Esta es la parte introductoria de una serie de artículos dedicados a Motor de combustión interna, que es una breve digresión en la historia, que habla sobre la evolución del motor de combustión interna. Además, los primeros coches se verán afectados en el artículo.

Las siguientes partes detallarán los diversos ICE:

Biela y pistón
Giratorio
Turborreactor
chorro

El motor se instaló en un barco que podía navegar por el río Saona. Un año más tarde, después de las pruebas, los hermanos recibieron una patente para su invención, firmada por Napoleón Bonoparte, por un período de 10 años.

Sería más correcto llamar a este motor un motor a reacción, ya que su trabajo era empujar el agua fuera de una tubería ubicada debajo del fondo del bote ...

El motor constaba de una cámara de encendido y una cámara de combustión, un fuelle de inyección de aire, un dispensador de combustible y un dispositivo de encendido. El polvo de carbón sirvió como combustible para el motor.

El fuelle inyectaba un chorro de aire mezclado con polvo de carbón en la cámara de encendido donde una mecha humeante encendía la mezcla. Después de eso, la mezcla parcialmente encendida (el polvo de carbón se quema con relativa lentitud) entró en la cámara de combustión, donde se quemó por completo y se expandió.
Además, la presión de los gases empujaba el agua fuera del tubo de escape, lo que hacía que la embarcación se moviera, tras lo cual se repetía el ciclo.
El motor operó en modo pulsado con una frecuencia de ~12 rpm.

Tiempo después, los hermanos mejoraron el combustible agregándole resina, y luego lo reemplazaron por aceite y diseñaron un sistema de inyección simple.
Durante los siguientes diez años, el proyecto no recibió ningún desarrollo. Claude fue a Inglaterra para promover la idea del motor, pero derrochó todo el dinero y no logró nada, y Joseph se dedicó a la fotografía y se convirtió en el autor de la primera fotografía del mundo, Vista desde la ventana.

En Francia, en la casa-museo de Niépce, se exhibe una réplica de "Pyreolophore".

Un poco más tarde, de Riva montó su motor en un vagón de cuatro ruedas que, según los historiadores, se convirtió en el primer automóvil con motor de combustión interna.

Sobre Alejandro Volta

Volta colocó por primera vez placas de zinc y cobre en ácido para producir una corriente eléctrica continua, creando la primera fuente de corriente química del mundo. ("Pilar Voltaico").

En 1776, Volta inventó una pistola de gas, la "pistola de Volta", en la que el gas explotaba a partir de una chispa eléctrica.

En 1800, construyó una batería química, que hizo posible generar electricidad a través de reacciones químicas.

La unidad de medida del voltaje eléctrico, el Volt, lleva el nombre de Volta.

A- cilindro, B- "bujía, C- pistón, D- "globo" con hidrógeno, mi- trinquete, F- válvula de gases de escape, GRAMO- manija de control de la válvula.

El hidrógeno se almacenaba en un "globo" conectado por una tubería a un cilindro. El suministro de combustible y aire, así como el encendido de la mezcla y la emisión de gases de escape se realizaban manualmente, mediante palancas.

Principio de funcionamiento:

El aire entró en la cámara de combustión a través de la válvula de escape.
La válvula estaba cerrada.
Se abrió la válvula para el suministro de hidrógeno desde la bola.
El grifo estaba cerrado.
Al presionar el botón, se aplicó una descarga eléctrica a la "vela".
La mezcla brilló y levantó el pistón.
Se abrió la válvula de gases de escape.
El pistón cayó por su propio peso (era pesado) y tiró de la cuerda, que hizo girar las ruedas a través del bloque.

Después de eso, el ciclo se repitió.

En 1813, de Riva construyó otro automóvil. Era una carreta de unos seis metros de largo, con ruedas de dos metros de diámetro y un peso de casi una tonelada.
El auto pudo recorrer 26 metros con una carga de piedras (alrededor de 700 libras) y cuatro hombres, a una velocidad de 3 km/h.
Con cada ciclo, el automóvil se movía de 4 a 6 metros.

Pocos de sus contemporáneos tomaron en serio este invento, y la Academia de Ciencias de Francia afirmó que el motor de combustión interna nunca competiría en rendimiento con el motor de vapor.

en 1833, el inventor estadounidense Lemuel Wellman Wright, registró una patente para un motor de combustión interna de gas de dos tiempos refrigerado por agua.
(vea abajo) En su libro Gas and Oil Engines, Wright escribió lo siguiente sobre el motor:

“El dibujo del motor es muy funcional y los detalles están cuidadosamente trabajados. La explosión de la mezcla actúa directamente sobre el pistón, que hace girar el cigüeñal a través de la biela. En apariencia, el motor se parece a una máquina de vapor de alta presión, en la que las bombas suministran gas y aire desde tanques separados. La mezcla en los contenedores esféricos se encendió mientras el pistón subía a TDC (punto muerto superior) y lo empujaba hacia abajo/arriba. Al final del ciclo, la válvula se abre y libera gases de escape a la atmósfera.

No se sabe si este motor se construyó alguna vez, pero hay un dibujo del mismo:

en 1838, el ingeniero inglés William Barnett recibió una patente para tres motores de combustión interna.

El primer motor es de dos tiempos de simple efecto. (combustible quemado solo en un lado del pistón) con bombas separadas para gas y aire. La mezcla se encendió en un cilindro separado y luego la mezcla en llamas fluyó hacia el cilindro de trabajo. La entrada y salida se realizó a través de válvulas mecánicas.

El segundo motor repetía el primero, pero era de doble efecto, es decir, la combustión se producía alternativamente a ambos lados del pistón.

El tercer motor también era de doble acción, pero tenía ventanas de entrada y salida en las paredes del cilindro que se abren cuando el pistón llega a su punto extremo (como en los motores modernos de dos tiempos). Esto hizo posible liberar automáticamente los gases de escape y dejar entrar una nueva carga de la mezcla.

Una característica distintiva del motor Barnett era que el pistón comprimía la mezcla fresca antes de encenderla.

Un dibujo de uno de los motores de Barnett:

En 1853-57, los inventores italianos Eugenio Barzanti y Felice Matteucci desarrollaron y patentaron un motor de combustión interna de dos cilindros con una potencia de 5 l/s.
La patente fue emitida por la Oficina de Londres porque la ley italiana no podía garantizar una protección suficiente.

La construcción del prototipo fue confiada a Bauer & Co. de Milán" (Helvética), y terminado a principios de 1863. El éxito de la máquina, que era mucho más eficiente que la máquina de vapor, fue tan grande que la empresa empezó a recibir pedidos de todo el mundo.

Primer motor Barzanti-Matteucci monocilíndrico:

Modelo de motor de dos cilindros Barzanti-Matteucci:

Matteucci y Barzanti firmaron un acuerdo para la producción del motor con una de las empresas belgas. Barzanti se fue a Bélgica para supervisar el trabajo en persona y murió repentinamente de tifus. Con la muerte de Barzanti, se abandonó todo el trabajo en el motor y Matteucci volvió a su trabajo anterior como ingeniero hidráulico.

En 1877, Matteucci afirmó que él y Barzanti fueron los principales creadores del motor de combustión interna, y que el motor construido por Augustus Otto era muy similar al motor Barzanti-Matteucci.

Los documentos relacionados con las patentes de Barzanti y Matteucci se conservan en los archivos de la biblioteca del Museo Galileo de Florencia.

El invento más importante de Nikolaus Otto fue el motor con ciclo de cuatro tiempos- el ciclo Otto. Este ciclo todavía subyace en el funcionamiento de la mayoría de los motores de gas y gasolina hasta el día de hoy.

El ciclo de cuatro tiempos fue el mayor logro técnico de Otto, pero pronto se descubrió que unos años antes de su invención, el ingeniero francés Beau de Rochas había descrito exactamente el mismo principio de funcionamiento del motor. (véase más arriba). Un grupo de industriales franceses desafió la patente de Otto en los tribunales, y el tribunal consideró que sus argumentos eran convincentes. Los derechos de Otto bajo su patente se redujeron considerablemente, incluida la eliminación de su monopolio en el ciclo de cuatro tiempos.

A pesar de que los competidores lanzaron la producción de motores de cuatro tiempos, el modelo Otto elaborado por muchos años de experiencia seguía siendo el mejor, y la demanda no se detuvo. Para 1897, se produjeron alrededor de 42 mil de estos motores de varias capacidades. Sin embargo, el hecho de que se utilizara gas ligero como combustible redujo en gran medida el alcance de su aplicación.
La cantidad de plantas de iluminación y gas era insignificante incluso en Europa, y en Rusia solo había dos: en Moscú y San Petersburgo.

en 1865, el inventor francés Pierre Hugo recibió una patente para una máquina que era un motor vertical monocilíndrico de doble efecto, en el que se utilizaban dos bombas de goma accionadas por un cigüeñal para suministrar la mezcla.

Hugo luego diseñó un motor horizontal similar al de Lenoir.

Museo de Ciencias, Londres.

en 1870, el inventor austrohúngaro Samuel Markus Siegfried diseñó un motor de combustión interna que funcionaba con combustible líquido y lo instaló en un carro de cuatro ruedas.

Hoy en día, este automóvil es conocido como "El primer automóvil Marcus".

En 1887, en colaboración con Bromovsky & Schulz, Marcus construyó un segundo automóvil, el Second Marcus Car.

en 1872, un inventor estadounidense patentó un motor de combustión interna de presión constante de dos cilindros que funcionaba con queroseno.
Brighton llamó a su motor "Ready Motor".

El primer cilindro servía como compresor que forzaba el aire a entrar en la cámara de combustión, en la que también se suministraba continuamente queroseno. En la cámara de combustión, la mezcla se encendió y, a través del mecanismo del carrete, ingresó al segundo: el cilindro de trabajo. Una diferencia significativa con otros motores era que la mezcla de aire y combustible se quemaba gradualmente y a presión constante.

Aquellos interesados ​​en los aspectos termodinámicos del motor pueden leer sobre el Ciclo Brayton.

en 1878, ingeniero escocés Sir (nombrado caballero en 1917) Desarrolló el primer motor de combustión de dos tiempos. Lo patentó en Inglaterra en 1881.

El motor funcionaba de una manera curiosa: se suministraba aire y combustible al cilindro derecho, donde se mezclaba y esta mezcla se empujaba hacia el cilindro izquierdo, donde se encendía la mezcla de la vela. Ocurrió expansión, ambos pistones bajaron, desde el cilindro izquierdo (a través del ramal izquierdo) Se expulsaron los gases de escape y se aspiró una nueva porción de aire y combustible en el cilindro derecho. Siguiendo la inercia, los pistones subieron y el ciclo se repitió.

en 1879, construyó una gasolina completamente confiable de dos tiempos motor y recibió una patente para él.

Sin embargo, el verdadero genio de Benz se manifestó en el hecho de que en proyectos posteriores pudo combinar varios dispositivos. (acelerador, encendido por chispa de la batería, bujía, carburador, embrague, caja de cambios y radiador) en sus productos, que a su vez se convirtió en el estándar para toda la industria de la ingeniería.

En 1883, Benz fundó la empresa Benz & Cie para la producción de motores de gas y en 1886 patentó de cuatro tiempos el motor que usaba en sus autos.

Gracias al éxito de Benz & Cie, Benz pudo incursionar en el diseño de carruajes sin caballos. Combinando la experiencia de hacer motores y un pasatiempo de larga data: diseñar bicicletas, en 1886 construyó su primer automóvil y lo llamó "Benz Patent Motorwagen".

El diseño se parece mucho a un triciclo.

Motor de combustión interna monocilíndrico de cuatro tiempos con un volumen de trabajo de 954 cm3., Montado en " Patente de Benz".

El motor estaba equipado con un volante grande (utilizado no solo para una rotación uniforme, sino también para arrancar), un tanque de gasolina de 4.5 litros, un carburador de tipo evaporador y una válvula de carrete a través de la cual ingresaba combustible a la cámara de combustión. El encendido se producía mediante una bujía de diseño propio de Benz, alimentada por una bobina de Ruhmkorff.

El enfriamiento era agua, pero no un ciclo cerrado, sino evaporativo. El vapor se escapó a la atmósfera, por lo que el automóvil tuvo que llenarse no solo con gasolina, sino también con agua.

El motor desarrollaba una potencia de 0,9 hp. a 400 rpm y aceleró el coche a 16 km/h.

Karl Benz conduciendo su coche.

Un poco más tarde, en 1896, Karl Benz inventó el motor bóxer. (o motor plano), en el que los pistones alcanzan el punto muerto superior al mismo tiempo, equilibrándose entre sí.

Museo Mercedes-Benz de Stuttgart.

en 1882 El ingeniero inglés James Atkinson inventó el ciclo Atkinson y el motor Atkinson.

El motor Atkinson es esencialmente un motor de cuatro tiempos. ciclo oto, pero con un mecanismo de manivela modificado. La diferencia era que en el motor Atkinson, los cuatro tiempos ocurrían en una revolución del cigüeñal.

El uso del ciclo Atkinson en el motor permitió reducir el consumo de combustible y reducir el ruido durante la operación debido a una menor presión de escape. Además, este motor no requería de una caja de cambios para accionar el mecanismo de distribución de gas, ya que la apertura de las válvulas ponía en movimiento el cigüeñal.

A pesar de una serie de ventajas (incluida la elusión de las patentes de Otto) el motor no se usó mucho debido a la complejidad de la fabricación y algunas otras deficiencias.
El ciclo Atkinson proporciona el mejor desempeño ambiental y economía, pero requiere altas RPM. A bajas revoluciones, produce un par relativamente pequeño y puede detenerse.

Ahora, el motor Atkinson se usa en automóviles híbridos "Toyota Prius" y "Lexus HS 250h".

en 1884, el ingeniero británico Edward Butler, en el Stanley Cycle Show en Londres, mostró dibujos de un automóvil de tres ruedas con motor de combustión interna de gasolina, y en 1885 lo construyó y lo mostró en la misma exposición, llamándolo "Velociclo". Asimismo, Butler fue el primero en utilizar la palabra gasolina.

En 1887 se emitió una patente para el "Velocycle".

El Velocycle estaba equipado con un motor de gasolina de cuatro tiempos de un solo cilindro equipado con una bobina de encendido, carburador, acelerador y refrigeración líquida. El motor desarrollaba una potencia de unos 5 hp. con un volumen de 600 cm3, y aceleró el coche a 16 km/h.

A lo largo de los años, Butler mejoró el rendimiento de su vehículo, pero no pudo probarlo debido a la "Ley de Bandera Roja". (publicado en 1865), según el cual los vehículos no deben superar la velocidad de más de 3 km/h. Además, se suponía que tres personas iban en el automóvil, una de las cuales debía caminar frente al automóvil con una bandera roja. (estas son las medidas de seguridad) .

En The English Mechanic's 1890, Butler escribió: "Las autoridades prohíben el uso del automóvil en las carreteras, por lo que renuncio a un mayor desarrollo".

Debido a la falta de interés público en el automóvil, Butler lo desguazó y vendió los derechos de patente a Harry J. Lawson. (fabricante de bicicletas), quien pasó a fabricar el motor para su uso en barcos.

El propio Butler pasó a la creación de motores estacionarios y marinos.

en 1891, Herbert Aykroyd Stewart, en colaboración con Richard Hornsby and Sons, construyó el motor Hornsby-Akroyd, en el que se inyectaba combustible (queroseno) a presión en cámara adicional (por la forma se le llamó "bola caliente") montado en la culata y conectado a la cámara de combustión por un paso estrecho. El combustible fue encendido por las paredes calientes de la cámara adicional y se precipitó a la cámara de combustión.

1. Cámara adicional (bola caliente).
2. Cilindro.
3. Pistón.
4. Carretero.

Para arrancar el motor, se utilizó un soplete, que calentó una cámara adicional (después del lanzamiento, fue calentado por los gases de escape). Debido a esto, el motor Hornsby-Akroyd, que fue el precursor del motor diesel diseñado por Rudolf Diesel, a menudo denominado "semidiésel". Sin embargo, un año después, Aykroyd mejoró su motor añadiéndole una “camisa de agua” (patente de 1892), que permitía aumentar la temperatura en la cámara de combustión aumentando la relación de compresión, y ya no hacía falta una fuente adicional de calor.

en 1893, Rudolf Diesel recibió patentes para un motor térmico y un "ciclo de Carnot" modificado llamado "Método y aparato para convertir calor en trabajo".

En 1897, en la "Planta de ingeniería de Augsburgo" (desde 1904 HOMBRE), con la participación financiera de las empresas de Friedrich Krupp y los hermanos Sulzer, se creó el primer motor diesel en funcionamiento de Rudolf Diesel
La potencia del motor era de 20 caballos de fuerza a 172 rpm, eficiencia 26,2% con un peso de cinco toneladas.
Esto fue muy superior a los motores Otto existentes con una eficiencia del 20% y las turbinas de vapor marinas con una eficiencia del 12%, que despertaron el mayor interés de la industria en diferentes países.

El motor Diesel era un cuatro tiempos. El inventor encontró que la eficiencia de un motor de combustión interna aumenta aumentando la relación de compresión de la mezcla combustible. Pero es imposible comprimir fuertemente la mezcla combustible, porque entonces la presión y la temperatura aumentan y se enciende espontáneamente antes de tiempo. Por lo tanto, Diesel decidió no comprimir una mezcla combustible, sino limpiar el aire e inyectar combustible en el cilindro al final de la compresión bajo una fuerte presión.
Dado que la temperatura del aire comprimido alcanzó los 600-650 °C, el combustible se encendió espontáneamente y los gases, al expandirse, movieron el pistón. Por lo tanto, Diesel logró aumentar significativamente la eficiencia del motor, deshacerse del sistema de encendido y usar una bomba de combustible de alta presión en lugar de un carburador.
En 1933, Elling escribió proféticamente: “Cuando comencé a trabajar en la turbina de gas en 1882, estaba firmemente convencido de que mi invento tendría demanda en la industria aeronáutica”.

Desafortunadamente, Elling murió en 1949, sin haber vivido nunca para ver el advenimiento de la era del turborreactor.

La única foto que pudimos encontrar.

Quizás alguien encuentre algo sobre este hombre en el "Museo Noruego de Tecnología".

en 1903, Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky, en la revista "Scientific Review" publicó un artículo "Investigación de espacios mundiales con dispositivos a reacción", donde demostró por primera vez que un cohete es un dispositivo capaz de realizar un vuelo espacial. El artículo también proponía el primer borrador de un misil de largo alcance. Su cuerpo era una cámara oblonga de metal equipada con motor a reacción líquido (que también es un motor de combustión interna). Como combustible y comburente, propuso utilizar hidrógeno y oxígeno líquidos, respectivamente.

Probablemente sea en esta nota espacial espacial que valga la pena terminar la parte histórica, ya que ha llegado el siglo XX y los Motores de Combustión Interna comenzaron a producirse en todas partes.

Epílogo filosófico...

K.E. Tsiolkovsky creía que en un futuro previsible la gente aprendería a vivir, si no para siempre, al menos durante mucho tiempo. En este sentido, habrá poco espacio (recursos) en la Tierra y se requerirán naves para trasladarse a otros planetas. Desafortunadamente, algo salió mal en este mundo, y con la ayuda de los primeros cohetes, la gente decidió simplemente destruir a los de su propia especie...

Gracias a todos los que leyeron.

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Hace solo unos cien años, los motores de combustión interna tuvieron que ganar el lugar que ocupan en la industria automotriz moderna en una feroz competencia. Entonces su superioridad no era tan obvia como lo es hoy. De hecho, la máquina de vapor -principal rival de la de gasolina- tenía enormes ventajas en comparación con ella: silencio, facilidad de control de la potencia, excelentes características de tracción y una sorprendente "omnívora" que le permite trabajar con cualquier tipo de combustible, desde madera hasta gasolina. Pero al final, la eficiencia, la ligereza y la fiabilidad de los motores de combustión interna se impusieron y nos hicieron aceptar sus carencias como inevitables.
En la década de 1950, con la llegada de las turbinas de gas y los motores rotativos, se inició un asalto al monopolio que ocupaban los motores de combustión interna en la industria automotriz, asalto que aún no se ha visto coronado por el éxito. Aproximadamente en los mismos años, se intentaron traer a la escena un nuevo motor, que combina de manera sorprendente la eficiencia y la confiabilidad de un motor de gasolina con la instalación de vapor silenciosa y "omnívora". Se trata del famoso motor de combustión externa que el sacerdote escocés Robert Stirling patentó el 27 de septiembre de 1816 (Patente inglesa nº 4081).

Física de procesos

El principio de funcionamiento de todas las máquinas térmicas, sin excepción, se basa en el hecho de que cuando un gas calentado se expande, se realiza más trabajo mecánico que el necesario para comprimir uno frío. Para demostrarlo basta con una botella y dos ollas de agua fría y caliente. Primero, la botella se sumerge en agua helada, y cuando el aire en ella se enfría, el cuello se tapa con un corcho y se transfiere rápidamente a agua caliente. Después de unos segundos, se escucha un chasquido y el gas calentado en la botella empuja el corcho hacia afuera, realizando un trabajo mecánico. La botella puede volver a colocarse en el agua helada; el ciclo se repetirá.
los cilindros, los pistones y las intrincadas palancas de la primera máquina de Stirling reproducían este proceso casi exactamente, hasta que el inventor se dio cuenta de que parte del calor extraído del gas durante el enfriamiento podía usarse para un calentamiento parcial. Todo lo que se necesita es algún tipo de recipiente en el que sea posible almacenar el calor extraído del gas durante el enfriamiento y devolverlo cuando se calienta.
Pero, por desgracia, incluso esta importante mejora no salvó al motor Stirling. Para 1885, los resultados obtenidos aquí eran muy mediocres: 5-7 por ciento de eficiencia, 2 litros. Con. de potencia, 4 toneladas de peso y 21 metros cúbicos de espacio ocupado.
Los motores de combustión externa no se salvaron ni siquiera por el éxito de otro diseño desarrollado por el ingeniero sueco Erickson. A diferencia de Stirling, propuso calentar y enfriar el gas no a un volumen constante, sino a una presión constante. En 1887, varios miles de pequeños motores Erickson funcionaban perfectamente en imprentas, casas, minas, barcos. Llenaron los tanques de agua, accionaron los ascensores. Erickson incluso trató de adaptarlos a los equipos de conducción, pero resultaron ser demasiado pesados. En Rusia, antes de la revolución, se producía una gran cantidad de estos motores con el nombre de "Calor y energía".
Sin embargo, se intenta aumentar la potencia hasta los 250 litros. Con. terminó en un completo fracaso. Una máquina con un cilindro de 4,2 metros de diámetro desarrollaba menos de 100 hp. Es decir, las cámaras de tiro se quemaron y la embarcación en la que se instalaron los motores murió.
Los ingenieros se despidieron sin remordimientos de estos débiles mastodontes en cuanto aparecieron los potentes, compactos y ligeros motores de gasolina y diésel. Y de repente, en la década de 1960, casi 80 años después, se habló de Stirlings y Ericksons (los llamaremos así condicionalmente por analogía con un motor diesel) como formidables rivales de los motores de combustión interna. Estas conversaciones no han disminuido hasta el día de hoy. ¿Qué explica un giro tan brusco en las vistas?

El precio del método

Cuando te enteras de una vieja idea técnica que ha sido revivida en la tecnología moderna, surge inmediatamente la pregunta: ¿qué impidió su implementación antes? ¿Cuál era ese problema, ese “gancho”, sin cuya solución no podría abrirse camino en la vida? Y casi siempre resulta que una vieja idea debe su renacimiento a un nuevo método tecnológico, a un nuevo diseño en el que los predecesores no pensaron, o a un nuevo material. Un motor de combustión externa puede considerarse la excepción más rara.
Los cálculos teóricos muestran que la eficiencia Stirlings y Ericssons pueden alcanzar el 70 por ciento, más que cualquier otro motor. Y esto significa que las fallas de los predecesores se explicaron por factores secundarios, en principio, removibles. La elección correcta de los parámetros y áreas de aplicación, un estudio riguroso del funcionamiento de cada unidad, un procesamiento cuidadoso y el ajuste fino de cada detalle permitieron obtener los beneficios del ciclo. ¡Las primeras muestras experimentales ya dieron una eficiencia del 39 por ciento! (La eficiencia de los motores de gasolina y los motores diesel, que se han calculado durante años, es del 28 al 30 y del 32 al 35 por ciento, respectivamente). ¿Qué oportunidades "buscaron" tanto Stirling como Erickson en su época?
el mismo recipiente en el que el calor se almacena y luego se emite alternativamente. El cálculo del regenerador en aquellos días era simplemente imposible: la ciencia de la transferencia de calor no existía. Sus dimensiones fueron tomadas a ojo, y como muestran los cálculos, la eficiencia de los motores de combustión externa depende mucho de la calidad del regenerador. Es cierto que su bajo rendimiento puede compensarse hasta cierto punto aumentando la presión.
La segunda razón del fracaso fue que las primeras instalaciones funcionaban en aire a presión atmosférica: sus dimensiones resultaron enormes y sus capacidades pequeñas.
Trayendo la eficiencia regenerador hasta el 98 por ciento y llenando un circuito cerrado con hidrógeno o helio comprimido a 100 atmósferas, los ingenieros de nuestros días han aumentado la eficiencia y la potencia de los Stirling, que incluso en esta forma mostraban eficiencia. mayor que la de los motores de combustión interna.
Esto solo sería suficiente para hablar de la instalación de motores de combustión externa en los automóviles. Pero solo la alta rentabilidad de ninguna manera agota los méritos de estas máquinas revividas del olvido.

Cómo funciona Stirling

Diagrama esquemático de un motor de combustión externa.:
1 - inyector de combustible;
2 - tubo de salida;
3 - elementos del calentador de aire;
4 - calentador de aire;
5 - gases calientes;
6 - espacio caliente del cilindro;
7 - regenerador;
8 - cilindro;
9 - aletas más frías;
10 - espacio frío;
11 - pistón de trabajo;
12 - accionamiento rómbico;
13 - biela del pistón de trabajo;
14 - engranajes de sincronización;
15 - cámara de combustión;
16 - tubos calefactores;
17 - aire caliente;
18 - pistón-desplazador;
19 - entrada de aire;
20 - suministro de agua de refrigeración;
21 - sello;
22 - volumen de búfer;
23 - sello;
24 - empujador-desplazador de pistón;
25 - empujador del pistón de trabajo;
26 - yugo del pistón de trabajo;
27 - dedo del yugo del pistón de trabajo;
28 - biela del pistón-desplazador;
29 - el yugo del desplazador de pistón;
30 - cigüeñales.
Fondo rojo - circuito de calefacción;
fondo punteado - circuito de refrigeración

En el diseño moderno de un "stirling" que funciona con combustible líquido, hay tres circuitos que solo tienen contacto térmico entre sí. Estos son el circuito de fluido de trabajo (normalmente hidrógeno o helio), el circuito de calefacción y el circuito de refrigeración. El objetivo principal del circuito de calefacción es mantener una temperatura alta en la parte superior del circuito de trabajo. El circuito de refrigeración mantiene una temperatura baja en el fondo del circuito de trabajo. El contorno del propio fluido de trabajo está cerrado.
Contorno del cuerpo de trabajo. Dos pistones se mueven en el cilindro 8: un pistón de trabajo 11 y un pistón de desplazamiento 18. El movimiento hacia arriba del pistón de trabajo conduce a la compresión del fluido de trabajo, su movimiento hacia abajo es causado por la expansión del gas y se acompaña de un trabajo útil. El movimiento ascendente del pistón desplazador empuja el gas hacia la cavidad inferior enfriada del cilindro. Su movimiento hacia abajo corresponde al calentamiento del gas. El accionamiento rómbico 12 le dice a los pistones que se muevan correspondientes a cuatro ciclos de ciclo ((el diagrama muestra estos ciclos).
barra yo- enfriamiento del fluido de trabajo. El pistón desplazador 18 se mueve hacia arriba, empujando el fluido de trabajo a través del regenerador 7, en el que se almacena el calor del gas calentado, hacia la parte inferior enfriada del cilindro. El pistón de trabajo 11 está en BDC.
Barra II- compresión del fluido de trabajo. La energía almacenada en el gas comprimido del volumen tampón 22 informa al pistón de trabajo 11 de un movimiento ascendente, acompañado por la compresión del fluido de trabajo frío.
Barra III- calentamiento del fluido de trabajo. El pistón de desplazamiento 18, casi unido al pistón de trabajo 11, desplaza el gas al espacio caliente a través del regenerador 7, en el que el calor almacenado durante el enfriamiento se devuelve al gas.
Barra IV- expansión del cuerpo de trabajo - ciclo de trabajo. Cuando se calienta en un espacio caliente, el gas se expande y realiza un trabajo útil. Parte del mismo se almacena en el volumen tampón de gas comprimido 22 para la posterior compresión del fluido de trabajo en frío. El resto se retira de los ejes del motor.
Circuito de calefacción. El ventilador sopla el aire hacia la entrada de aire 19, pasa a través de los elementos 3 del calentador, se calienta y entra en los inyectores de combustible. Los gases calientes resultantes calientan los tubos 16 del calentador del fluido de trabajo, fluyen alrededor de los elementos 3 del calentador y, habiendo cedido su calor al aire que va a quemar el combustible, son expulsados ​​​​a través del tubo de escape 2 en la atmósfera.
Circuito de refrigeración. El agua se suministra a través de las boquillas 20 a la parte inferior del cilindro y, fluyendo alrededor de los nervios enfriadores 9, los enfría continuamente.

"Stirlings" en lugar de ICE

Las primeras pruebas, realizadas hace medio siglo, mostraron que el "stirling" es casi perfectamente silencioso. No tiene carburador, inyectores de alta presión, sistema de encendido, válvulas, bujías. La presión en el cilindro, aunque sube a casi 200 atm, pero no por una explosión, como en un motor de combustión interna, sino suavemente. No se requieren silenciadores en el motor. El accionamiento de pistón cinemático en forma de diamante está totalmente equilibrado. Sin vibraciones, sin ruidos.
Dicen que incluso con una mano en el motor, no siempre es posible determinar si funciona o no. Estas cualidades del motor de un automóvil son especialmente importantes, porque en las grandes ciudades existe un grave problema de reducción del ruido.
Pero otra cualidad - "omnívoro". De hecho, no existe tal fuente de calor que no sea adecuada para conducir un "stirling". Un automóvil con un motor de este tipo puede funcionar con madera, paja, carbón, queroseno, combustible nuclear e incluso con la luz del sol. Puede funcionar con el calor almacenado en la masa fundida de alguna sal u óxido. Por ejemplo, fundir 7 litros de óxido de aluminio reemplaza 1 litro de gasolina. Tal versatilidad no solo siempre podrá ayudar a un conductor en problemas. Resolverá el agudo problema del humo urbano. Al acercarse a la ciudad, el conductor enciende el quemador y derrite la sal en el tanque. El combustible no se quema dentro de la ciudad: el motor funciona con fusión.
¿Qué pasa con la regulación? Para reducir la potencia, basta con liberar la cantidad requerida de gas del circuito cerrado del motor en un cilindro de acero. Automatic reduce inmediatamente el suministro de combustible para que la temperatura permanezca constante independientemente de la cantidad de gas. Para aumentar la potencia, se bombea gas desde el cilindro de regreso al circuito.
Eso es solo en términos de costo y peso, los "stirlings" siguen siendo inferiores a los motores de combustión interna. por 1 litro Con. tienen 5 kg, que es mucho más que el de los motores de gasolina y diesel. Pero no debemos olvidar que estos son todavía los primeros modelos que no han sido llevados a un alto grado de perfección.
Los cálculos teóricos muestran que, ceteris paribus, los Stirling requieren presiones más bajas. Este es un mérito importante. Y si además tienen ventajas de diseño, es posible que se conviertan en el rival más formidable de los motores de combustión interna en la industria automotriz. No turbinas en absoluto.

Stirling por GM

El trabajo serio para mejorar el motor de combustión externa, que comenzó 150 años después de su invención, ya ha dado sus frutos. Se proponen varias opciones de diseño para un motor que funcione en el ciclo Stirling. Hay proyectos de motores con placa oscilante para controlar la carrera de los pistones, se ha patentado un motor rotativo, en una de las secciones del rotor en la que se produce compresión, en la otra, expansión, y el calor se suministra y se elimina en los canales. conectar las cavidades. La presión máxima en los cilindros de muestras individuales alcanza 220 kg/cm 2 y la presión efectiva promedio - hasta 22 y 27 kg/cm 2 y más. Rentabilidad llevada a 150 g/hp/hora.
El mayor progreso lo hizo General Motors, que en la década de 1970 construyó un "stirling" en forma de V con un mecanismo de manivela convencional. Un cilindro está trabajando, el otro es de compresión. Solo el pistón de trabajo está en el pistón de trabajo y el pistón desplazador está en el cilindro de compresión. El calentador, el regenerador y el enfriador están ubicados entre los cilindros. El ángulo de fase, es decir, el ángulo de atraso de un cilindro respecto a otro, para este “stirling” es de 90°. La velocidad de un pistón debe ser máxima en el momento en que la velocidad del otro es cero (en los puntos muertos superior e inferior). El cambio de fase en el movimiento de los pistones se logra disponiendo los cilindros en un ángulo de 90°. Estructuralmente, este es el "stirling" más simple. Pero es inferior al motor con un mecanismo de manivela rómbico en equilibrio. Para equilibrar completamente las fuerzas de inercia en un motor en forma de V, el número de cilindros debe aumentarse de dos a ocho.

