«боевой потенциал неатомного флота»: как новые энергетические установки усилят мощь подводных лодок россии

Алан-э-Дейл       16.02.2023 г.

Производители электродвигателей

Российские производители электродвигателей

Регион Производитель Асинхронный двигатель Синхронный двигатель УД КДПТ
СДОВ СДПМ, серво СРД, СГД Шаговый
Краснодарский край Армавирский электротехнический завод
Свердловская область Баранчинский электромеханический завод
Владимир Владимирский электромоторный завод
Санкт-Петербург ВНИТИ ЭМ
Москва ЗВИМосковский электромеханический завод имени Владимира Ильича
Пермь ИОЛЛА
Республика Марий Эл Красногорский завод «Электродвигатель»
Воронеж МЭЛ
Новочеркасск Новочеркасский электровозостроительный завод
Санкт-Петербург НПО «Электрические машины»
Томская область НПО Сибэлектромотор
Новосибирск НПО Элсиб
Удмуртская республика Сарапульский электрогенераторный завод
Киров Электромашиностроительный завод Лепсе
Санкт-Петербург Ленинградский электромашиностроительный завод
Псков Псковский электромашиностроительный завод
Ярославль Ярославский электромашиностроительный завод

Аббревиатура:

  • АДКР —
  • АДФР —
  • СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения
  • СДПМ — синхронный двигатель с постоянными магнитами
  • СРД — синхронный реактивный двигатель
  • СГД — синхронный гистерезисный двигатель
  • УД — универсальный двигатель
  • КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
  • КДПТ ОВ —
  • КДПТ ПМ —

Производители электродвигателей ближнего зарубежья

Страна Производитель Асинхронный двигатель Синхронный двигатель УД КДПТ
СДОВ СДПМ, серво СРД, СГД Шаговый
Беларусь Могилевский завод «Электродвигатель»
Беларусь Полесьеэлектромаш
Украина Харьковский электротехнический завод «Укрэлектромаш»
Молдова Электромаш
Украина Электромашина
Украина Электромотор
Украина Электротяжмаш

Производители электродвигателей дальнего зарубежья

Страна Производитель Асинхронный двигатель Синхронный двигатель УД КДПТ
СДОВ СДПМ, серво СРД, СГД Шаговый
Швейцария ABB Limited
США Allied Motion Technologies Inc.
США Ametek Inc.
США Anaheim automation
США Arc System Inc.
Германия Baumueller
Словения Domel
США Emerson Electric Corporation
США General Electric
США Johnson Electric Holdings Limited
Германия Liebherr
Швейцария Maxon motor
Япония Nidec Corporation
Германия Nord
США Regal Beloit Corporation
Германия Rexroth Bosch Group
Германия Siemens AG
Бразилия WEG

ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
И.В.Савельев. Курс общей физики, том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика.-М.:Наука, 1970.
ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Стандартные напряжения.
ГОСТ 16264.0-85 Электродвигатели малой мощности
А.И.Вольдек, В.В.Попов. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов.- СПб.: Питер, 2007.
Paul Waide, Conrad U. Brunner. Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems. International Energy Agency Working Paper, Energy Efficiency Series.: Paris, 2011.
Dr. J. Merwerth. The hybrid-synchronous machine of the new BMW i3 & i8 challenges with electric traction drives for vehicles. BMW Group, Workshop University Lund: Lund, 2014.

Особенности сжигания различных видов отходов в инсинераторе

Безопасное сжигание использованных материалов — основная функция инсинераторов. Устройства просты в обращении и эффективны для утилизации многих опасных отходов.

Загрузить в устройство можно 50-1000 кг, после переработки сухой остаток составит до 8% от первоначальной массы.

Биологические отходы

Биологические и медицинские отходы рационально перерабатывать в крематорах. Они представляют собой устройства, принцип работы которых основан на нагревании сырья до температуры 800-1200 градусов с последующим дожиганием во второй камере. Такое воздействие обеспечивает разложение органических соединений до неорганических элементов и полное уничтожение патогенных микроорганизмов.

