то время практически не отличались от характеристик современных прототипов. [30]
Страницы: 1 2 3