Двигатель внешнего сгорания (Стирлинга)

Оказывается, на лекциях в университете не всегда хочется спать) Сегодняшняя лекция по теплотехнике была одной из таких. В середине её нам привели классификацию тепловых машин, и одной упомянутой машиной был Двигатель Внешнего Сгорания, он же двигатель Стирлинга. Этот агрегат меня в достаточной мере заинтересовал, вот решил поделиться и с вами.
Подкатом много текста. Кому интересно - милости просим. Кому читать влом - просьба зазря не минусить.

Ну как раз с квалификации тепловых машин и начнём. Вообще все тепловые машины делятся на 2 класса: преобразующие полученное тепло в работу(тепло-силовые установки ТСУ) и наоборот, работу в тепло(холодильные и теплонасосные установки.)
В свою очередь, ТСУ делятся на открытые (двигатели внутреннего сгорания и газотурбинные двигатели) и закрытые. Вот имеено к таким относится двигатель Стирлинга.
Двигатель Стирлинга – это поршневой двигатель с внешним подводом теплоты от любого источника, в котором рабочее тело находится в закрытом контуре и его химический состав, во время работы двигателя, не изменяется. В простейшем варианте он состоит из двух цилиндров. Один цилиндр нагревается внешним источником тепла, а второй охлаждается. Цилиндры заполнены газом и соединены друг с другом, а их поршни механически связаны с помощью устройства, обеспечивающего определенный порядок их движения.



Во время движения поршня вверх происходит сжимание воздуха во всех полостях двигателя, рабочее тело через регенератор, где отбирает накопленную теплоту, перетекает в горячую полость. Теплоту к рабочему телу в горячей полости подводят извне сквозь стенки цилиндра, от продуктов сгорания, которые образовываются в камере сгорания. Нагревание рабочего тела в горячей полости предопределяет повышение его давления во всех соединенных между собой полостях двигателя. Под действием этого давления рабочий поршень перемещается вниз, осуществляя рабочий ход, а рабочее тело проходит регенератором, отдает ему часть теплоты, охлаждается в охладителе и подается к холодной полости. Через снижение температуры уменьшается давление. Дальше этот цикл повторяется.
Одним из больших плюсов является то, что осуществить работу такого двигателя можно при очень малом перепаде температур нагревателя и охладителя - 25-30 градусов Цельсия

По поводу применения.
В автомобилях эти двигатели в чистом виде не получили применения из-за сложности управления ими в быстро меняющихся режимах езды (торможение на светофоре, разгон при обгоне и т.д.) и своей громоздкости. Хотя их и применяют в составе комбинированных энергетических установок, как утилизаторы теплоты выбросов ДВС.
А на таких транспортных средствах как яхты, атомные подводные лодки, космические корабли, двигатели Стрилинга применяются довольно широко. Поскольку в этом случае вес и габариты двигателя не являются решающими факторами, именно надежность определяет его роль как идеального кандидата для преобразования тепловой энергии в механическую. Благодаря тому, что двигатель Стирлинга практически не нуждается в техническом обслуживании и регулировании, он может быть размещен в изолированной части корпуса, что важно в случае трудного доступа (на подводных лодках или космических кораблях).

Плюсы и минусы.

+:
Низкие выбросы вредных веществ
Низкая шумность из-за отсутствия ГРМ
Возможность применения любого вида топлива
Малый объём технических работ и высокая надёжность.

-:

Большие габариты двигателя
Применение достаточно дорогих материалов для изготовления, отвечающих требованиям теплоёмкости и теплопроводности.

Подводя итог, напрашивается мысль, что эти двигатели в недалёком будущем приобретут большое распространение, особенно когда начнут иссякать запасы нефти.

Спасибо за внимание))