Крематоры позволяют также эффективно уничтожать отходы нефтяной и пищевой промышленности.

ТБО

Агрегаты для сжигания ТБО представляют собой конструкцию из камер сгорания и дожигания остатков. Температура горения достигает 800-900 градусов, а дожигание осуществляется при 1300-1500 градусах. Это способствует эффективной и быстрой нейтрализации сырья, не загрязняет экологию.

Органический мусор

Для сжигания органического мусора используются простые установки, работающие на минимальном уровне очистки остатков. Процесс утилизации органики не вызывает попадания вредных веществ, способных нанести вред, в окружающую среду.

ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ И РАБОТЫ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЧАСТИ ЗАЩИТЫ

Канал токов высокой частоты. Высокочастотный канал представляет собой электрическую цепь, по которой проходят сигналы ВЧ. На рис. 13.6 показан ВЧ-канал по схеме фаза-земля, при котором ток ВЧ проходит по одному из проводов ЛЭП и возвращается по земле. На каждом конце ЛЭП устанавливаются высокочастотные аппараты (ВЧА) 1, состоящие из передатчика ГВЧ, генерирующего сигналы ВЧ, и принимающего их приемника ПВЧ. Выходная цепь ВЧА подключается одним зажимом к земле, а вторым к проводу ЛЭП через ВЧ кабель 2 фильтр присоединения 3 и высоковольтный конденсатор связи 4. По концам ЛЭП, используемой для передачи токов ВЧ, устанавливаются заградители 5, запирающие выход токам ВЧ за пределы ЛЭП.

Лечение вагиноза

Лечение БВ у небеременных женщин, в соответствии с рекомендациями европейских специалистов, заключается в местном применении специальных вагинальных препаратов (лечение длится около 7 дней). В качестве альтернативы возможно пероральное лечение метронидазолом.

Беременных женщин в первом триместре беременности можно лечить только местным вагинальным кремом, в то время как во втором и третьем триместрах беременности рекомендуется использовать метронидазол перорально.

Эффективность местного вагинального лечения оценивается в 92-94%, а эффективность перорального — в 90-91%.

В настоящее время каждая женщина, поступающая на гинекологическое обследование, должна пройти тесты на вагиноз, которые являются простыми и дешевыми.

ОНЛАЙН-ЗАПИСЬ в клинику ДИАНА
Вы можете записаться по бесплатному номеру телефона 8-800-707-15-60 или заполнить контактную форму. В этом случае мы свяжемся с вами сами.

Отличительные черты

Как уже говорилось раньше, предпринимались попытки использовать газотурбинный двигатель для автомобиля, однако дальше испытаний дело не пошло. Единственная отрасль, в которой агрегат нашёл применение — авиация.

Если сравнивать газотурбинный мотор с иными силовыми установками, то у первого изделия значение вырабатываемой мощи по отношению к массе больше. Так же плюс в используемом топливе, доведённый до мелкодисперсного состояния, ассортимент воображает, главный вид — керосин и дизель. Но возможно применение: бензина, газа, спирта, мазута, угольной пыли и т.п.

Агрегат с поршнями и газотурбинная установка, это моторы, работающие на основе тепла, преобразующие энергию, выделившуюся при горении в работу механики. Разница между устройствами заключается в течение процесса. В обоих моторах происходит забор и воздушное сдавливание, после чего подаётся порция горючего, затем субстанция горит, увеличивается и сбрасывается атмосферную среду.

В поршневых установках описанные действия происходят в одной точке — камере сгорания, при этом соблюдается очерёдность действий. Для газотурбинного двигателя характерно протекание действий в нескольких частях механизма одновременно.

Что бы понять, как работает газотурбинный двигатель, разделяют этапы протекания процессов, которые в сумме составляют преобразование топлива в работу:

Подведение горючего и образование смеси.

За счёт прохождения атмосферного воздуха через компрессорное колесо, смесь сжимается в объёме, увеличивая напор, до сорока раз. После происходит перетекание воздуха в горящий объём, куда подаётся и топливо. Перемешиваясь с воздушной массой и сгорая, смесь энергетически преобразуется.