Diagrama esquemático del "stirling" en forma de V:
1 - cilindro de trabajo;
2 - pistón de trabajo;
3 - calentador;
4 - regenerador;
5 - manga termoaislante;
6 - enfriador;
7 - cilindro de compresión.

El ciclo operativo en un motor de este tipo procede de la siguiente manera.
En el cilindro de trabajo 1 se calienta el gas (hidrógeno o helio), en el otro, el de compresión 7, se enfría. Cuando el pistón se mueve hacia arriba en el cilindro 7, el gas se comprime: la carrera de compresión. En este momento, el pistón 2 comienza a moverse hacia abajo en el cilindro 1. El gas del cilindro frío 7 fluye al cilindro caliente 1, pasando sucesivamente por el enfriador 6, el regenerador 4 y el calentador 3: la carrera de calentamiento. El gas caliente se expande en el cilindro 1, realizando un trabajo: la carrera de expansión. Cuando el pistón 2 se mueve hacia arriba en el cilindro 1, el gas se bombea a través del regenerador 4 y el enfriador 6 al cilindro 7: el ciclo de enfriamiento.
Tal esquema de "stirling" es más conveniente para la marcha atrás. En la carcasa combinada del calentador, el regenerador y el enfriador (su dispositivo se discutirá más adelante), se fabrican amortiguadores para esto. Si los mueve de una posición extrema a otra, el cilindro frío se calentará y el caliente se enfriará y el motor girará en la dirección opuesta.
El calentador es un conjunto de tubos de acero inoxidable resistente al calor a través del cual pasa el gas de trabajo. Los tubos son calentados por la llama de un quemador adaptado para quemar varios combustibles líquidos. El calor del gas calentado se almacena en el regenerador. Este nodo es de gran importancia para obtener una alta eficiencia. Cumplirá su propósito si transfiere unas tres veces más calor que en el calentador, y el proceso lleva menos de 0,001 segundos. En resumen, es un acumulador de calor de acción rápida y la tasa de transferencia de calor entre el regenerador y el gas es de 30.000 grados por segundo. El regenerador, cuya eficiencia es igual a 0,98 unidades, consiste en un cuerpo cilíndrico en el que se ubican en serie varias arandelas hechas de alambre enmarañado (diámetro del alambre 0,2 mm). Para evitar que el calor se transfiera al refrigerador, se instala una funda aislante de calor entre estas unidades. Y por último, el enfriador. Está hecho en forma de camisa de agua en la tubería.
La potencia de Stirling se controla cambiando la presión del gas de trabajo. Para este propósito, el motor está equipado con un cilindro de gas y un compresor especial.

Ventajas y desventajas

Para evaluar las perspectivas del uso de "stirling" en automóviles, analizamos sus ventajas y desventajas. Comencemos con uno de los parámetros más importantes para un motor térmico, la llamada eficiencia teórica, para Stirling viene determinada por la siguiente fórmula:

η \u003d 1 - Tx / Tg

Donde η es la eficiencia, Tx es la temperatura del volumen "frío" y Tg es la temperatura del volumen "caliente". Cuantitativamente, este parámetro para "stirling" es 0,50. Esto es significativamente más que las mejores turbinas de gas, motores de gasolina y diésel, que tienen una eficiencia teórica de 0,28, respectivamente; 0,30; 0.40.
Como un motor de combustión externa. Stirling puede funcionar con varios combustibles: gasolina, queroseno, diesel, gaseoso e incluso sólido. Las características del combustible, como el número de cetano y octano, el contenido de cenizas y el punto de ebullición durante la combustión fuera del cilindro del motor, no son importantes para el "stirling". Para que funcione con diferentes combustibles, no se requieren modificaciones importantes, simplemente reemplace el quemador.
Un motor de combustión externa en el que la combustión procede de manera estable con una relación constante de exceso de aire de 1,3. emite significativamente menos monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno que un motor de combustión interna.
El bajo ruido del "stirling" se debe a la baja relación de compresión (de 1,3 a 1,5). La presión en el cilindro aumenta suavemente y no con una explosión, como en un motor de gasolina o diesel. La ausencia de fluctuaciones en la columna de gas en el tracto de escape determina la ausencia de ruido del escape, lo que es confirmado por las pruebas del motor desarrollado por Phillips junto con Ford para el autobús.
Stirling se distingue por un bajo consumo de aceite y una alta resistencia al desgaste debido a la ausencia de sustancias activas en el cilindro y la temperatura relativamente baja del gas de trabajo, y su confiabilidad es mayor que la de los motores de combustión interna que conocemos, ya que no tienen un complejo mecanismo de distribución de gas.
Una ventaja importante de Stirling como motor de automóvil es su mayor adaptabilidad a los cambios de carga. Es, por ejemplo, un 50 por ciento más alto que el de un motor de carburador, por lo que es posible reducir el número de pasos en la caja de cambios. Sin embargo, es imposible abandonar por completo el embrague y la caja de cambios, como en un automóvil a vapor.
Pero, ¿por qué un motor con ventajas tan obvias aún no ha encontrado una aplicación práctica? La razón es simple: tiene muchas deficiencias aún sin resolver. El principal de ellos es la gran dificultad de gestión y ajuste. Hay otros "filos" que no son tan fáciles de eludir tanto para los diseñadores como para los fabricantes. En particular, los pistones necesitan sellos muy efectivos que deben soportar altas presiones (hasta 200 kg / cm2) y evitar que el aceite ingrese a la cavidad de trabajo. En cualquier caso, el trabajo de 25 años de Phillips en la puesta a punto de su motor aún no ha logrado que sea adecuado para el uso masivo en automóviles. No es de poca importancia el rasgo característico de "stirling": la necesidad de eliminar una gran cantidad de calor con agua de enfriamiento. En los motores de combustión interna, una parte importante del calor se libera a la atmósfera junto con los gases de escape. En Sterling, solo el 9 por ciento del calor generado por la combustión del combustible va al escape. Si en un motor de combustión interna de gasolina con agua de refrigeración se elimina del 20 al 25 por ciento del calor, entonces en "agitación", hasta el 50 por ciento. Esto significa que un automóvil con un motor de este tipo debería tener un radiador aproximadamente 2-2,5 veces más grande que el de un motor de gasolina similar. La desventaja de "stirling" es su alta gravedad específica en comparación con el motor de combustión interna común. Otra desventaja bastante significativa es la dificultad de aumentar la velocidad: ya a 3600 rpm, las pérdidas hidráulicas aumentan significativamente y la transferencia de calor empeora. Y finalmente. "Stirling" es inferior a un motor de combustión interna convencional en la respuesta del acelerador.
Continúa el trabajo en la creación y perfeccionamiento de "stirlings" de automóviles, incluso para turismos. Puede considerarse que en la actualidad las cuestiones fundamentales han sido resueltas. Sin embargo, aún queda mucho trabajo por hacer. El uso de aleaciones ligeras puede reducir la gravedad específica del motor, pero seguirá siendo mayor. que un motor de combustión interna, debido a la mayor presión del gas de trabajo. Probablemente, el motor de combustión externa encontrará aplicación principalmente en camiones, especialmente militares, debido a su bajo consumo de combustible.

