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.

 

График движения поршней в идеальном двигателе Стирлинга
График движения поршней в идеальном двигателе Стирлинга

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.

Читайте также:  Мощный генератор 700 Вт на двигателе Стирлинга
Цикл Стирлинга (pv-характеристика)
Цикл Стирлинга (pv-характеристика)

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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *