Одна из возможных реализаций двигателя Стирлинга показана на

рис. 3.15. Атмосферный воздух от дутьевых вентиляторов направляется в камер} сгорания, где смешивается с топливом, и образовавшаяся смесь сгорает. Горя­чие продукты сгорания поступают в теплообменник и передают свою теплш рабочему телу из зоны 1 (см. рис. 3.13).

На выходе из теплообменника продукты сгорания возвращаются обрати* в зону дутьевых вентиляторов и через второй теплообменник подогреваю-! идущий в камеру сгорания чистый воздух. Подогрев воздуха позволяет сде­лать процесс горения более эффективным и тем самым обеспечивает эконо мию топлива.

Охлаждение рабочего тела в зоне 2 цилиндра осуществляется через отдельным охлаждающий теплообменник.

Как и в других типах двигателей, реальное потребление топлива двигателем Стирлинга оказывается больше, чем теоретически предполагаемое, что свя­зано с рядом различных факторов. Требуется дальнейшее совершенствование этих двигателей, для того чтобы они смогли занять свое место в автомобиль­ном мире. Возможно такого и не случится вовсе, так как эпоха двигателей сго­рания, по мнению некоторых специалистов, приближается к концу. Вероятно в будущем топливные элементы могут с успехом использоваться в тех сфера: где традиционно применялись двигатели внутреннего сгорания. Однако, если это произойдет, то, в связи с тем что автомобильная промышленность имеет

Рис. 3.14. Фазы бета-модификации двигателя Стирлинга

громадные масштабы, процесс перехода от ДВС к топливным элементам будет относительно медленным. Важным промежуточным звеном в этом переходно ■' процессе являются гибридные автомобили.

Топливо

Рис. 3.15. Одно из исполнений двигателя Стирлинга

Реальная эффективность двигателя Стирлинга отличается от теоретической по следующим причинам:

1. Эффективность механических тепловых двигателей растет с увеличением сге пени сжатия. Двигатель Стирлинга не является исключением из этого праві (см. задачу 3.1). Наличие внутренних объемов теплообменников и регенера­тора отрицательно сказывается на степени сжатия: она ниже по сравнени

с вариантом, в котором теплота подводилась бы в зону 1 напрямую.

2. Отработавшие горячие газы после выхода из теплообменников содержат еще достаточно большое количество теплоты. Поэтому, для того чтоб более полно использовать располагаемую теплоту, устанавливается д полнительный теплообменник для предварительного подогрева входяше в камеру сгорания воздуха.

3. Регенератор не обеспечивает 100 %-ную передачу тепла рабочему телу.

4. Имеют место потери трения при перетекании рабочей жидкости из одной зоны в другую через регенератор тепла. Это является основной причино использования водорода в качестве рабочего тела, поскольку он обеспе­чивает минимальные потери.

5 В идеальном случае движение поршней должно было бы быть прерывис­тым (пульсирующим), однако этого сложно добиться в машинах, работа­ющих с большой частотой на высоких оборотах выходного вала. В такой ситуации требуется поиск компромиссного решения по автоматическому регулированию движения поршней.

6 Ограниченное время пребывания рабочих жидкостей в теплообменниках не дает возможности организовать стационарный теплообмен, что ведет к соответствующим тепловым потерям.

Мощность, вырабатываемая двигателем Стирлинга, может регулировать - путем изменения количества рабочего тела, участвующего в цикле. Для нынения мощности компрессор выводит часть рабочего тела из двигателя Накопитель. Для увеличения мощности газ из этого резервуара может быть тро подан обратно в двигатель. Температура на входе в теплообменник ерывно контролируется системой регулирования подачи топлива в каме - мшания.