Энергетическое рабочее преобразование.

Выделившуюся силу переформатируют в работу механики. Для этого используют специальные лопатки, которые вращаются в газовой струе, выходящей с напором.

Распределение силы.

Распределяя полученную работу, задействуют её кусок в сдавливании очередной воздушной порции, оставшаяся мощь отводится для привода механизма.

Таким образом, видно, что действие газотурбинного устройства сопровождается оборачиванием и это единственное перемещение в установке. Тогда как для других видов силовых агрегатов действию сопутствует перемещение вытеснителя. Учитывая, что габариты и масса газотурбинного агрегата меньше поршневого собрата, а полезный коэффициент и мощь выше, превосходство первого очевидно. Однако увеличенный аппетит и сложность эксплуатации нивелируют преимущества. С целью экономии горючего, установки применяют устройство обмена теплом.

Схема включения в процесс турбины:

Различные комбинации жидкого топлива

Как правило, смесь, которая сжигается в камере сгорания, состоит из двух элементов: топлива и окислителя, который путем сгорания преобразует химическую энергию в энергию. Многие скафандры были испытаны в начале космической эры, но очень мало скафандров используется сегодня.

  • LOX — керосин представляет собой хороший компромисс для получения как удельного импульса (мощности), так и сильной тяги. Часто используется для приведения в движение первой ступени пусковых установок.
  • LOX — LH2 обеспечивает лучший удельный импульс, но требует очень больших резервуаров из-за низкой плотности водорода. Оптимален для приведения в действие разгонного блока пусковых установок.
  • LOX — аналог метана, но менее эффективен, чем LOX — керосин , он меньше «загрязняет» двигатели и недавно был выбран для запуска многоразовых пусковых установок.
  • Перекись водорода .
  • Кислород — гидразин .
  • Перекись азота — керосин .
  • Азотная кислота — керосин .
  • Перекись азота — гидразин .
  • Пероксид азота — 1,1-диметилгидразин .
  • C-Stoff — Т-Стофф .

Триерголь и моноэргольные двигатели

Некоторые двигатели малой тяги используют одинарное топливо. Наиболее широко используется гидразин, который разлагается в присутствии катализатора , вызывая экзотермическую реакцию. В прошлом были опробованы комбинации с тремя порохами, но ни одна из них не достигла стадии эксплуатации по причинам, связанным со сложностью их реализации.

Ramjet

Схема ПВРД.

ПВРД является реактивный двигатель , в котором сжатие воздуха обеспечивается исключительно за счет формы внутреннего канала и силу относительного ветра , когда воздушное судно движется в воздухе. В отличие от турбореактивного двигателя , у него нет компрессора, и только дроссельная заслонка, расположенная в середине основной трубы, позволяет создавать давление для обеспечения сгорания. Его конструкция очень проста, так как он выглядит как труба и не имеет движущихся частей, отсюда и название «stato», что означает «статический». С другой стороны, он имеет недостаток, заключающийся в том, что он может работать только при высокой скорости и, следовательно, не может использоваться для автономного взлета самолета.

Это топливо не претерпело существенных усовершенствований в самолетах. С другой стороны, он используется в ракетах класса «воздух-воздух», которые запускаются с самолета, собственная скорость которого используется для запуска ПВРД. Его высокий удельный расход ограничивает его краткосрочное использование. Какое-то время существовали гибридные двигатели, известные как «турбореактивные прямоточные воздушные двигатели», которые при взлете вели себя как обычные турбореактивные двигатели, а затем постепенно переходили в режим прямоточного воздушно-реактивного двигателя для выполнения высокоскоростных и высотных полетов. Самый известный пример — Pratt & Whitney J58 , который был установлен на американский самолет- шпион Lockheed SR-71 Blackbird .

Анаэробный двигатель Википедия

Воздухонезависимый двигатель — понятие, включающее в себя технологии, которые позволяют подводной лодке плавать без необходимости подниматься на поверхность. Понятие обычно исключает использование ядерной энергии (НАПЛ).

