Все мы привыкли к тому, что двигатель автомобиля – это двигатель внутреннего сгорания. Но ведь двигатель является всего лишь преобразователем одного вида энергии в другой вид энергии. Значит, всё равно как будет устроен процесс преобразования. Прочитав эти строки, вы наверняка уже не настолько сильно удивитесь, что существуют двигатели внешнего сгорания. Что же это за такой интересный агрегат?
Двигатель внешнего сгорания – это тот же самый двигатель, только топливо сгорает не в камере сгорания, а прямо снаружи двигателя. Самым ярким примером такого двигателя является двигатель Стирлинга. Это очень интересное конструктивное решение, где топливо горит прямо под нашим носом.
Добиться этого удалось благодаря специфической конструкции этого силового агрегата. Если в привычным нам всем двигателе внутреннего сгорания рабочим телом является газ, который высвобождается в результате возгорания топливной смеси в камере сгорания, то в двигателе стирлинга рабочим телом является самый обычный воздух. Воздух нагревается в зоне сгорания, а затем толкает поршень. Камера, где это происходит имеет горячий конец и холодный конец. Между ними расположен радиатор, который позволяет иметь на выходе большую дельту между температурами конца двигателя. Чем больше эта дельта, тем эффективнее работает двигатель.
В отличие от привычного всем двигателя, тут есть рабочий поршень, а ещё есть мешалка, которая двигается в противофазе относительного рабочего поршня. Мешалка перемешивает теплые слои воздуха и холодные. Ну а расширение теплого воздуха приносит большее количество энергии, чем сжатие холодного. Вот вам и выигрыш.
Получается, что рабочий цикл двигателя стирлинга выглядим следующим образом:
1. Нагрев воздуха под поршнем на открытом внешнем нагревателе
2. Расширение воздуха и передача движения поршню
3. Передача движению маховику
4. Сжатие холодного воздуха и его перераспределение с помощью мешалки под саму мешалку в зону подогрева
5. Передача движение мешалке под действием кривошипа и расширяющегося воздуха
Вот и получаем работающую модель.
Интересно отметить, что КПД двигателя стирлинга намного выше, чем КПД обычного двигателя внутреннего сгорания.
Полезно будет прочитать:
- Что жрут моторы? В чем разница бензина и дизеля