Двигатель стирлинга с гибкой связью между поршнями
Полезная модель относится к области машиностроения Известен двигатель Стирлинга в котором вытеснительнй поршень и рабочий поршень, жесткой связаны между собой кривошипно-шатунным механизмом. Новым в полезной модели является то что система содержащая вытеснительный поршень с кривошипно-шатунным механизмом, рабочий поршень с кривошипно-шатунным механизмом, теплообменный цилиндр, рабочий цилиндр, газообменную трубку, дополнительный двигатель с аккумулятором и зарядной схемой, схемой выработки сигнала рассогласования между поршнями, устройства управления подачи топлива и системы охлаждения, нагревателя, холодильника, блока управления частотой вращения, выполнена с возможностью синхронизации между поршнями обеспечиваемой мощностью теплового потока, проходящего от нагревателя к холодильнику, определяемой сигналом рассогласования фазы между поршнями, система снабжена дополнительным двигателем, задающим частоту вращения выходного вала.
Полезная модель относится к области машиностроения.
Известна машина Стирлинга (Зотов Л.Л. Автомобильные двигатели: рабочие процессы. - Санкт-Петербург.: Федеральное агентство по образованию Северо-Западный государственный заочный технический университет 2006 г.) стр 109-114. Двигатель содержит вытеснительный поршень, рабочий поршень, рабочий цилиндр, теплообменный цилиндр один конец которого нагревается от источника энергии, а другой конец охлаждается окружающей средой, механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное с жесткой связью между двумя поршнями и обеспечивающего работу поршней со сдвигом на 90 градусов, причем цилиндры обоих поршней заполнены газом под высоким давлением и между ними установлен соединительный канал для
газообмена. В случае, когда вытеснительный поршень находится в зоне нагрева, основная масса газа заполняющего систему находится в зоне охлаждения в результате чего давление в системе падает и рабочий поршень перемещается в верхнюю мертвую точку и наоборот когда вытеснительный поршень находится в зоне охлаждения основная масса газа находится в зоне нагрева, давление в системе растет в результате чего рабочий поршень перемещается в сторону нижней мертвой точки совершая работу. Недостатком данной схемы является сложность управления частотой и мощностью двигателя. В предложенной полезной модели задача регулирования частоты при обеспечении необходимой мощности решается тем, что вытеснительный поршень не имеет жесткой связи с рабочим поршнем. Кривошипно-шатунный механизм вытеснительного поршня приводится в движение отдельным двигателем, который снабжен собственным аккумулятором с зарядным устройством, энергия, в котором накапливается при работе установки. Заданное значение
частоты работы вытеснительного поршня при изменении нагрузки поддерживается изменением количества топливной смеси расходуемой в единицу времени, величина которой определяется величиной сигнала рассогласования фазы между двумя поршнями.
На Фиг.1 приведена схема полезной модели. Схема содержащая вытеснительный поршень 1 с кривошипно-шатунным механизмом 2, рабочий поршень 3 с кривошипно-шатунным механизмом 4, теплообменный цилиндр 5, рабочий цилиндр 6, газо-обменную трубку 7, дополнительный двигатель 8 с аккумулятором 9 и зарядной схемой 10, схемой выработки сигнала рассогласования 11, устройства управления подачи топлива и системы охлаждения 12, нагревателя 13, холодильника 14, блока управления частотой вращения 15, работает следующим образом:
Когда больший объем газа, наполняющий внутреннюю полость, находится в зоне нагрева теплообменного цилиндра 5, давление внутри системы повышается и
рабочий поршень 3 движется к нижней мертвой точке преодолевая внешнее сопротивление. Когда вытеснительный поршень 1 перемещает газ в зону охлаждения, внутренний объем газа сжимается и перемещает рабочий поршень к верхней мертвой точке. При увеличении нагрузки воздействующей на рабочий поршень 3 растет сигнал рассогласования фазы между поршнями, что приводит к увеличению расхода топливной смеси, увеличению температуры и давлению рабочего тела и соответственно к увеличение мощности установки. В результате при заданной частоте вращения выходного вала автоматически обеспечивается необходимая выходная мощность.
Система состоящая из двигателя Стирлинга с гибкой связью между поршнями, содержащая вытеснительный поршень с кривошипно-шатунным механизмом, рабочий поршень с кривошипно-шатунным механизмом, теплообменный цилиндр, рабочий цилиндр, газообменную трубку, дополнительный двигатель с аккумулятором и зарядной схемой, схемой выработки сигнала рассогласования между поршнями, устройства управления подачи топлива и системы охлаждения, нагревателя, холодильника, блока управления частотой вращения, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью синхронизации между поршнями обеспечиваемой мощностью теплового потока, проходящего от нагревателя к холодильнику, определяемой сигналом рассогласования фазы между поршнями, система снабжена дополнительным двигателем, задающим частоту вращения выходного вала.