Распространение получили четыре вида:

  1. двигатели с внешним подводом тепла (Стирлинга),
  2. дизели замкнутого цикла,
  3. паротурбинные установки замкнутого цикла
  4. энергетические установки с электрохимическими генераторами.

К созданию воздухонезависимой энергетической установки разные страны подошли по-своему:

  • Швеция пошла по пути создания установки на базе двигателя Стирлинга;
  • основой немецкой установки стали электрохимический генератор и интерметаллидное хранение водорода
  • французы создали установку МЕSМА (Module d’Energie Sous-Marine Autonome) на основе работы турбины по замкнутому циклу, использующей этанол и жидкий кислород
  • КБ «Рубин» в России своим направлением по созданию ВНЭУ избрало электрохимический генератор (Топливный элемент).

Двигатель Стирлинга

В первой половине 1960-х годов военно-морские справочники указывали на возможность установки на подводных лодках типа «Шёурмен» производства Швеции воздухонезависимых двигателей Стирлинга. Однако ни «Шёурмены», ни последовавшие за ними «Наккены» и «Вестеръётланды» указанные силовые установки так и не получили. И только в 1988 году головная субмарина типа «Наккен» была переоборудована под двигатели Стирлинга. С ними она прошла под водой более 10 тыс. часов. Другими словами, именно шведы открыли в подводном кораблестроении эру вспомогательных анаэробных двигательных установок. И если «Наккен» — первый опытный корабль этого подкласса, то субмарины типа «Готланд» стали первыми серийными лодками с двигателями Стирлинга, которые позволяют им находиться под водой непрерывно до 20 суток. В настоящее время по большей части подводные лодки ВМС Швеции оснащены двигателями Стирлинга, а шведские кораблестроители уже хорошо отработали технологию оснащения этими двигателями подводных лодок, путём врезания дополнительного отсека, в котором и размещается новая двигательная установка.

В 2005–2007 гг. подводная лодка «Готланд» была сдана в лизинг США для использования на учениях в качестве подводного противника. Шведские моряки наглядно показали своим американским коллегам насколько сложна оборона от современных неатомных субмарин.

Подобные двигатели установлены также в новейших японских подводных лодках типа «Сорю».

Поскольку воздухонезависимая энергетическая установка требует для своей работы запаса на борту подводной лодки жидкого кислорода или водорода, а также из-за невысокой дальности подводного хода, обеспечиваемой ВНЭУ, существует тенденция к возвращению в современных проектах неатомных подводных лодок к традиционной дизель-электрической схеме с использованием сверхъемких литий-полимерных аккумуляторов.

Требования к герметику

При выборе того или иного средства в первую очередь необходимо обращать внимание на его эксплуатационные характеристики. Как указывалось выше, в первую очередь нужно выбирать герметик, способный работать в условиях высоких температур

Поэтому чем большее значение температуры он выдерживает — тем лучше. Это важнейшее условие!

Второй немаловажный фактор — устойчивость к воздействию различных агрессивных химических соединений (моторного и трансмиссионного масел, растворителей, тормозной жидкости, антифриза и других технологических жидкостей).

Третий фактор — устойчивость к механическим нагрузкам и вибрации. Если не будет соблюдено это требование, то герметик со временем попросту раскрошится и высыпится из места, куда был изначально заложен.

Четвертый фактор — удобство эксплуатации. В первую очередь это касается упаковки. Автовладельцу должно быть удобно наносить средство на рабочую поверхность. То есть, стоит покупать небольшие тюбики или балончики. Последний вариант более удобен, и как правило, считается профессиональным, так как используется работниками СТО.

Если не планируете его использовать нигде, кроме клапанной крышки, то покупать упаковку большого объема для вас не имеет смысла (у большинства герметиков срок годности составляет 24 месяца, а температура хранения от +5°С до +25°С, хотя эту информацию нужно уточнить в инструкции к конкретному средству).

При использовании подобных средств необходимо помнить о технологии сборки. Дело в том, что многие автопроизводители закладывают вместе с прокладкой крышки такие уплотнительные средства. Однако при разбирании двигателя (например, его капитальном ремонте) автовладелец или мастера на СТО могут не нанести герметик повторно, что приведет к подтеканию масла. Другая возможная причина этого — несоответствие момента затяжки крепежных болтов.

