Что такое двигатель Стирлинга

В это трудно будет поверить, но изобрел такое чудо техники как двигатель стирлинга в 1861 году шотландский священник, по имени Роберт Стирлинг. А вот в 1843 году работая инженером на производстве, Джеймс Стирлинг и нашел ему применение. Но самое широкое распространение он получил именно в период паровых машин.

Изначально двигатель разрабатывали как альтернативу паровым, поскольку они имели недостатки при эксплуатации и из-за высокого давления пара очень часто просто взрывались. Принцип же работы данного двигателя основан на чередуемом нагревании и охлаждении в закрытом пространстве рабочего тела. Чаще всего в роли рабочего тела выступает воздух, но иногда использовали и водород и гелий. Проводились также испытания, при которых вместо воздуха использовали определенные виды фреонов, воду, сжиженный пропан-бутан и двуокись азота. К особенностям в работе двигателя на жидком рабочем теле можно отнести высокое давление, большую мощность, а также установка небольшого размера.

Существует много конфигураций двигателя: двигатель альфа-Стирлинг, бета-Стирлинг, Роторный и двигатель гамма-Стирлинг. Двигатель Альфа-Стирлинг состоит из двух силовых поршней, которые находятся в разных цилиндрах. Один из цилиндров горячий, а второй холодный. К минусам тут чаще относят тот момент, что горячий цилиндр выделяет высокую температуру, но ответим, что такой двигатель имеет большую мощность.

Бета-Стирлинг состоит только из одного цилиндра, который с одной стороны горячий, а со второй холодный. Внутри этого цилиндра расположен «вытеснитель» и поршень. Присутствует тут и регенератор, благодаря которому производится перекачка газа из горячей в холодную часть цилиндра. Он в свою очередь может быть внешним или внутренним.

Гамма-Стирлинг состоит из двух цилиндров, вытеснителя и одного поршня. Один цилиндр холодный, а второй горячий. В холодном находится поршень, а в горячем вытеснитель. Регенератор тут также может быть представлен внутри или снаружи, и служит для соединения цилиндров.

Чаще всего такие двигателя применяют в тех случаях, если нужна бесшумная установка и компактность. Иногда их используют для маломощных переносных генераторов электроэнергии для туристов. Очень часто двигатели Стирлинга устанавливают на зеркалах солнечных батарей. Благодаря этому солнечные лучи через зеркало нагревают одну из частей цилиндра, в котором в качестве рабочего тела выступает гелий или водород.