ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

СТИРЛИНГИ. Двигатель стирлинга судовой


СТИРЛИНГИ | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Из прошлого — в будущее! В 1817 году шотландский священник Роберт Стирлинг получил… патент на новый тип двигателя, названный впоследствии, подобно моторам Дизеля, именем изобретателя — стирлинг. Прихожане маленького шотландского местечка уже давно и с явным подозрением косились на своего духовного пастыря. Еще бы! Шипение и грохот, проникавшие через стены сарая, где частенько пропадал отец Стирлинг, могли смутить не только их богобоязненные умы. Ходили упорные слухи, что в сарае содержится страшный дракон, которого святой отец приручил и вскармливает летучими мышами и керосином.

Но Роберта Стирлинга, одного из просвещеннейших людей Шотландии, не смущала неприязнь паствы. Мирские дела и заботы все больше и больше занимали его, в ущерб служению господу: увлекали пастора… машины.

Британские острова в тот период переживают промышленную революцию: стремительно развиваются мануфактуры. И служители культа не остаются равнодушными к громадным доходам, которые сулит новый способ производства.

С благословения церкви и не без помощи фабрикантов несколько машин Стирлинга были построены, и лучшая из них, в 45 л. с., три года проработала на шахте в Дунди.

Дальнейшее развитие Стирлингов задержалось: в 60-х годах прошлого столетия на арену вышел новый двигатель Эриксона.

В обеих конструкциях было много общего. Это были двигатели внешнего сгорания. И в той и в другой машине рабочим телом был воздух, и в той и в другой основой двигателя являлся регенератор, проходя через который отработанный горячий воздух отдавал все тепло. Свежая же порция воздуха, просачиваясь через плотную металлическую сетку, отбирала это тепло, перед тем как попасть в рабочий цилиндр.

По схеме на рисунке 1 можно проследить, как воздух через всасывающую трубу 10 и клапан 4 попадает в компрессор 3, сжимается и через клапан 5 выходит в промежуточный резервуар. В это время золотник 8 перекрывает выхлопную трубу 9, и воздух через регенератор попадает в рабочий цилиндр 1, нагреваемый топкой 11. Здесь воздух расширяется, совершая полезную работу, которая частично направлена на поднимаемый тяжелый поршень, частично — на сжатие холодного воздуха в компрессоре 3. Опускаясь, поршень выталкивает отработанный воздух через регенератор 7 и золотник 8 в выхлопную трубу. При опускании п

modelist-konstruktor.com

Виды судовых движков | Двигатели Стирлинга

Судовой двигатель является частью энергетической установки судна. Движки для судов можно поделить на главные (ими обеспечивается движение судна) и вспомогательные (используются как привод для насосов, электрогенераторов, вентиляторов и пр.) . Судовые движки могут производиться в виде паровой турбины, бензинового двигателя и газовых турбин. Судовые движки должны владеть последующими чертами: возможностью реверсирования, огромным ресурсом, низкой трудозатратностью обслуживания, внедрением энергоэлементов томных видов, отсутствием ограничений по размерам и массе мотора.

Обычно, на судах используются дизельные движки, владеющие лучшей экономичностью из всех разновидностей судовых движков. На вспомогательных, транспортных и промысловых судах употребляются средне-, высоко-, и малооборотные дизели с наддувом. Малооборотные моторы отыскали применение на судах разного типа; их мощность может достигать 35 Мвт, вал крутится со скоростью 103-225 об/мин, а расход горючего не превосходит 215 г/(квтхч).

Среднеоборотные движки инсталлируются на суда среднего размера, мощность таких движков не превосходит 13.2 Мвт, частота вращения добивается 500 об/мин, а удельный расход горючего не превосходит 210 г/(квтхч).

Высокооборотные движки используются на малых судах, или играют роль вспомогательных движков, обычно, мощность таких движков равна 2 Мвт, а расход горючего 230 г/(квтхч).

Паровые турбины уступают по распространенности ДВС и употребляются на больших танкерах, газовозах, контейнеровозах и иных судах. Могут употребляться как вспомогательные движки. Мощность таких движков добивается 80 Мвт.

