موتور استیرلینگ چیست؟

موتور استیرلینگ چیست؟

موتور استیرلینگ چیست؟

موتور استرلینگ اولین بار در 27 سپتامبر در سال 1816 توسط رابرت استرلینگ در اسکاتلند (چنسری، ادینبرگ) اختراع شد که امن‌تر و اقتصادی‌تر از موتورهای بخار آن روزگار بنظر می رسید.

اولین نمونه قابل توجه در سال 1850 توسط پروفسور Mc Quorne Rankine ارایه شد و تقریباٌ 100 سال بعد به عنوان موتور استرلینگ به انواع موتورهای گازی با چرخه بسته اطلاق شد.
با وجود این موتورهای اتو (Otto engines) و دیزل (Diesel) که به ترتیب در سال‌های 1877 و 1893 اختراع شدند از لحاظ ظرفیت بیشتر مورد استقبال قرار گفتند.

بعد از مدتها در سال 1940 موتور استرلینگ دوباره مورد توجه قرار گرفت. در این سال شرکت فیلیپس تحقیقاتی روی این موتور بعنوان یک منبع تولید نیروی قابل حمل شروع کرد. در سال 1950 یک نمونهW 200 از این موتور که میتوانست در قدرت‌های پایین کار کند آماده شد، اما این موتور باز هم مورد استقبال قرار نگرفت زیرا مصادف شد با ورود ترانزیستور.

اما امروزه موتورهای استرلینگ فقط در برخی کاربردهای خاص مانند زیر دریاییها یا ژنراتورهای کمکی در قایق‌ها که عملکرد بی صدا مهم است استفاده می‌شود. اگر چه موتورهای استرلینگ به تولید انبوه نرسید اما برخی اختراعات پرقدرت با این موتور کار می‌کند.

گاز استفاده شده در داخل موتورهای استرلینگ هیچ وقت موتور را ترک نمی‌کند و مانند موتورهای دیزل و بنزینی سوپاپ دود که گازهای پر فشار را تخلیه می‌کند و محفظه احتراق وجود ندارد. به همین علت موتورهای استرلینگ بسیار بی صدا هستند.

مزایای موتور استرلینگ
همانگونه که ذکر شد امروزه از موتور استرلینگ در موارد بسیار تخصصی مثل زیردریایی و مولدهای کمکی، جاییکه عملکرد بی‌سروصدا اهمیت دارد، استفاده میشود. این موتورها یک دسته از موتورهای حرارتی خاص هستند زیرا بازده آنها تقریباً نزدیک ماکزیمم بازدهی است که توسط تئوری پیش بینی میشود (بازده چرخه کارنو). این موتور با گاز کار میکند. انبساط آن هنگام گرم شدن و انقباض آن هنگام سردشدن نیروی این موتور را تامین میکند. این مقدار گاز بین دو انتهای سرد و گرم در حرکت است و هیچگاه از این چرخه خارج نمیشود. یک پیستون وظیفه انتقال گاز به دو منبع سرد و گرم را انجام میدهد که حرکت آن ناشی از انبساط و انقباض حجم گاز است.
همانطور که گفته شد این گاز هیچوقت از موتور استرلینگ خارج نمیشود. این موتور برخلاف موتورهای دیزلی یا بنزینی هیچ کانال تخلیه ندارد زیرا اساس کار آن بر احتراق سوخت نیست بنابراین کاملاً بی صدا عمل میکند. منبع تامین گرمای آن میتواند انرژی خورشیدی، سوخت‌های فسیلی یا هر نوع گرمای اتلاف شده در طبیعت باشد.

نوعی از این موتور بنام موتور استرلینگ خورشیدی که توسط شرکت Stirling Energy System Inc تهیه شده است از سال 1984 تا حال حاضر مدت 20 سال است که در نهایت بازدهی مؤثر در حدود 30000 ساعت تابش نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده است. این شرکت در حال حاضر با سرمایه‌گذاری مشترک شرکت بویینگ و دپارتمان انرژی ایالات متحده و لابراتوار ملی سانیدا (Sanida) مشغول کار روی استفاده اقتصادی از این سیستم هستند.

چرخه استرلینگ از یک منبع حراتی خارجی که می‌تواند هر چیزی از بنزین و انرژی خورشیدی تا حرارت ناشی از پوسیدگی گیاهان باشد استفاده کند و هیچ احتراقی داخل سیلندرهای موتور رخ نمی‌دهد.