Продукт холодной войны

По словам Корнева, «Лира» была «прорывным проектом» ВМФ. Чтобы сократить массогабаритные характеристики и водоизмещение, в конструкции подлодки широко использовался титан — чрезвычайно прочный, но прихотливый и дорогой металл.

Важнейшей новацией стал отказ от использования традиционного для АПЛ водо-водяного ядерного реактора. Вместо него на «Лире» был установлен реактор на быстрых нейтронах, использующий в качестве теплоносителя не воду, а жидкий металл (сплав свинца и висмута). Это позволило уменьшить общую массу реактора на 300 т.

  • АПЛ проекта 705 «Лира»

«Использование реактора на жидких металлах давало «Лире» огромные преимущества в скорости. Лодка могла очень быстро набрать необходимый ход, остановиться, поменять траекторию движения. По сути, это была идеальная подлодка-перехватчик. Она без труда догоняла корабль и субмарину противника, а также могла относительно легко уходить от торпедных атак. По энергоэффективности, манёвренности и боевым возможностям «Лира» была, наверное, лучшей АПЛ в мире», — отметил Корнев.

Под водой «Лира» могла развивать скорость до 40 узлов (72 км/ч). Длина подлодки составляла 81,4 м, ширина — 10 м, средняя осадка — 7,6 м, рабочая глубина погружения — 320 м, предельная — 400 м. Тепловая мощность реактора достигала 150 МВт. Субмарина была вооружена шестью торпедными аппаратами калибра 533 мм (боекомплект — 20 торпед САЭТ-60 или САТ-65).

С учётом требований Минобороны к автоматизации ЦКБ завода им. Кулакова (ныне ЦНИИ «Гранит») создало для «Лиры» боевую информационно-управляющую систему «Аккорд». Она позволяла экипажу управлять всеми комплексами и техническими средствами с центрального поста.

Такое устройство вскоре стало появляться и на других субмаринах. 7 апреля 1989 года аварийная капсула спасла жизнь мичману Виктору Слюсаренко, служившему на печально известной АПЛ «Комсомолец».

К сожалению, «Лира» также не избежала аварий. Эксплуатация головной подлодки К-64 завершилась в 1972 году из-за разгерметизации трубопроводов первого контура.

Также по теме

«Новое качество ВМФ»: на что будут способны новейшие атомные подлодки России

В 2019 году Военно-морской флот России получит две атомные подводные лодки. Об этом заявил министр обороны РФ Сергей Шойгу. Речь идёт…

Экипаж не пострадал, но катастрофа выявила серьёзный недостаток в использовании жидкого металла в качестве теплоносителя. Сплав свинца и висмута кристаллизуется, если температура в реакторе опускается ниже +145 °С. В 1972 году во время похода К-64 теплоноситель начал застывать. Моряки не смогли повысить температуру и были вынуждены заглушить реактор.

Ранее с аналогичной проблемой столкнулись США при эксплуатации экспериментальной АПЛ USS Seawolf в конце 1950-х годов. После аварии в 1958 году на субмарине был установлен водо-водяной реактор.

Как пояснил Дмитрий Корнев, для обслуживания реактора с ЖМТ требовалась специальная береговая инфраструктура со сложным и дорогостоящим оборудованием. Эксплуатация «Лиры» была трудоёмким и затратным процессом, пояснил собеседник RT.

«Жидкий металл был очень прихотлив и «замерзал», как только выключался реактор. Разогреть теплоноситель и завести реактор было огромной проблемой. По этой причине его иногда даже не глушили, но тогда его рабочий ресурс заметно уменьшался. К тому же это было небезопасно. Помимо перечисленного, лодка могла швартоваться только в пунктах базирования, где есть специальная аппаратура по обслуживанию реактора», — подчеркнул Корнев.

