Двигатели стирлинга

Двигатели двойного действия

Принципы работы двигателей Стирлинга двойного действия уже были описаны в разд. 1.4. Несмотря на то что предлага­юсь много вариантов двигателей двойного действия, все они, но существу, могут быть разделены на два вида: «квадратная ■им верка» и обычные рядные двигатели. Хотя и рассматрива­лись двигатели двойного действия свободнопоршневого типа и пша «Флюидайн» и в этой области проведена определенная конструкторская и экспериментальная работа, нельзя утверж - |.пь, что совершенствование этих двигателей продвинулось до - ( I лточно далеко.

I (зобретение двигателя двойного действия связано с именем

< пменса [7] —знаменитого английского инженера XIX в., од­нако заслуга повторного открытия и усовершенствования этого мшгателя принадлежит Рини — одному из первых исследовате - Ii Ii фирмы «Филипс», занявшихся двигателями Стирлинга [25]. Г. полне вероятно, что без «вторичного изобретения» двигателя

< шрлинга двойного действия не существовало бы и многих к пствующих в настоящее время программ по совершенствова­нию таких двигателей.

Рини и группу исследователей фирмы «Филипс», если су­ши, по имеющимся публикациям, в наибольшей степени инте­ресовала конфигурация «квадратная четверка» (рис. 1.60). 11 и самом деле, за исключением объединения MAN-MWM (ФРГ), все другие изготовители двигателя Стирлинга проявили

I'iic. 1 .()•'!. Общин вид двигателя V4X. (С разрешения фирмы «Юнайтед Стир - .чнш», Мальмё.)

Наибольший интерес именно к этому виду двигателей из-за при­сущей ему конструктивной симметрии. Однако фирма «Джене­рал моторе» исследовала и другие виды двигателей. В первона­чальном варианте квадратной четверки использовался привод типа «косая шайба», и работы по совершенствованию двигателя с таким приводом продолжались с 1966 по 1978 г., когда фирма «Форд» (США) прекратила работы по программе автомобиль­ных двигателей Стирлинга. Последний двигатель 4-215, создан­ный по этой программе, показан на рис. 1.61. Этот двигатель развивал мощность 130 кВт и предназначался для установки на автомобили среднего класса (так называемые семейные ав­томобили). Как видно из продольного разреза и общего вида двигателя (рис. 1.61), расположение цилиндров по принципу квадратной четверки позволяет использовать один общий ис­точник нагрева; вся конструкция получается весьма компакт­ной и выглядит достаточно привлекательной.

Самыми совершенными и наиболее широко производимыми двигателями Стирлинга двойного действия являются двигатели серии Р фирмы «Юнайтед Стирлинг» (Мальме. Швеция). Пер­воначально приводной механизм имел V-образную конфигура­цию с одним коленчатым валом, как показано на схематическом наброске двигателя V4X (рис. 1.62). Фотография двигателя приведена на рис. 1.63. Однако этот двигатель был вытеснен двигателем с U-образной конфигурацией кривошипного при­вода.

Эта конфигурация приводного механизма с двумя коленча­тыми валами была предложена Рикардо (Великобритания). Она дает возможность поршням двигаться строго перпендику­лярно, что уменьшает боковые силы, действующие на уплотне­ния поршня и штока поршня. Двигатели выпускаются в двух размерных вариантах: Р-40 (рис. 1.64) и Р-75, развивающих мощность 40 и 75 кВт соответственно. Двигатель Р-40 в моди­фикации ASE Modi будет иметь номинальную мощность, пре­вышающую 60 кВт [26].

Конструкторы объединения MAN — MWM основное внима­ние уделяли рядным двигателям, хотя ими был построен и не­большой «квадратный» двигатель с двумя коленчатыми валами, развивавший мощность 22 кВт. Объединение MAN — MWM предполагает построить серию 4—16-цилиндровых двигателей с мощностями, достигающими 300 кВт. Принципиальная схема двигателей этой серии показана на рис. 1.65.

В опубликованных материалах содержатся немногочислен­ные подробности, относящиеся к уже проделанной работе и со­вершенствованию более мощных двигателей, что объясняется, вероятно, спецификой области их предполагаемого примене­ния [27].

Вид: «-про™--., рц^г МЕ?

Цилиндр; 4 крейцкопф; о -' ,варите 1ьи И под гргватель; И -нагреватель; J» «К» WKS&S. о-шюк иоршия; 16 уплотнение.

1ч .1 1К1|)ШИЯ.

^рмыТфи™ГэйгИховГГИТСЛЬНЫХ РаЗМ6Р0В ДВИГаТеЛЯ" (С РЗЗР—

Единственный, еще не рассмотренный нами двигатель двой­ного действия, разрабатываемый в настоящее время,— это урав­новешенный смешанный двигатель, предложенный фирме ТСА Финкельстайном [28] (фирма ТСА, Беверли-Хилс, шт. Кали­форния) [28]. Авторы видели опытную установку по проверке принципов работы этого двигателя в 1978 г. на заводе в Лос - Анжелесе. Однако с тех пор не удалось получить ни подроб­ных чертежей, ни фотографий. По фотографии (рис. 1.66) мож­но получить представление о реальных размерах силовых установок Стирлинга. Двигатели Стирлинга двойного действия имеют такие же размеры, как и двигатели Дизеля сравнимой мощности.