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
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.
Разновидности 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 еще
Классы 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
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
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
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
|
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).
|
Рис. 1.Й1. Автомобиль «Спирит». (С разрешения Льюисского цеьтра НАСА и фирмы МТИ.) |
|
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
|
Рис. 1.143. Двигатель Р-40 в моторном отсеке автомобиля «Опель». (С разрешения фирмы «Юнайтед Стирлинг».) |
|
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