Газовые турбины используются на судах на воздушной подушке и военных кораблях как главные движки. В качестве примера газовых турбин можно привести судовой газотурбинный двигатель.

Виды судовых движковРазновидности катеровКатер можно именовать маленьким судном, и также как и суда, катера имеют свою систематизацию.Для решения неких рекламных задач, производители используют определения общего нрава, которые нельзя отнести к тому или иному виду катеров.читать ещеВиды судовых движковВиды судовых движковСудовой двигатель является частью энергетической установки судна. Движки для судов можно поделить на главные (ими обеспечивается движение судна) и вспомогательные (используются как привод для насосов, электрогенераторов, вентиляторов и пр.).читать ещеВиды судовых движковКлассы моторных яхтНаселением земли было сотворено огромное обилие морских судов, но посреди их конкретно морские яхты выделяются более ярко. Траулеры, спортивные яхты и суперяхты – есть в большом многообразии, и способны удовлетворить любые вкусы.читать еще

ctirling.ru

Судовые дизельные движки | Двигатели Стирлинга

Компания производит судовые дизельные движки мощностью от 10 до 1550 л.c., конвертируя в морские дизели наилучшие авто движки фирм-партнеров: Kubota, Тоета, VM Motori и Doosan. Cудовые дизельные движки базе движков Тоета и VM имеют мощность до 350 л.с. Судовые дизеля на базе Doosan — более массивные — до 1200 л.с. Одно из главных конкурентных преимуществ судовых дизельных движков Nanni — то, что к ним подходят сменно-запасные части авто движков. Это значительно упрощает их поиск и упрощает сервис мотора. Всю интересующую Вас информацию по судовым движкам Вы сможете получить у наших профессионалов по многоканальным тел. (812) 441-29-99. Малогабаритные, экономные и практически бесшумные движки с низким уровнем вибрации служат основной для судовых движков с 1982г. Движки предназначаются для использования не только лишь на прогулочных, да и на транспортных и пассажирских судах, и выполняются в спектре мощностей от 10 до 130 л.с.

ДВС (бензиновый двигатель) — термический дизельный двигатель, который более нередко применяется для приведения судов разного типа в движение. Отличается особой экономичностью и простотой эксплуатации в рабочем состоянии. Горючая смесь, приготовленная в качестве горючего для судового тс, сгорает в особом цилиндре, а тепло, в которое она преобразуется в процессе горения, без помощи других аккумулируется в механическую работу. На судах различного предназначения, размера и типа используются малооборотные, среднеоборотные и высокооборотные типы дизельного мотора, снаряженные наддувом. Современный судовой дизельный двигатель должен отвечать всем правилам неопасной и надежной эксплуатации: обеспечивать электронную и пожарную защиту, надежность и устойчивость прибора к разным изменениям при плавании судна, высшую норму свойства электроэнергии.

Метод установки бензинового двигателя может быть стационарным (на больших и средних судах, катерах и яхтах), также навесным (на мотолодках и других компактных плавсредствах). По методу энергообразования, ДВС классифицируются как поршневые и беспоршневые. Беспоршневые движки, в свою очередь, разделяются на реактивные, газотурбинные и комбинированные. Поршневые движки дизельного типа относятся к стандартному цилиндрическому оборудованию, процесс преобразования энергии в каком происходит снутри герметичного цилиндра. Для газотурбинных движков типично разделение сгорания и преобразования энергии. Реактивные движки работают за счет выброса сильной струи газа в особое сопло специфичной формы и конструкции.

