1598005352-c8ee7d2a5515e9724b112e615ad75d2e (811199), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Поэтому без учета гидравлического сротивления давление рабочего тела над и под вытеснителем одно он то же, и при возвратно-поступательном движении вытеснитель не производит работы над газом, а лишь переталкивает газ из одной Рис. 6.!. Т ° . Трн основные схемы, по которым может быть рассчитано большинство тнйов машин Стнрлинга. тель в а а — рабо ~нй поршень н амтесннтсль в одном цнлннднре; б — раба ай — ра ча по' шень н вмтсснвшеньг 7 — н р внмх цнлнндрах; е — машина с двумя ра ачнмн пор н м; ! — б — вмтесннтель; 3 — полость расшнревня; б — полость сма; б — р ш я н; — ра ачнй портвя: — регенервтор; б — яагревателтс 7 — холоднльянн. полости в другую.
Для рабочего поршня давление рабочего тела, находящегося в полостях над и под поршнем, не одно и то же, за исключением, может быть, мгновенных значений для некоторых точек цикла. При движении рабочего поршня газ производит работу над поршнем либо наоборот. В некоторых машинах вытеснитепь изготавливается (частично или полностью) из пористой металлической насадки; в этом случае вытеснитель сам является регенеративным теплообменником и называется регенеративным вытеснителем. 6-2-т. Одноцмлнндровые машины аытесннтельного тыла На рис.
6-2 приведены некоторые из возможных вариантов компоновочных схем одноцилиндровых машин вытеснительного типа. м ш Машины такого типа считаются наиболее удачными. Впервые схе а ины вытесиительного типа была использована Робертом Стирема лингом в 18!6 г. в его двигателе, который показан на рис. 6-3.
Эта 56 Рис. 6.-2. Возможные варианты компоновочных схем одноцилиндровых дви- гателей вытеснительного типа. Схемы двигателей условные. Рис. 6-3. Схема первого двигателя Стирлинга. На рисунке, заимствованном из патента 1816 г., приведена схема первого двигателя Стирлинга. Такой двигатель использовался в !818 г. при откачке воды из каменоломни (по Финкельшгейну, !959 г.). Со сддоенными цилиндрами расш) рения В(аигины дытеснительного типа одностороннего (простого) дейстдия со сддоенными цилиндрами Рейнбое с параллельными ц( линдрами иВнешнш, регенератором с перпендикулярным расположением регенератидного Вы- теснгттеля С параллельными цилиндрами и срегенератидным Вьлпеснилем .
Лауберо-Шдарцхопуггр Мейн ичи Робинсон Р, -4. О нс. б- . Один из первых двигателей Стнрлинга двойного действия с рабо- чим н вытесвительным поршнями в отдельных цилиндрах. о — попереяноо сетевое лвигателя с приволиым мекаинэмом; б — Рисунок бвлансириого двигателя со стариниоа гравюры конка 1897 г.
1по Фвнкельштеану, 198лз г.ь йз же схема была также использована н в большинстве машин (дь гателях в криогенных газовых машинах), разработанных фнри «Фнлипс». $ В двигателях типа, использованного Стирлингом — с реге1, ратявным вытесннтелем, н в двигателях типа Ренкнна — Напнра ть с отдельным внешним регенератором может быть применен крн~ шнпно-шатунный механизм привода. По всей вероятности, не1 ходнмое изменение объемов может быть также достигнуто н ме~ ннзмом с внбрнрующнм цилиндром, но, наскольконзвестно, тар» тнп машин еще не разработан.
Интересен н другой, свободно-пор ~й невой вариант двигателя. Совсем недавно машины такого типа бц ивг доведены профессором Бялом нз уннверснтета штата Огайо дос) ~г днн эксплуатации, н, по-внднмому, онн имеют широкие перец) тнвы в будущем.
6-2-2. Двухцилипдровые машины вытеснительиого типа Первой двухцнлнндровой машиной была (несомненно) машк„ двойного действия, построенная в !827 г. Робертом и Джеймг Стнрлннгамн (рнс. 6-4). Машина несколько лет проработала в .) 'ьйч тейной в г. Дандн, но впоследствии нз-за неоднократных повреж ннй в вытесннтельных цнлнндрах, вызванных перегревом, от ( (~ отказались. Схемы различных вариантов машин одностороннего (простаь действия приведены на рнс. 6-6.
Машины с регенератнвным выт( э9 кл. Рис. 6-5. Возможные варианты компоновочных схем машин вытеснительн типа одностороннего (простого) действия со сдвоенными цилиндрами. ' Со сддоенными цилиндрами расши- рения Машины дыпгеснигпельного типа односгпороннего (простого) дейстдия со сддоенными цилиндрами Рейнбое Спараллельными цилиндрами иднешним регенерапч ором С перпендикулярньгь7 расположением регенеоап7идного ды- ' П7ЕСНШПЕЛЯ С параллельными цилиндрами и срегенеротидным дытаснилем . Лауберо-Шдарцкопукр Хейн ичи Робинсон Рис. 6-4. Один из первых двигателей Стирлипга двойного действия с рабо- чим и вытесиительиым поршнями в отдельных цилиндрах.
