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外燃(EC)發動機在世界各地的不同車輛上使用最廣泛。有多個類型的引擎根據應用需要。一個斯特靈引擎是最著名的一種電子發動機。這是一台蒸汽機。它是最常用的發動機。在本文中，我們將主要討論斯特林發動機的不同方麵。
什麼是斯特林發動機?
一個斯特林發動機是一個往複式發動機這改變了熱能將燃料轉化為機械功率通過加熱和冷卻被困在內部的工作流體油缸．因為它是往複式發動機，因此，它使用活塞而不是像萬克爾發動機一樣的旋轉轉子。
在1816，羅伯特·斯特靈發明了斯特林發動機．斯特林循環的熱效率幾乎等於卡諾循環．
這台外燃發動機比一台發動機效率高內燃發動機(如柴油發動機或汽油引擎)。如今，斯特林發動機隻有在非常特殊的應用中才會被耗盡，例如在潛艇上的應用。
斯特林發動機的工作
斯特林發動機是在斯特林循環基礎上工作的。
的斯特林發動機工作方法如下:
- 當操作者打開發動機啟動器時，外部熱源也隨之啟動。操作者通過所述機構控製力。
- 當外熱源被激活時，熱量開始從熱源向氣缸熱端轉化。這一傳熱過程增加了氣體分子在氣缸熱端被困的溫度。隨著氣體分子溫度的升高，氣體分子之間開始產生一種擾動，氣體分子開始在圓筒內膨脹。
- 氣體膨脹增加了活塞表麵的壓力，將活塞推開，產生有用的功。
- 一個位移活塞與一個曲軸．曲軸的運動使位移活塞在氣缸的冷端和熱端之間移動。
- 置換活塞的運動使氣缸的冷端到熱端、熱端到冷端發生氣體交換。
- 熱端氣體為置換活塞提供動力，置換活塞將氣體轉移到氣缸的冷端。
- 當熱氣體進入冷端時，冷卻裝置提取熱氣體的熱量並對其進行冷卻。
- 冷卻氣體後，活塞將氣缸冷端內的氣體壓縮。冷卻裝置從氣體中除去多餘的熱量。
- 壓縮過程結束後，置換活塞將壓縮後的氣體送回氣缸的熱端，在那裏重複這個循環。
這就是斯特林發動機的工作原理。正如你所看到的，在這個循環中，沒有排氣衝程式IC發動機。因此，斯特林熱機的效率比i高內燃機．
為了更好地理解斯特林發動機的工作原理，請觀看以下視頻:
讀也:四衝程發動機的工作
斯特林發動機的類型
的斯特林發動機主要有以下幾種類型:
- 阿爾法發動機
- 測試引擎
- 伽馬發動機
- 雙作用式引擎
- 回轉式斯特林發動機
1)阿爾法斯特林發動機
阿爾法斯特林發動機有兩個氣缸:
- 熱筒或膨脹筒
- 冷或壓縮氣缸
所述熱筒連接有外熱源。這個熱源將熱量傳遞給高溫鋼瓶的氣體。相比之下，冷筒具有冷卻裝置。該冷卻裝置用於提取由熱氣缸接收的氣體的熱量。這兩個鋼瓶與一根或一根公共管道連接，從那裏熱氣從熱鋼瓶轉移到冷鋼瓶，反之亦然。
- 這些發動機功率低。因此，這些被用於輕負載的目的。
- 阿爾法發動機有兩個動力活塞。
2)測試版斯特林發動機
測試版發動機隻有一個汽缸。該圓筒一端連接冷卻裝置，另一端連接熱源。
斯特林發動機的氣缸有兩個活塞:
- 動力活塞
- 置換劑活塞
動力活塞協助發動機控製流體並使發動機運轉，而位移活塞安裝在氣缸的冷端和熱端之間。置換活塞用於將熱氣體從氣缸的熱端轉移到冷端，將冷氣體從氣缸的冷端轉移到熱端。曲軸控製氣缸內部位移器的運動。
動力活塞與飛輪連接，在氣缸內的冷熱側之間作往複運動。這個活塞負責傳遞輸出功率。
- 貝塔斯特靈發動機功率更高。因此，它用於高負載應用程序。
讀也:不同類型的發動機
3)伽馬發動機
這種類型的電子商務發動機有一個動力活塞和一個置換器，連接兩個獨立的氣缸。
來自兩個鋼瓶的氣體在它們之間自由流動並保持一體。由於兩缸之間的連接體積大，這種結構具有較低的壓縮比，但設計簡單，通常用於多缸斯特林發動機。
此外，膨脹過程中壓縮區域發生了一定的膨脹，導致比功率降低。
4)旋轉式斯特林發動機
這些發動機追求將動力從斯特林循環轉化為轉矩。
5)雙作用類型
