Как работает двигатель Стирлинга и какие у него преимущества по сравнению с паровыми двигателями?

Двигатель Стирлинга — тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме. school-journal.ru Основной принцип работы — постоянно чередующиеся нагревание и охлаждение рабочего тела в закрытом цилиндре. vk.com Обычно в роли рабочего тела выступает воздух, но также используются водород и гелий. vk.com

Рабочий цикл двигателя Стирлинга протекает в четыре этапа: www.techcult.ru

1. Первый этап. www.techcult.ru Происходит нагрев воздуха (или другого газа) в основании цилиндра. www.techcult.ru Разогретый внутри воздух создаёт давление, которое заставляет рабочий поршень двигаться вверх. www.techcult.ru
2. Второй этап. www.techcult.ru Приведённый в действие маховик с помощью толкающей штанги «отправляет» вытеснительный поршень вниз, который выдавливает разогретый воздух вверх в охлаждающую камеру. www.techcult.ru
3. Третий этап. www.techcult.ru В камере воздух остывает и сжимается, давая возможность рабочему поршню опуститься вниз. www.techcult.ru
4. Четвёртый этап. www.techcult.ru Вытеснительный поршень движется вверх, одновременно вытесняя охлаждённый воздух в основание цилиндра, после чего цикл возобновляется. www.techcult.ru

Некоторые преимущества двигателя Стирлинга по сравнению с паровыми двигателями:

• «Всеядность». aclic.ru school-journal.ru Двигатель Стирлинга может работать от почти любого перепада температур: например, между разными слоями воды в океане, от солнца, от ядерного или изотопного нагревателя, угольной или дровяной печи и т. д.. aclic.ru school-journal.ru
• Простота конструкции. aclic.ru school-journal.ru Двигатель не требует дополнительных систем, таких как газораспределительный механизм. aclic.ru school-journal.ru Он запускается самостоятельно и не нуждается в стартере. school-journal.ru
• Увеличенный ресурс. aclic.ru school-journal.ru Простота конструкции, отсутствие многих сложных и ненадёжных узлов позволяет двигателю обеспечить запас работоспособности в десятки и сотни тысяч часов непрерывной работы. aclic.ru school-journal.ru
• Экономичность. aclic.ru school-journal.ru Для утилизации некоторых видов тепловой энергии, особенно при небольшой разнице температур, двигатели Стирлинга часто оказываются самыми эффективными видами двигателей. aclic.ru school-journal.ru
• Экологичность. aclic.ru school-journal.ru Двигатель не имеет выхлопа, а значит уровень его шума гораздо меньше, чем у поршневых двигателей внутреннего сгорания. aclic.ru school-journal.ru