и — попеРечное сечение двигатели с приводным мелвииамом; б — Р~гсунок балаиснРвого диигателн со старинной гравюры «овца !827 г. (по Финкелыптейну, 1аав гз. же схема была также использована и в большинстве машин (двигателях и криогенных газовых машинах), разработанных фирмой «Филипс». В двигателях типа, использованного Стирлингом — с регенеративным вытеснителем, и в двигателях типа Ренкина — Напира— с отдельным внешним регенератором может быть применен кривошипно-шатунный механизм привода. По всей вероятности, необходимое изменение объемов может быть также достигнуто и механизмом с вибрирующим цилиндром, но, насколькоизвестно, такой тип машин еще не разработан.
Интересен и другой, свободно-поршневой вариант двигателя. Совсем недавно машины такого типа были доведены профессором Билом из университета штата Огайо достадии эксплуатации, и, по-видимому, они имеют широкие перспективы в будущем. о-2-2. Двухцининдровые машины вытеснитеяьного тина Первой двухцилиндровой машиной была (несомненно) машина двойного действия, построенная в !827 г.
Робертом и Джеймсом Стирлингами (рис. 6-4). Машина несколько лет проработала в литейной в г. Данди, но впоследствии из-за неоднократных поврежде. ний в вытеснительных цилиндрах, вызванных перегревом, от нее отказались. Схемы различных вариантов машин одностороннего (простого) действия приведены на рис. 6-5. Машины с регенеративным вытес- Рис. 6-5. Возможные варианты компоиоаочяых схем машии вытесиительиого типа одиостороииего (простого) действия со сдвоенными цилиндрами. 6-2-3.
Многопоршневые машины Машины с поршнем ддойиого дейстдия Адухпоршнедые машины одностороннего (простого) дейстдия Ддухцилиндрсдая сисгпема дВойного дейстВия.Для обоих систем: проиесс сжатия -В однем цилиидрее процесс расширения-В другом Ч>инкельштейи СдВоеииая система смежных цилиидрод С неподВижными и,илиидрами С ротсрным цилиндром С параллельны- С У-образными ми цилиндрами цилиндра ми С оппезитно расположенны- ми поршнями Рини Ридер Чзинкельштейн нителем могут быть названы машинами Лауберо — Шварцкопффа (ЬанЬегеан — ЯсЬзнаг1г)сор(1), а с отдельным регенератором — машинами Хейнричи.
Машины с расположенными под прямым углом цилиндрами в достаточно большом количестве продавались в конце прошлого столетия и известны как машины Робинсона. Машину с довольно интересными возможностями предложил Рейнбов (Ка1пЬзчи) из Бристоля (см. рис. 6-5). Она имеет два рабочих поршня и один вытеснительг Ее конструкция позволяет обеспечить высокую надежность приводного механизма и облегчает решения задач, связанных с уплотнением и охлаждением.
Многопоршневые машины Стирлинга могут быть разделены на четыре большие группы: !) поршневые; 2) ротацнонные; 3) сильфонные и диафрагменные„. 4) свободнопоршневые. Рис. 6-6. Возможные варианты компоновочных схем двухпоршневых машин одностороннего (просгого) действия. Наиболее известными считаются поршневые машины, подразделяющиеся на одностороннего (простого) и двойногодействия. Разновидности двухпоршневых машин одностороннего действия (три с неподвижными цилиндрами и одна с вращающимся) показаны на рис. 6-6.
Из всего разнообразия машин этого типа в большом количестве в конце прошлого века изготавливались только машины Ридера (ц(бег) с параллельными цилиндрами, поршни которых соединялись с коленчатым валом. Два вида многопоршневых машин двойного действия приведены на рис. 6-7. В одной из них, машине Финкельштейна, два цилиндра (каждый нз которых имеет поршень двойного действия) объединены по принципу работы спаренного двигателя с двойным циклом. В одном из цилиндров имеются две полости сжатия, в другом — две полости расширеяня; тем самым обеспечивается возможность полного физического разделения горячей и холодной полостей машины.
Другая схема компоновки, предложенная Ринн (1((п1а), может применяться для любого числа цилиндров, размещаемых так, что полость над поршнем одного цилиндра соединяется с нижней полостью поршня смежного цилиндра с помощью канала с помещенным в нем регенератором. Такая схема особенно выгодна для трехили шестицилиндровых машин с расположением цилиндров по окружности ' и с приводом от косой шайбы или кривошипно-шатунного механизма. Для многоцилиндровых рядных двигателей ввиду большой длины канала, соединяющего полости крайних цилиндров, такая компоновка неудовлетворительна. Двигатель с подобной компоновкой был изобретен Рннн на ранней стадии работ, проводившихся фирмой «Фнлнпсы Впоследствии из-за проблем смазки и уплотнений от него отказались, а через некоторое время обратились вновь в связи с разработкой компактного автомобильного двигателя Рис.
6.7. Возможные варианты компоновочных схем многопоршпевых машин двойного действия. с высокой удельной мощностью. Общим преимуществом для компоновочных схем Рнии н Финкельштейна является наличие только одного движущегося узла по сравнению с двумя для других вариантов машин. Возможности использования ротацнонных снльфонных н днафрагменных систем безграничны. Наибольшее количество предпринимаемых попыток направлено на преодоление трудностей, связанных с неуравновешиваемосгью и уплотнениями узлов машин, возникающих и взаимно обусловливающих друг друга при возвратно- поступательном движении отдельных элементов машины; как известно, ни одна из этих попыток не привела к коммерческому воплоще- з Подобное расположение цилиндров часто называют барабанным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