這種發動機的活塞使用它的兩端(頂部和底部)對混合氣加壓。
讀也:不同類型的IC發動機
斯特林循環PV圖
一個斯特林發動機研究斯特靈循環一個斯特林循環工作方式如下：
- 等溫膨脹
- 等體積的排熱
- 等溫壓縮
- 等體積的供熱
1)等溫膨脹(線路1 - 2)
在等溫（恒定的溫度）膨脹過程中，能量由外部熱源提供給困在鋼瓶中的氣體。
隨著氣體分子獲得能量，它們開始膨脹。由於氣體分子的膨脹，氣體壓力增加，迫使活塞從熱缸移動到冷缸。
2)等chorc排熱(線路2 - 3)
在斯特林循環等容(等體積)排熱過程中，置換器將熱氣缸中的熱氣體轉移到壓縮氣缸或冷氣缸中。
冷卻裝置從熱氣體中提取熱能，並將其轉化為冷氣體。這個冷卻過程的主要目的是降低熱氣體的壓力，以便它可以很容易地被壓縮。
3)等溫壓縮(3 - 4行)
在這一步中，氣體在恒定的低溫下被壓縮。壓縮過程中釋放的熱量被送到冷阱。
在這個壓縮過程中，活塞增加了氣體壓力。增加的壓力驅動動力活塞，進一步推動飛輪。
4)等容加熱(線4至線1)
在等容加熱過程中，活塞再次將冷氣體從冷缸輸送到熱缸，在熱缸中通過外部熱源再次升溫，整個斯特林循環重複進行。
斯特林發動機的部件
斯特林發動機有以下主要部件:
- 油缸
- 活塞
- 飛輪
- 連杆
- 曲軸
- 氣體
- 外部熱源
1)缸
不同類型的斯特林發動機使用不同數量的氣缸:
alpha類型使用兩個柱體，分別是:
- 熱壁圓筒:該圓筒與外部熱源相連。熱源將熱量傳遞給鋼瓶氣體;因此，氣體變熱，氣體膨脹。
- 一種冷壁圓筒:冷的主要目的是將熱氣體轉化為冷氣體。這個圓筒有一個冷卻裝置，從熱氣體中除去熱量，這樣氣體就可以再次使用。
beta型隻有一個圓柱體，它有兩端:
- 冷端:冷端具有將熱氣體轉化為冷形式的冷卻裝置。
- 熱端:熱端與熱源連接，熱源將熱量傳遞給鋼瓶內的氣體。
2)活塞
活塞是一種從冷缸到熱缸往複運動的裝置，反之亦然。活塞負責將最終的輸出功率傳遞給發動機，使其能夠移動車輛。
用於斯特林發動機的活塞有兩種類型:
- 電力活塞:它是位於發動機上的一個較小的活塞。這個活塞有一個緊密的密封，可以壓縮冷氣缸中的冷氣體。
- 置換劑活塞:這是一個大活塞。這是一個鬆散地安裝在汽缸裏的活塞。置換活塞將氣體從冷氣缸轉移到熱氣缸，反之亦然。
發動機活塞的數量取決於斯特林發動機的類型，例如:
- 型發動機有兩個活塞(即，位移活塞和動力活塞)。
- 阿爾法發動機也有兩個活塞，但都是動力活塞。
- gamma型發動機有兩個活塞(即動力活塞和位移活塞)，它們與兩個不同的氣缸(熱氣缸和冷氣缸)相連接。
3)氣體
斯特林發動機使用氣體作為工作介質。根據發動機類型的不同，氣體的工作和循環也不同，如:
- 在阿爾法型的情況下，首先，氣體被困在熱的鋼瓶中。當外部熱源將熱量傳遞給氣體時，氣體開始膨脹。由於氣體膨脹，活塞向上運動，將氣體從熱氣缸轉移到冷氣缸。
- 在貝塔斯特林發動機的情況下，置換器在氣缸的熱端到冷端和冷端到熱端之間傳輸氣體。
4)外熱源
用於將熱量傳遞到氣缸熱端(Beta SE)或熱氣缸壁(Alpha SE)的源稱為外部熱源。
當熱源將熱量傳遞給熱的鋼瓶氣體時，氣體的勢能開始增加，因為它膨脹了。這種膨脹使汽缸內的活塞移動。
讀也:二衝程發動機的工作
5)冷卻係統
斯特林發動機有一個與冷氣缸(貝塔型發動機)或氣缸的冷端(阿爾法型)連接的冷卻係統。
冷卻係統的目的是從熱氣體中除去熱量，並將其轉換為冷形式，以便活塞可以輕鬆地壓縮它。
6)曲軸
的曲軸用於將活塞運動傳遞給飛輪。
- 曲軸將活塞的往複運動轉化為旋轉運動，並將其傳遞給飛輪。
- 曲軸通過曲柄銷與活塞連接。
閱讀更多:曲軸的工作
7)飛輪
飛輪與曲軸連接。它通過曲軸接收機械動力(旋轉運動)，並將其儲存起來以備進一步傳輸。
斯特林發動機的效率是多少?