Поршневые ДВС классифицируются сообразно последующим чертам:

ДВС отличаются более высочайшим коэффициентом полезного деяния посреди всех типов судовых движков. Плюсы их заключаются в отсутствии зажигательной системы и карбюратора, работе от томных топливных средств (обычно, они экономны и имеют невысокую первоначальную цена), наименьшем удельном расходе горючего. Посреди недочетов — громоздкость при установке, сбои в работе при резких понижениях температуры, сильный шум, потребность в скрупулезной фильтрации топливных средств.

ctirling.ru

Двигатель Стирлинга для морских судо

Что касается вопроса применения двигателей Стирлинга, то, очевидно, здесь главные усилия фирмы Юнайтед Стирлинг сосредоточены на использовании двигателей в транспортных средствах, что, однако, не исключает их применения и в других областях. Так, в частности, надводный и подводный флот всегда был в сфере внимания фирмы Юнайтед Стирлинг . Некоторые аспекты, относящиеся к применению двигателей Стирлинга на судах морского флота и в стационарных установках, рассмотрены в статье [73]. Для судовых двигателей возможно использование более низкой температуры охлаждающей воды (примерно 10—20 °С) по сравнению с автомобильными, где ее температурный уровень составляет 60 — 70 °С, что ухудшает характеристики двигателя.  [c.301] Скользящее уплотнение — это устройство типа поршневого кольца. Его главное преимущество с точки зрения массового производства и стоимости — отсутствие дорогостоящей системы регулирования давления масла, столь необходимой в случае диафрагменных уплотнений. При установке кольцевых уплотнений некоторая утечка неизбежна даже при полированных штоках поршней, а из-за необходимости обеспечения плотного контакта между уплотнением и штоком потери на трение будут большими, чем при установке диафрагм. Потери мощности на трение таких уплотнений при работе двигателя Стирлинга в нормальном режиме составляют 0,7—1,0 кВт на одно уплотнение [73]. Эти уплотнения имеют дополнительные преимущества, не связанные с простотой изготовления и установки. Это — значительно меньшая подверженность катастрофическим разрушениям. Узел скользящего уплотнения (рис. 1.53) обычно заключен в металлический корпус, что значительно упрощает замену и делает ее доступной для большинства работников сферы технического обслуживания и ремонта, что особенно важно при использовании таких уплотнений на автомобилях и морских судах.  [c.160]

Перспективы использования двигателя Стирлинга для морских судов представляются особенно привлекательными, поскольку многих проблем, связанных с использованием двигателей Стирлинга на суше, в условиях открытого моря не существует. Скорость вращения вала судового винта или ротора электрогенератора намного ниже скорости вращения вала автомобильного двигателя. Следовательно, можно отдать предпочтение использованию в качестве рабочего тела гелия или воздуха (или азота), а не водорода, поскольку это не повлечет за собой ухудшения рабочих характеристик (рис. 1.87 и 1.88).  [c.200]

В таких условиях двигатель может работать при пониженных рабочем давлении и температуре, что повысит перспективы его коммерческого использования. Установка двигателя Стирлинга на морских судах представляется наиболее вероятной областью его применения в ближайшем будущем. Основанием для такого предположения является факт, что уже в настоящее время двигатель Стирлинга является более серьезным конкурентом дизеля, чем двигатель с принудительным зажиганием, причем, как уже говорилось выше, три четверти всех двигателей морских судов в мире в настоящее время — дизели. Однако, если не считать работ по энергосиловым установкам моторных яхт, выполненных фирмами Филипс и Юнайтед Стирлинг , в настоящее время нет достоверных сведений о каких-либо испытаниях двигателя Стирлинга на морских судах. Эту ситуацию в ближайшее время должна изменить программа работ, выполняемая в Японии.  [c.201]

Интересы фирмы Дженерал Моторе в области двигателей Стирлинга были сконцентрированы на их применении для морских судов, локомотивов, привода электрических генераторов, а также для военных и космических целей.  [c.255]

С начала деятельности фирмы Юнайтед Стирлинг в печати появлялись главным образом статьи, посвященные применению двигателей Стирлинга для транспортных средств. При этом основное внимание было обращено на благоприятные характеристики двигателей с точки зрения влияния состава отработавших газов и низкого уровня шума на окружающую среду, а впоследствии и на возможность использования различных видов топлива и достижение высокого эффективного КПД. Наряду с этим большое внимание уделялось применению двигателей и для морских судов, в частности, для создания энергетических подводных систем, о которых, однако, сообщений было мало.  [c.286]