این نوع موتور استرلینگ، شناخته شده به عنوان پیکربندی بتا، سه ویژگی فقط یک سیلندر با یک پایان داغ و پایان سرد است.  گاز کارگر است که توسط یک دستگاه به نام جابه جا از یک سیلندر به طرف دیگر منتقل می شود.

جابه جا شبیه یک پیستون بزرگ است، جز آن که دارای قطر کوچکتر از استوانه، در نتیجه حرکت آن حجم گاز به تغییر نیست. سیلندر آن را صرفا انتقال گاز در اطراف در داخل سیلندر، همان چهار مرحله از مراحل سیکل استرلینگ در محل کار در این موتور عبارتند از:

توسعه
بیشتر از گاز در این سیستم به تازگی به پایان داغ از سیلندر هدایت می شود. این گاز گرم شده و انبساط راندن پیستون به بیرون است.

انتقال
گاز گسترش یافته است. بیشتر از گاز است که هنوز هم در انتهای داغ از سیلندر قرار دارد. حرکت چرخ طیار حامل میل لنگ به نوبه خود در سه ماهه بعدی. بخش عمده ای از گاز در اطراف جابه جا به انتهای سرد سیلندر منتقل می شود.

انقباض
اکثریت از گاز منبسط شده است را به انتهای سرد منتقل می شود. گاز سرد و قراردادها، طراحی پیستون به سمت داخل است.

انتقال
گاز قرارداد است که هنوز هم در نزدیکی انتهای سرد سیلندر واقع شده است. حرکت چرخ طیار حمل لنگ یک به نوبه خود در سه ماهه دیگر، حرکت جابه جا و انتقال بخش عمده ای از گاز تا پایان داغ از سیلندر.

گاز استفاده شده در داخل موتورهای استرلنگ هیچ وقت موتور را ترک نمی کند و مانند موتورهای دیزل و بنزینی سوپاپ دود که گازهای پر فشار را تخلیه می کند و محفظه احتراق وجود ندارد .به همین علت موتورهای استرلنگ بسیار بی صدا هستند

 چرخه استرلینگ از یک منبع حراتی خارجی که می تواند هر چیزی از بنزین و انرژی خورشیدی تا حرارت ناشی از پوسیدگی گیاهان باشد استفاده کند و هیچ احتراقی داخل سیلندرهای موتور رخ نمی دهد، صدها راه وجود دارد که یک موتورهای استرلنگ ایجاد کنیم .

چرا موتورهای استرلینگ متداول نیستند؟ 
دو ویژگی وجود دارد که ساخت موتورهای استرلینگ را برای استفاده در بسیاری از کاربردها مانند بسیاری از ماشین ها و کامیون ها غیر عملی می کند .

به دلیل اینکه منبع حرارت در خارج است برای موتور مقداری طول می کشد تا به تغییرات گرمایی داخل سیلندر عکس العمل نشان دهد. برای انتقال حرارت بین دیواره های سیلندر و گاز داخل موتور زمانی صرف می شود . این بدین معناست که :
• موتورقبل از اینکه کار مفید را ایجاد کند به مقدارزمانی نیاز دارد تا گرم شود .
• موتور نیروی خروجی اش را نمی تواند به سرعت تغییر دهد .
این نقایص باعث شده است که این موتور با موتورهای احتراق داخلی اتومبیل جایگزین نشود. هر چند که وجود موتور استرلینگی که به ماشین هیبریدی نیرو می دهد امکان پذیر است .

مطالب مرتبط
ویسکوزیته روغن چیست؟

ویسکوزیته روغن چیست؟

اطلاعاتی در مورد ویسکوزیته روغن موتور
طرح تبدیل خودرو هاوال H2

طرح تبدیل خودرو هاوال H2

گروه خودروسازی بهمن به تازگی اعلام کرد که به دلیل محدودیت های موجود در تامین قطعات که موجب توقف تولید خودرو هاوال H2 شده است، شرایط تبدیل تعهدات این خودرو را به سایر تولیدات شرکت بهمن موتور ارائه می دهد.
خودروهای دیزلی چگونه شماره گذاری می شوند؟

خودروهای دیزلی چگونه شماره گذاری می شوند؟

بعد از حاشیه های ایجاد شده و به گوش رسیدن احتمالاتی مبنی بر تولید خودروی دیزلی در داخل کشور، رئیس پلیس راهنمایی و رانندگی ناجا در رابطه با این موضوعات توضیحاتی داد.
دیدگاهی بنویسید

حذف آگهی

قوانین

تایید