С 1971 по 1981 год ВМФ СССР получил семь АПЛ проекта 705: четыре подлодки были построены в Ленинграде, три — в Северодвинске. Потерпевшая аварию К-63 была списана в 1978 году, остальные субмарины Минобороны вывело из состава флота в 1990 и 1996 годах. Позже все они были утилизированы.

Поиск решения

Как уже упоминалось, основная проблема ионных двигателей заключается в очень малой тяге, однако у ученых уже есть некоторые идеи для ее увеличения.

Первая — значительно увеличить количество электричества и силу магнитного поля, используемого для ускорения ионов. Для этого, вместо солнечных панелей, НАСА рассматривало возможность создания ионного двигателя, работающего на ядерном реакторе. Агентство планировало миссию по изучению ледяных спутников Юпитера. Новый ионный двигатель «NEXIS», работающий на ядерном реакторе, должен был доставить аппарат по очереди: к Ганимеду, Каллисто и, затем, к Европе.

Ионный двигатель «NEXIS»

Космический аппарат планировалось вывести на орбиту Земли по частям, произвести сборку, после чего запустить к Юпитеру с помощью 8 ионных двигателей. Полет до точки назначения длился бы от 5 до 8 лет. На изучение Каллисто, а затем Ганимеда отводилось 6 месяцев, затем аппарат должен был выйти на орбиту Европы и через 30 дней покинуть место назначения. При удачном течении экспедиции, аппарат мог бы посетить еще орбиту Ио — еще одного спутника Юпитера. Миссия была отменена в 2005 году.

Обзор цен

Несмотря на относительную простоту, чаще проще купить вихревые кавитационные теплогенераторы, чем самостоятельно собрать самодельный прибор. Продажа генераторов нового поколения осуществляется во многих крупных городах России, Украины, Беларуси и Казахстана.

Рассмотрим прайс-лист из открытых источников (мини-приборы будут дешевле), сколько стоит генератор Мустафаева, Болотова и Потапова:

Наиболее низкая цена на теплогенератор вихревой энергии марки Акойл, Вита, Гравитон, Муст, Евроальянс, Юсмар, НТК, в Ижевске, к примеру, около 700 000 рублей. При покупке обязательно проверяйте паспорт прибора и сертификаты качества.

Назначение вихревого теплогенератора Потапова (ВТГ), сделанного своими руками, состоит в том, чтобы получить тепло только при помощи электродвигателя и насоса. В основном это устройство используют как экономичный нагреватель.

Схема устройства вихревой теплосистемы.

Проще всего делать вихревой теплогенератор из стандартных деталей. Для этого подойдет любой электродвигатель. Чем он будет мощней, тем больший объем воды нагреет до заданной температуры.

Газотурбинный двигатель принцип работы

Смысл двигателестроения, достижение повышенного значения полезного коэффициента. В нашем случае, требуемые результаты, напрямую связаны с горением смеси и при этом обширном выделении тепла. Это не так просто, как кажется, основополагающее препятствие — материал изделия, которому сложно выдержать температуру и напор. По этой причине, проведено много расчётов, направленных на снятие тепла с турбины и применение в ином русле. Усилия не пропали даром, повторное использование энергии стало возможным и нагревало сжатые воздушные массы перед горением, а не терялось зря. Без таких устройств «теплообменников» достичь значений полезного действия было бы не возможно.

Для достижения повышенных показателей мощи, турбинные лопатки раскручивают до как можно больших показателей. Скорость вращения обусловлена напором выходящих газов. Чем меньше размер установки, тем выше частота оборотов, поскольку только так достигается стабильность работы.

Газотурбинный двигатель Т 80:

Утепление вихревого двигателя

Перед тем как запускать в работу устройство следует его утеплить. Делается это после сооружения кожуха. Конструкцию рекомендуется обмотать тепловой изоляцией. Как правило, в этих целях используется стойкий к высоким температурам материал. Слой утепления крепится к кожуху прибора проволокой. В качестве тепловой изоляции стоит использовать один из следующих материалов:

Готовый тепловой генератор.

  • стекловата;
  • минеральная вата;
  • базальтовая вата.