Стационарные энергосистемы охватывают большой диапазон различных областей преобразования энергии, но обычно под ними подразумеваются устройства для получения электроэнергии. Этот же термин может быть применен и к пневматическим или гидравлическим системам, как стационарным, так и передвижным, находящимся на борту автотранспортных средств, летательных аппаратов или на морских судах. Уровень их мощности может колебаться от нескольких ватт — для автономных сигнальных навигационных устройств, до ГВт для базовых электростанций, работающих на электрическую сеть. В настоящее время интерес к двигателям Стирлинга для стационарных энергосистем концентрируется на модульных двигателях мощностью 500— 2000 кВт, использующих городские, сельскохозяйственные и промышленные отходы, и на малогабаритных двигателях небольшой мощности.  [c.358]

Что касается последнего параметра, то, хотя наличие изменений очевидно, они весьма малы по своей величине, и для расчетов процесс можно считать в среднем изотермическим. Этот вопрос, однако, требует дальнейшего исследования. В работе [71] высказывается предположение, что холодную полость можно считать изотермической, а горячую — адиабатной. Полученных результатов недостаточно, чтобы принять или отвергнуть это предположение. Двигатели Флюидайн , испытанные в отделении исследований двигателей Стирлинга Королевского морского инженерного колледжа, имели рабочие частоты в диапазоне 0,7—2,0 Гц, и, судя по опубликованным данным, этот диапазон типичен для всех двигателей Флюидайн , построенных к настоящему времени.  [c.152]

Выработка электроэнергии на морских судах и в городских условиях представляется лучшей перспективой для двигателей Стирлинга, чем более ограниченная область применения в солнечных установках. Ранее уже рассматривались многие преимущества использования двигателя Стирлинга на морских судах. Установку с двигателем Стирлинга можно также использовать с максимальной эффективностью, если утилизовать всю  [c.205]

Судовые двигатели. Одноцилиндровый двигатель мощностью 30 кВт (обозначение фирмы Филипс — тип 1-365) был установлен на яхте Йохан де Витт (Jolian de Witt) с целью накопления опыта по эксплуатации двигателей Стирлинга на прогулочных яхтах и отработки вспомогательного оборудования двигателя. Был также сконструирован и изготовлен четырехцилиндровый двигатель с оппозитно-расположенными цилиндрами (обозначение фирмы Филипс — тип 4-235, оппозитный) (рис. 10.8). Этот двигатель предназначался для прогулочных яхт, а также для других случаев их применения на морских судах. Его расчетная мощность составляла 85 кВт при 3000 об/мин, а максимальный эффективный КПД —41 %. Исследовательские работы по этому двигателю прекратились в связи с по-  [c.241]

mash-xxl.info

Поступательное движение | Двигатели Стирлинга

Хотя и предполагается, что двигатель Стирлинга предназна­чался для аэропланов еще за 50 лет до полета братьев Райт [9], первое свидетельство его использования для поступатель­ного движения — это энергосиловая установка судна «Эрик — сон», которая действительно работала [9]. Это был наиболее тяжелый из всех когда-либо построенных двигателей, работаю­щих на подогретом воздухе, с ходом поршня 183 см и диамет­ром цилиндра 427 см. Хотя двигатель был действующим, ожи­даемые характеристики не были получены, и в конечном счете после того, как судно затонуло, дальнейших разработок в этой области не предпринималось.

