Стирлинга двигатель

Сти́рлинга дви́гатель

Двигатель внешнего сгорания с внешним подводом и регенерацией тепловой энергии, преобразуемой в полезную механическую работу. Разработан английским инженером Р. Стирлингом в 1816 г. В качестве рабочего тела в нём использовался воздух, который периодически подогревался и охлаждался. Современный двигатель Стирлинга содержит два цилиндра с поршнями – нагреваемый (рабочий) и холодный (вытеснитель). Штоки обоих поршней связаны между собой и входят в состав кривошипно-шатунного механизма, приводящего во вращение выходной вал двигателя. Рабочее тело (гелий или водород) находится в замкнутом пространстве между полостями цилиндров и во время работы не заменяется, а только изменяет объём при периодическом нагревании и охлаждении. Между полостями цилиндров находится регенератор – холодильник, который разделяет эту полость на горячую и холодную. К горячей полости теплота подводится извне от пламени при сгорании топлива, а от холодной полости отводится охладителем, в котором циркулирует вода. За счёт изменения объёма рабочего тела при периодическом нагревании и охлаждении происходит возвратно-поступательное движение поршней, вызывающее вращение выходного вала двигателя. Рабочий цикл осуществляется за четыре такта: сжатие, нагревание, рабочий ход, охлаждение.

Двигатель внешнего сгорания по конструкции проще, чем поршневые двигатели внутреннего сгорания. Клапаны, их кулачковые приводы, системы впрыска топлива и зажигания в нём отсутствуют. Тепло подводится от внешнего источника – пламени, которое горит в наружном воздухе с избытком кислорода. Поэтому продукты сгорания такого двигателя намного безвреднее, чем при внутреннем сгорании. Изменение давления в двигателе внешнего сгорания происходит плавно, поэтому он не создаёт шума и вибрации.

Преимущество двигателя Стирлинга по сравнению с двигателями внутреннего сгорания состоит ещё и в том, что для него не имеют значения химические свойства топлива. Его мощность зависит только от разности температур между горячей и холодной стороной. Поэтому для него годится любое топливо, любой другой источник тепла, напр. солнечные лучи. Двигатель Стирлинга обратим, т. е. при затрате механической работы может производить холод. Один и тот же двигатель внешнего сгорания можно использовать для выработки электроэнергии, в качестве холодильной установки и для получения горячей воды. Двигатель Стирлинга используют на грузовых автомобилях и судах.