Как видно из списка, подойдет практически любая волокнистая теплоизоляция. Вихревой индукционный нагреватель, отзывы о котором можно найти по всему рунету, должен утепляться качественно. В ином случае есть риск, что прибор будет отдавать больше теплоты в помещение, где он установлен. Полезно знать: «Утепление трубопроводов минеральной ватой».

Какими особенностями наделены древесные печи длительного горения читайте в этой статье.

В конце следует дать несколько советов. Первое – поверхность изделия рекомендуется окрасить. Это защитит его от коррозии. Второе – все внутренние элементы прибора желательно сделать потолще. Такой подход повысит их износостойкость и сопротивляемость агрессивной среде. Третье – стоит изготовить несколько запасных крышек. Они также должны иметь на плоскости отверстия требуемого диаметра в необходимых местах. Это необходимо, чтобы путем подбора добиться более высокого КПД агрегата.

Виды двигателей

Семейство двигателей Стирлинга представлено четырьмя видами – Альфа, Бета (принцип его работы описан выше), Гамма и роторным. У каждого из них свои конструкционные особенности.

Альфа-двигатель Стирлинга

У Альфа два цилиндра, один из которых оснащен охлаждающим радиатором, а в нижней его части осуществляется нагрев. В рабочих камерах обоих цилиндров установлены поршни. Усилия от поршневой группы передаются на коленчатый вал, соединенный шарниром с поршнем и вытеснителем.

Гамма-двигатель Стирлинга

Конструкция Гамма-двигателя отличается наличием двух цилиндров: один из них с радиатором охлаждения, поршнем и вытеснителем подвергается нагреву и охлаждению, в то время как второй постоянно «прохлаждается».

У роторного ДС отсутствует КШМ, что уменьшает габариты силового агрегата. Благодаря такой конструкции значительно улучшается герметичность рабочей камеры.

Однако в начале ХХ века у ДС появились мощные конкуренты – двигатели внутреннего сгорания, надолго отправившие в «запас» своих предшественников за счет более высокого КПД.

Принцип работы двигателя

Что бы понять, как работает двигатель Стирлинга, разберёмся в устройстве и периодичности явлений агрегата. Механизм преобразует тепло, полученное от нагревателя, находящегося за пределами изделия в действие силы на тело. Весь процесс происходит благодаря температурному перепаду, в рабочем веществе, находящемся в закрытом контуре.

Принцип действия механизма базируется на расширении за счёт тепла. Непосредственно до расширения, вещество в замкнутом контуре нагревается. Соответственно, перед тем, как сжаться, вещество охлаждают. Сам цилиндр (1) окутан водяной рубашкой (3), ко дну подается тепло. Поршень, совершающий работу (4) помещен в гильзу и уплотнён кольцами. Между поршнем и дном находится механизм вытеснения (2), имеющий значительные зазоры и свободно перемещающийся. Вещество, находящееся в замкнутом контуре, двигается по объёму камеры за счёт вытеснителя. Перемещение вещества ограничено двумя направлениями: дно поршня, дно цилиндра. Движение вытеснителя обеспечивает шток (5), который проходит через поршень и функционирует за счет эксцентрика с запаздыванием на 90° в сравнении с приводом поршня.

Позиция «A»:

Поршень расположен в крайнем нижнем положении, вещество охлаждается за счет стенок.

Позиция «B»:

Вытеснитель занимает верхнее положение, перемещаясь, пропускает вещество через торцевые щели ко дну, сам охлаждается. Поршень стоит неподвижно.

Позиция «C»:

Вещество получает тепло, под действием тепла увеличивается в объёме и поднимает расширитель с поршнем вверх. Совершается работа, после чего вытеснитель опускается на дно, выталкивая вещество и охлаждаясь.

Позиция «D»:

Поршень опускается вниз, сжимает охлаждённое вещество, выполняется полезная работа. Маховик служит в конструкции аккумулятором энергии.

Рассмотренная модель без регенератора, поэтому КПД механизма не велико. Тепло вещества после совершения работы отводится в охлаждающую жидкость, используя стенки. Температура не успевает снижаться на нужную величину, поэтому время охлаждения продлевается, скорость мотора маленькая.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.