Использование двигателя Стирлинга для осуществления по­ступательного движения вновь стало предметом серьезного внимания только в конце 50-х годов XX в., когда фирма «Дже­нерал моторе» достигла окончательного соглашения с фирмой «Филипс» относительно совместной программы исследований. Отделение «Кливленд Дизеле» фирмы «Дженерал моторе» на­чало изучать перспективы использования двигателя Стирлинга в качестве энергосиловой установки для подводных лодок, а также для речных и портовых судов. Были построены и испы­таны отдельные секции двигателя мощностью до 295 кВт (рис. 1.47). Однако этот двигатель получился чрезвычайно тя­желым, хотя его шумовые и вибрационные характеристики (рис. 1.92 и 1.93) были весьма многообещающими [97], а до­стигнутый удельный расход топлива оказался существенно меньше, чем у эквивалентного дизеля. В 1968 г., когда закан­чивался срок действия лицензионного соглашения с фирмой «Филипс», «Дженерал моторе» отработала конструкцию таин­ственного трехцилиндрового судового двигателя модели W мощностью 105 кВт, а вскоре после этого было принято реше­ние о прекращении работ по двигателю Стирлинга, и это после того, как на совершенствование двигателя были затрачены мно­гие сотни человеко-часов и когда близок был явный успех! Причины, заставившие прекратить исследовательские работы, так и остались неизвестными. Однако эти работы продемонстри­ровали возможность использования двигателя Стирлинга на морских судах, и с учетом последних работ по совершенствова­нию технологии материалов и техники проектирования судовой двигатель Стирлинга становится весьма реальной перспективой. Один японский консорциум работает над судовым двигателем 4-5070 мощностью 600 кВт, который должен быть построен фир­мой «Дайатцу Дизеле» [98]. Это будет среднеоборотный дви­гатель двойного действия с гелием в качестве рабочего тела. Тех­нические данные двигателя свидетельствуют о его предназначе­нии скорее для привода генератора, чем непосредственно для движения судна. О предполагаемом назначении двигателя еще не объявлено.

Начиная с 60-х годов возрос интерес к использованию двига­телей Стирлинга на подводных транспортных средствах, пред­назначенных как для гражданских, так и для военных целей, и были намечены испытания опытной установки. Эта установка представляет собой небольшое закрытое управляемое подвод­ное устройство, разработанное совместно фирмами «Комекс индустри» (Франция) и «Юнайтед Стирлинг» (Швеция) [99]. Устройство схематически показано на рис. 1.140. Испытания этого устройства в условиях открытого моря были намечены на начало 80-х годов.

Источником тепловой энергии для модифицированного дви­гателя Р-40 должна была стать скорее всего смесь дизельного топлива и жидкого кислорода, которая сгорала бы в камере при избыточном давлении. Работы, проводившиеся фирмой «Дженерал моторе», предусматривали использование тепло­вых аккумуляторов и процесса горения металла. Такие источ­ники тепловой энергии не требуют окислителя и не зависят от окружающей среды. Этот вопрос более подробно будет рас­смотрен в гл. 4, здесь же достаточно упомянуть, что сами эти источники энергии и устройство для передачи тепла от источни­ка к двигателю еще не были доведены до стадии промышлен­ных образцов, когда уже началось изучение возможных областей практического применения двигателя Стирлинга в широких масштабах, хотя стендовые испытания различных элементов

Поступательное движение

Рис. 1.140. Энергосиловая установка для подводных лодок совместной раз­работки фирм «Комекс» и «Юнайтед Стирлинг» [99].

1 —энергосиловая установка с двтгателем Стирлинга; 2—двигатель Стирлинга; 3 — электро­генератор.

И проведенное изучение возможностей использования двига­теля казались весьма многообещающими [100]. Ситуация из­менилась в последнее десятилетие, и исследовательская работа возобновилась, однако предполагаемой областью применения теперь уже были энергосиловые установки автомобилей.

Перспективы использования двигателя Стирлинга для мор­ских судов представляются особенно привлекательными, по­скольку многих проблем, связанных с использованием двигателей Стирлинга на суше, в условиях открытого моря не сущест­вует. Скорость вращения вала судового винта или ротора элект­рогенератора намного ниже скорости вращения вала автомо­бильного двигателя. Следовательно, можно отдать предпочте­ние использованию в качестве рабочего тела гелия или воздуха (или азота), а не водорода, поскольку это не повлечет за собой ухудшения рабочих характеристик (рис. 1.87 и 1.88).

