Законы движения поршней в идеальном цикле Стирлинга
В Русской технической литературе есть всего два обширных издания Уокера и Ридера-Хупера, которые конкретно и подробно говорят о двигателях Стирлинга. Это переводы светлых, но далёких советских времён. Книги безусловно полезные, но они очень похожи друг на друга и в них очень много недосказано и недоразжёвано. Авторы целились в аудиторию США и англоязычные демократические страны, которые могут с лёгкостью найти недосказанное в других источниках. В книгах щедро даны ссылки на смежные издания, публикации, опыты и результаты исследований (для тех кто не любит читать книги). Поэтому для многих Советских людей и сегодняшнего поколения в России эти недосказанности в большинстве своём так и остались за «кадром» полного понимания важнейших процессов в двигателях Стирлинга (тепловых машинах, двигателях внешнего сгорания).
В этой статье будет более широко освещён вопрос «правильного» движения поршней в идеальном цикле Стирлинга. Существующие на сегодня механизмы далекО далЁка находятся от этой правильности. Поэтому сделаем несколько умозаключений и выводов.
На рисунке выше приведена всем известная иллюстрация того как должны двигаться поршни. Зелёной «травой» выделены мёртвые области. Те кто думают, что знают всё об этих зонах, должны читануть Спрятанный мёртвый объём в двигателях Стирлинга. Цифрами от 1 до 4 обозначены моменты времени, в которые система меняет своё состояние и указаны периоды 1-2, 2-3 и т.д, которые обозначают периоды времени между моментами. Давайте остановимся всего на одном месте.
Период 3-4 в идеальном цикле Стирлинга. Сделаем умозаключение, которого нет явно в вышеприведённой литературе. Если обратить внимание на уровень НОЛЬ (горизонтальная чёрная черта посередине диаграммы), то в период 3-4 явно видно, что вытеснитель «залазит» в цилиндр рабочего поршня. Т.е., если у рабочего поршня уровень «ноль» это верхняя мёртвая точка (ВМТ), то нижняя мёртвая точка (НМТ) рабочего поршня будет совпадать с НМТ вытеснителя в момент 4 (т.е. в конце периода 3-4). Сложно? Уверен, вы поняли. Ещё проще можно выразиться: на всём периоде 3-4 вытеснитель должен «в спину плешь дышать» рабочему поршню и держать лишь минимальную дистанцию, ограничивающуюся мёртвым объёмом. А вот так выглядит pV-диаграмма цикла Стирлинга.
А теперь вывод: вы не сможете приблизиться к идеальному движению поршней в двигателях Стирлинга типа альфа и гамма! Даже при помощи кулачков и движения с переменным радиусом. Кто любит спорить? Читаем Альфа и Гамма типы двигателя Стирлинга — само НЕсовершенство.
Кому интересна данная тематика, советую подписаться на новые статьи (форма справа). При выходе нового поста вам на почту будет падать сообщение.