El agravamiento de los problemas globales que requieren soluciones urgentes (agotamiento de los recursos naturales, contaminación ambiental, etc.) condujo a fines del siglo XX a la necesidad de adoptar una serie de actos legislativos internacionales y rusos en el campo de la ecología, la gestión de la naturaleza y conservación de energía. Los principales requisitos de estas leyes tienen como objetivo reducir las emisiones de CO2, ahorrar recursos y energía, cambiar los vehículos a combustibles de motor respetuosos con el medio ambiente, etc.

Una de las formas prometedoras de resolver estos problemas es el desarrollo y la introducción generalizada de sistemas de conversión de energía basados ​​en motores Stirling (máquinas). El principio de funcionamiento de tales motores fue propuesto en 1816 por el escocés Robert Stirling. Estas son máquinas que funcionan en un ciclo termodinámico cerrado, en el que se producen procesos cíclicos de compresión y expansión a diferentes niveles de temperatura, y el flujo del fluido de trabajo se controla cambiando su volumen.

El motor Stirling es un motor térmico único, ya que su potencia teórica es igual a la potencia máxima de los motores térmicos (ciclo de Carnot). Funciona por expansión térmica del gas, seguida de compresión del gas a medida que se enfría. El motor contiene un volumen constante de gas de trabajo que se mueve entre una parte "fría" (generalmente a temperatura ambiente) y una parte "caliente", que se calienta quemando varios combustibles u otras fuentes de calor. El calentamiento se produce desde el exterior, por lo que el motor Stirling se denomina motor de combustión externa (DVPT). Dado que, en comparación con los motores de combustión interna, el proceso de combustión en los motores Stirling se lleva a cabo fuera de los cilindros de trabajo y procede en equilibrio, el ciclo de funcionamiento se implementa en un circuito interno cerrado con tasas de aumento de presión relativamente bajas en los cilindros del motor, la naturaleza suave de los procesos termo-hidráulicos del fluido de trabajo del circuito interno y en ausencia de válvulas de un mecanismo de distribución de gas.

Cabe señalar que en el extranjero ya comenzó la producción de motores Stirling, cuyas características técnicas son superiores a los motores de combustión interna y las unidades de turbina de gas (GTU). Entonces, los motores Stirling de Philips, STM Inc., Daimler Benz, Solo, United Stirling con potencia de 5 a 1200 kW tienen eficiencia. más del 42%, una vida útil de más de 40 mil horas y una gravedad específica de 1,2 a 3,8 kg/kW.

En las revisiones mundiales de la tecnología de conversión de energía, el motor Stirling se considera el más prometedor del siglo XXI. Bajo nivel de ruido, baja toxicidad de los gases de escape, la capacidad de trabajar con varios combustibles, una larga vida útil, buenas características de par: todo esto hace que los motores Stirling sean más competitivos en comparación con los motores de combustión interna.

¿Dónde se pueden utilizar los motores Stirling?

Las centrales eléctricas autónomas con motores Stirling (generadores Stirling) se pueden utilizar en regiones de Rusia donde no hay reservas de fuentes de energía tradicionales: petróleo y gas. La turba, la madera, el esquisto bituminoso, el biogás, el carbón y los residuos de la industria agrícola y maderera se pueden utilizar como combustible. En consecuencia, desaparece el problema con el suministro de energía de muchas regiones.

Estas centrales eléctricas son respetuosas con el medio ambiente, ya que la concentración de sustancias nocivas en los productos de combustión es casi dos órdenes de magnitud inferior a la de las centrales eléctricas diésel. Por lo tanto, los generadores Stirling se pueden instalar muy cerca del consumidor, lo que eliminará las pérdidas en la transmisión de electricidad. Un generador con una capacidad de 100 kW puede proporcionar electricidad y calor a cualquier asentamiento con una población de más de 30 a 40 personas.

Las centrales eléctricas autónomas con motores Stirling encontrarán una amplia aplicación en la industria del petróleo y el gas de la Federación Rusa durante el desarrollo de nuevos campos (especialmente en el extremo norte y la plataforma de los mares árticos, donde se necesita un suministro de energía importante para la exploración, taladrado, soldadura y otros trabajos). Aquí, el gas natural crudo, el gas de petróleo asociado y el condensado de gas se pueden usar como combustible.

Ahora en la Federación Rusa se pierden anualmente hasta 10 mil millones de metros cúbicos. m de gas asociado. Es difícil y costoso recolectarlo; no puede usarse como combustible para motores de combustión interna debido a la composición fraccionaria que cambia constantemente. Para evitar que el gas contamine la atmósfera, simplemente se quema. Al mismo tiempo, su uso como combustible para motores tendrá un efecto económico significativo.

Es recomendable utilizar centrales eléctricas con una capacidad de 3-5 kW en sistemas de automatización, comunicación y protección catódica en gasoductos principales. Y otros más potentes (de 100 a 1000 kW), para el suministro de electricidad y calor a grandes campamentos de turno para trabajadores del gas y del petróleo. Las instalaciones de más de 1000 kW se pueden utilizar en instalaciones de perforación terrestres y en alta mar en la industria del petróleo y el gas.

Problemas de creación de nuevos motores.

El motor, propuesto por el propio Robert Stirling, tenía características de peso y tamaño importantes y baja eficiencia. Debido a la complejidad de los procesos en un motor de este tipo, asociado con el movimiento continuo de los pistones, el primer aparato matemático simplificado fue desarrollado solo en 1871 por el profesor de Praga G. Schmidt. El método de cálculo que propuso se basó en el modelo ideal del ciclo de Stirling y permitió crear motores con eficiencia. hasta 15%. No fue hasta 1953 que la empresa holandesa Philips creó los primeros motores Stirling de alta eficiencia, superiores en rendimiento a los motores de combustión interna.

En Rusia, los intentos de crear motores Stirling domésticos se han realizado repetidamente, pero no han tenido éxito. Hay varios problemas importantes que obstaculizan su desarrollo y uso generalizado.