斯特林發動機的效率很大程度上取決於熱缸和冷缸之間的溫度變化。冷缸和熱缸之間的溫度差異越小，發動機的效率越低。斯特林發動機的能量轉換效率可達40%在太陽能熱應用中。
如何提高斯特林發動機的效率
斯特林發動機的效率可以通過以下給出的方法提高:
- 第一階段增加功率:在循環的第一階段，熱氣體產生的壓力推動活塞做功。如果這個階段的壓力會更高，發動機的輸出功率也會更高。增加壓力的一種方法是提高氣體溫度。
- 3 .降低功耗理查德·道金斯階段:在3理查德·道金斯在斯特林循環階段，活塞通過利用在1聖3 .減少壓力理查德·道金斯這一階段的循環可以降低這一階段循環所消耗的功率(可以有效增加發動機功率)。另一種降低壓力的方法是通過冷卻來降低氣體溫度。
- 溫差大:冷熱缸之間的較大溫度有助於提高斯特林發動機的效率。
斯特林發動機的優缺點
斯特林發動機有以下優點和缺點:
斯特林發動機的優點
- 這些類型的外燃發動機具有很高的靈活性。
- 斯特林發動機啟動迅速，在寒冷的天氣中效率更高。
- 這台發動機的活塞運動時不需要爆炸。
- 他們的工作很安靜。
- 這些發動機可以使用任何可用的熱源，如生物熱源、地熱熱源和核熱源。
- 它們易於維護和高燃料通用性。
斯特林發動機的缺點
- 這些發動機設計複雜。
- 它們需要額外的外部熱源來加熱工作流體(氣體)。
- 這些都是昂貴的引擎。
- 斯特林發動機由於額外的熱源而具有較高的重量。
- 他們有非常昂貴的熱交換器。
- 它們不能在炎熱的天氣裏快速啟動和高效運行。
斯特林發動機的應用
- 斯特林發動機是一種能量轉換設備，可以用作熱泵、製冷發動機、原動機。
- 這些發動機用於水泵站。
- 斯特林發動機也用於太陽能發電。
- 斯特林發動機用於海軍，如潛艇。
- 它們被用於核電站。
- 這些發動機用於飛機。
斯特林發動機和IC發動機的區別
斯特林發動機和內燃機下麵:
| 斯特林發動機 | 內燃發動機 |
|---|---|
| 斯特林發動機需要一個外部熱源來加熱工作流體(氣體)。 | 集成電路發動機不使用任何外部熱源來加熱工作流體。 |
| 沒有熱源的限製，因為斯特林發動機可以使用任何可獲得的燃料，如生物燃料、地熱和核能等。 | 它在任何可用的燃料下都不能運行。這種發動機工作時需要一種特殊的燃料，如汽油或柴油。 |
| 它采用單級工作液。 | 它使用兩級工作液。 |
| 這些引擎運行起來很安靜。 | 這些發動機產生很高的噪音。 |
| 他們啟動迅速，在寒冷的天氣裏工作高效。 | 他們在寒冷的天氣裏跑得很快。 |
| 斯特林發動機比集成電路發動機具有更大的靈活性。 | 它們的靈活性較低。 |
| 它們的成本很高。 | 它們的成本低。 |
| 與集成電路發動機相比，這些發動機具有較高的重量。 | 他們是光。 |
FAQ部分
為什麼不使用斯特林發動機?
全世界最大的電力都是通過蒸汽渦輪機產生的。這是因為蒸汽輪機具有很高的靈活性，可以使用各種熱源，如核反應堆、生物質或煤的熱量。
斯特林發動機很少被耗盡來發電。這是因為它們的熱交換器需要非常特殊的合金。理論上，這些發動機效率高，但成本高，體積大。在發電方麵，斯特林發動機的長期效率、性能和可靠性都無法與渦輪相比。由於這些原因，斯特林發動機不受歡迎。
什麼類型的發動機是斯特林發動機?
使用斯特林循環的發動機被稱為斯特林發動機。斯特林發動機有一個額外的外部熱源來加熱工作流體(氣體)。
為什麼斯特林發動機不常見?
斯特林發動機不常見的原因如下:
- 它們的尺寸很大。
- 它們的成本很高。
- 這些發動機需要複雜的熱交換器。
斯特林發動機是用來幹什麼的?
斯特林發動機用於以下應用:
- 它可以用作熱泵。
- 可作為製冷發動機使用。
- 它用於飛機。
- 它用於核電站。
斯特靈發動機是誰發明的?
在1816，羅伯特·斯特靈發明了斯特林發動機．
斯特林發動機在哪個循環工作?
斯特林發動機在斯特林循環中工作。
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