Отказ от водорода в значительной степени снимает пробле­му герметизации рабочего тела, в особенности проблему диффу­зии сквозь стенки трубок нагревателя, и, следовательно, умень­шает опасность взрыва в машинном отделении из-за утечки водорода. Использование морской воды для охлаждения предо­ставляет практически неограниченную возможность отвода теп­ла при низкой температуре среды, а это, как показано на рис. 1.75, может оказать существенное положительное влияние на рабочие характеристики двигателя.

В таких условиях двигатель может работать при понижен­ных рабочем давлении и температуре, что повысит перспекти­вы его коммерческого использования. Установка двигателя Стирлинга на морских судах представляется наиболее вероят­ной областью его применения в ближайшем будущем. Основа­нием для такого предположения является факт, что уже в на­стоящее время двигатель Стирлинга является более серьезным конкурентом дизеля, чем двигатель с принудительным зажига­нием, причем, как уже говорилось выше, три четверти всех дви­гателей морских судов в мире в настоящее время — дизели. Однако, если не считать работ по энергосиловым установкам моторных яхт, выполненных фирмами «Филипс» и «Юнайтед Стирлинг», в настоящее время нет достоверных сведений о ка­ких-либо испытаниях двигателя Стирлинга на морских судах. Эту ситуацию в ближайшее время должна изменить программа работ, выполняемая в Японии.

Проводятся интенсивные испытания энергосиловых устано­вок, включающих двигатели Стирлинга, для автомобилей, и шансы на успешное завершение этих работ, по нашему мнению, возросли, так как произошло кардинальное изменение в подхо­де изготовителей автомобилей к этому вопросу. Вместо того чтобы пытаться установить двигатель Стирлинга на уже суще­ствующий автомобиль, как это делала фирма «Форд», фирма МТИ создает автомобиль, рассчитанный на установку двигате­ля Стирлинга, и два Таких автомобиля уже построены. Это ав­томобили «Спирит» (рис. 1.41) и «Конкорд» (рис. 1.142).

Поступательное движение

Рис. 1.Й1. Автомобиль «Спирит». (С разрешения Льюисского цеьтра НАСА и фирмы МТИ.)

Поступательное движение

Рис. 1.142. Автомобиль «Конкорд». (С разрешения Лыоисского центра НАСА и фирмы МТИ.)

Важнейшей характеристикой двигателя Стирлинга, опреде­ляющей его применимость в автомобиле, является компакт­ность, которая обусловливает приспособленность двигателя к автомобилю с точки зрения его конструкции и эксплуатации. Как видно из рис. 1.143 и 1.144, ранее построенные двигатели полностью заполняли подкапотное пространство существующих автомобилей.

Разумеется, перспективы, которые открывает успешная установка двигателя Стирлинга на легковом автомобиле, огромны, но столь же велик и риск, поскольку может оказать­ся, что двигатель Стирлинга не сможет противостоять двигате­лю с принудительным зажиганием в условиях преобладающего использования жидкого углеводородного топлива. Для дальних грузовых перевозок двигатель Стирлинга может стать более приемлемым, поскольку здесь его конкурентом является ди­зель. При дальнейших успешных разработках в областях ак­кумулирования тепловой энергии, сжигания металлов и водо­рода использование двигателем Стирлинга этих источников энергии может дать ему решающие преимущества, особенно в сфере общественного транспорта. Не следует забывать, одна­ко, что двигатель Стирлинга достиг современного уровня, на котором он становится сопоставимым с двигателями внутренне­го сгорания, всего за несколько лет интенсивных работ, в то время как работы по двигателям внутреннего сгорания, причем более интенсивные, ведутся уже многие десятилетия, и, хотя

Поступательное движение

Рис. 1.143. Двигатель Р-40 в моторном отсеке автомобиля «Опель». (С разре­шения фирмы «Юнайтед Стирлинг».)

Поступательное движение

Рис. 1.144. Двигатель «Форд 4-125» в моторном отсеке автомобиля «Форд Таунус». (С разрешения фирмы «Форд мотор».)

К перспективам применения двигателя Стирлинга на автомоби­лях необходимо относиться с некоторой осторожностью, все же имеется много оснований для оптимизма.

ctirling.ru