En primer lugar, se trata de la creación de un modelo matemático adecuado de la máquina de Stirling diseñada y del método de cálculo correspondiente. La complejidad del cálculo está determinada por la complejidad de la implementación del ciclo termodinámico de Stirling en máquinas reales, debido a la no estacionariedad del intercambio de calor y masa en el circuito interno, debido al movimiento continuo de los pistones.

La falta de modelos matemáticos y métodos de cálculo adecuados es la razón principal del fracaso de varias empresas nacionales y extranjeras en el desarrollo de motores y máquinas de refrigeración Stirling. Sin un modelo matemático preciso, el ajuste fino de las máquinas diseñadas se convierte en una investigación experimental agotadora a largo plazo.

Otro problema es la creación de diseños de unidades individuales, dificultades con sellos, control de potencia, etc. Las dificultades en el diseño se deben a los fluidos de trabajo utilizados, que son helio, nitrógeno, hidrógeno y aire. El helio, por ejemplo, tiene superfluidez, lo que exige mayores requisitos para los elementos de sellado de los pistones de trabajo, etc.

El tercer problema es el alto nivel de tecnología de producción, la necesidad de utilizar aleaciones y metales resistentes al calor, nuevos métodos para soldar y soldar.

Cuestión aparte es la fabricación de un regenerador y una tobera para que proporcione por un lado una alta capacidad calorífica y por otro una baja resistencia hidráulica.

Desarrollos domésticos de máquinas Stirling

En la actualidad, se ha acumulado suficiente potencial científico en Rusia para crear motores Stirling altamente eficientes. Se han logrado resultados significativos en Stirling Technologies Innovation and Research Center LLC. Los especialistas realizaron estudios teóricos y experimentales para desarrollar nuevos métodos de cálculo de motores Stirling de alto rendimiento. Las principales áreas de trabajo están relacionadas con el uso de motores Stirling en plantas de cogeneración y sistemas de aprovechamiento del calor de los gases de escape, por ejemplo, en mini-CHPs. Como resultado, se crearon métodos de desarrollo y prototipos de motores de 3 kW.

Se prestó especial atención en el curso de la investigación al estudio de los componentes individuales de las máquinas Stirling y su diseño, así como a la creación de nuevos diagramas esquemáticos de instalaciones para diversos propósitos funcionales. Las soluciones técnicas propuestas, teniendo en cuenta que las máquinas Stirling son menos costosas de operar, permiten aumentar la eficiencia económica del uso de nuevos motores en comparación con los convertidores de energía tradicionales.

La producción de motores Stirling es económicamente viable dada la demanda prácticamente ilimitada de equipos eléctricos altamente eficientes y respetuosos con el medio ambiente, tanto en Rusia como en el extranjero. Sin embargo, sin la participación y el apoyo del estado y las grandes empresas, el problema de su producción en masa no puede resolverse por completo.

¿Cómo ayudar a la producción de motores Stirling en Rusia?

Es obvio que la actividad innovadora (especialmente el desarrollo de innovaciones básicas) es un tipo de actividad económica compleja y arriesgada. Por lo tanto, debe basarse en el mecanismo de apoyo estatal, especialmente “al inicio”, con una transición posterior a condiciones normales de mercado.

El mecanismo para crear en Rusia una producción a gran escala de máquinas Stirling y sistemas de conversión de energía basados ​​en ellas podría incluir:
- financiación directa con presupuesto compartido de proyectos innovadores sobre máquinas Stirling;
- medidas de apoyo indirecto debido a la exención del IVA y otros impuestos de los niveles federal y regional de los productos fabricados bajo proyectos Stirling durante los dos primeros años, así como la provisión de un crédito fiscal para dichos productos durante los próximos 2-3 años (teniendo en cuenta que los costes de desarrollo no conviene incluir en su precio un producto fundamentalmente nuevo, es decir, en los costes del fabricante o del consumidor);
- exclusión de la base imponible del impuesto sobre la renta de la contribución de la empresa a la financiación de proyectos de Stirling.

En el futuro, en la etapa de promoción sostenible de equipos de potencia basados ​​​​en máquinas Stirling en los mercados nacionales y extranjeros, la reposición de capital para la expansión de la producción, el reequipamiento técnico y el apoyo a los próximos proyectos para la producción de nuevos tipos. de equipo puede llevarse a cabo a expensas de las ganancias y la venta de acciones de producción dominada con éxito, los recursos de crédito de los bancos comerciales, así como la atracción de inversiones extranjeras.

Se puede suponer que debido a la disponibilidad de la base tecnológica y el potencial científico acumulado en el diseño de máquinas Stirling, con una política financiera y técnica razonable, Rusia puede convertirse en líder mundial en la producción de nuevos motores ecológicos y altamente eficientes. en el futuro cercano.

En los motores de combustión externa, el proceso de combustión del combustible y la fuente de influencia térmica están separados de la instalación de trabajo. Esta categoría generalmente incluye turbinas de vapor y de gas, así como motores Stirling. Los primeros prototipos de este tipo de instalaciones se construyeron hace más de dos siglos y se utilizaron durante casi todo el siglo XIX.

Cuando la industria en rápido desarrollo necesitó plantas de energía potentes y económicas, los diseñadores idearon un reemplazo para las máquinas de vapor explosivas, donde el fluido de trabajo era vapor a alta presión. Así aparecieron los motores de combustión externa, que se generalizaron ya a principios del siglo XIX. Solo unas décadas más tarde fueron reemplazados por motores de combustión interna. Cuestan significativamente menos que su amplia distribución.

Pero hoy en día, los diseñadores están observando más de cerca los motores de combustión externa obsoletos. Esto se debe a sus beneficios. La principal ventaja es que tales instalaciones no necesitan combustible caro y bien purificado.

Los motores de combustión externa no tienen pretensiones, aunque su construcción y mantenimiento siguen siendo bastante caros.

motor de Stirling

Uno de los representantes más famosos de la familia de motores de combustión externa es la máquina de Stirling. Fue inventado en 1816, mejorado varias veces, pero posteriormente fue olvidado inmerecidamente durante mucho tiempo. Ahora el motor Stirling ha recibido un renacimiento. Se utiliza con éxito incluso en la exploración espacial.

El funcionamiento de la máquina de Stirling se basa en un ciclo termodinámico cerrado. Aquí tienen lugar procesos periódicos de compresión y expansión a diferentes temperaturas. La gestión del flujo de trabajo se produce cambiando su volumen.

El motor Stirling puede funcionar como bomba de calor, generador de presión, dispositivo de refrigeración.

En este motor, a bajas temperaturas, el gas se comprime, ya altas temperaturas, se expande. El cambio periódico de parámetros ocurre debido al uso de un pistón especial, que tiene la función de un desplazador. Se suministra calor al fluido de trabajo desde el exterior, a través de la pared del cilindro. Esta característica da el derecho

El año pasado, la revista, en cuyo primer número se saludaba a los lectores A.Einstein, transformado 85 años.

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