2.Двигатель Стирлинга
Двигатели Стирлинга по конструкции делятся на следующие три типа: альфа – типа с двумя цилиндрами (горячий и холодный), между которыми расположен регенератор;
бета – типа с одним цилиндром (горячий с одного конца и холодный с другого), внутри которого движутся поршень (с которого снимается мощность) и вытеснитель, изменяющий объем горячей полости с перекачиванием газа из холодной части цилиндра в горячую через регенератор;
гамма – типа, где также есть поршень и вытеснитель, но при этом установлено два цилиндра – один холодный (в нем движется поршень, с которого снимается мощность), а второй – горячий с одного конца и холодный с другого (в нем движется вытеснитель) с регенератором соединяющим горячую часть второго цилиндра с его холодной частью и одновременно с первым (холодным) цилиндром.
Источником теплоты для двигателя Стирлинга может служить любой источник, генерирующий теплоту при температуре 500К и выше.
Принцип работы этого двигателя, так же как и у двигателей внутреннего сгорания, основан на сжатии рабочего тела при низкой температуре и расширении при высокой. Разность работ (полученной в процессе расширения и затраченной в процессе сжатия) дает работу цикла. В двигателе Стирлинга холодное рабочее тело сжимается рабочим поршнем. Поршень – вытеснитель остается неподвижным. Затем поршень – вытеснитель начинает двигаться, переталкивая рабочее тело через нагреватель в горячую полость над поршнем – вытеснителем. Рабочий поршень пока неподвижен. При расширении рабочего тела оба поршня движутся вниз. Затем вытеснительный поршень возвращается в исходное положение, перемещая рабочее тело через охладитель (О) в холодную полость над рабочим поршнем, и цикл повторяется. Для уменьшения потерь теплоты между нагревателем и охладителем установлен регенератор (Р), в котором накапливается теплота при охлаждении рабочего тела и возвращается при его нагревании. Регенератор представляет собой высокопористую со сквозными порами теплоаккумулирющую массу (металлическая сетка, путанка, спеченная высокопористая керамика и т.д.), которая получает тепло от проходящего через нее горячего рабочего тела из нагревателя и отдает ее при обратном движении холодного рабочего тела из охладителя. Таким образом, в регенераторе двигателя благодаря внутреннему теплообмену осуществляется подогрев рабочего тела перед поступлением в нагреватель за счет аккумулированной теплоты. В результате уменьшается количество теплоты, подведенной извне к нагревателю, и повышается КПД двигателя.
Габаритные размеры и масса двигателя Стирлинга значительно выше, чем у ДВС. На автомобиле использование этого двигателя затрудняется также необходимостью применения радиатора увеличенных размеров, так как с отработанными газами (ОГ) отводится только 9% подведенной теплоты.
В то же время двигатель Стирлинга обладает рядом преимуществ по сравнению с ДВС. В первую очередь, это высокий КПД, который в реальных конструкциях достигает 40...41%, а следовательно, высокая экономичность работы.
3 Газотурбинные двигатели
Газотурбинная силовая установка (ГСУ) при равной мощности легче и компактней ДВС с искровым зажиганием (ДсИЗ) и дизелей, работающих с воспламенением от сжатия. Кроме того, ГСУ хорошо уравновешена, а ОГ в ней менее токсичны. Газовая турбина в силу особенностей своих тяговых характеристик может работать на автомобиле без коробки передач. Технология производства газовой турбины давно освоена авиационной промышленностью.
На рис.1.7 и 1.8. показаны соответственно опытный и экспериментальный автомобили с газотурбинной силовой установкой. Преимущества газотурбинного двигателя – низкая токсичность без использования дополнительных приспособлений по очистке газов; очень плавная работа; многотопливность; увеличенные интервалы между обслуживаниями.
Недостатки – высокая стоимость изготовления, неудовлетворительная работа при неустановившихся режимах и повышенный расход топлива.
6 Принцип действия поршневого ДВС с разделенным циклом
Конструктивная схема этого « двигателя будущего» показана на рис.1.16. Проект носит название Split – Cycle Engine и разрабатывается американской компанией Scuderi Group LLC.
Идея такова: наделить цилиндры четырехтактного двигателя специализированными функциями. В рассматриваемом двигателе в одном цилиндре будут происходить
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.