У двигунах зовнішнього згорянняпроцес спалювання палива та джерело теплового впливу відокремлені від робочої установки. До цієї категорії зазвичай відносять парові та газові турбіни, а також двигуни Стірлінга. Перші прототипи подібних установокбули сконструйовані понад два століття тому і застосовувалися протягом майже XIX століття.

Коли для бурхливо розвивається промисловості знадобилися потужні й економічні енергетичні установки, конструктори придумали заміну вибухонебезпечним паровим двигунам, де робочим тілом був пар під великим тиском. Так з'явилися двигуни зовнішнього згоряння, що набули поширення вже на початку XIX століття. Лише за кілька десятків років їм на зміну прийшли двигуни внутрішнього згоряння. Коштували вони значно дешевше, як і їх широке поширення.

Але сьогодні конструктори все пильніше придивляються до двигунів зовнішнього згоряння, що вийшли з широкого вживання. Це їх перевагами. Головна перевага полягає в тому, що такі установки не потребують добре очищеного та дорогого палива.

Двигуни зовнішнього згоряння невибагливі, хоча досі їх будівництво та обслуговування коштують досить дорого.

Двигун Стірлінга

Один з найбільш відомих представниківсімейства двигунів зовнішнього згоряння - машина Стірлінга. Вона була вигадана в 1816 році, неодноразово вдосконалювалася, але згодом на довгий час була незаслужено забута. Тепер двигун Стірлінга отримав друге народження. Його з успіхом використовують навіть за освоєння космічного простору.

Робота машини Стірлінга заснована на замкнутому термодинамічному циклі. Періодичні процеси стиснення та розширення тут йдуть за різних температур. Управління робочим потоком відбувається у вигляді зміни його обсягу.

Двигун Стірлінга може працювати як тепловий насос, генератор тиску, пристрої для охолодження.

У цьому двигуні за низької температури йде стиск газу, а за високої – його розширення. p align="justify"> Періодична зміна параметрів відбувається за рахунок використання особливого поршня, що має функцію витіснювача. Тепло до робочого тіла при цьому підводиться із зовнішнього боку через стінку циліндра. Ця особливість і дає право

Парові двигуни, що широко використовуються в дев'ятнадцятому столітті, не забезпечували достатньої безпеки при їх експлуатації. Механізми мали багато конструктивних недоліків, не витримували високого тискупара, що призводило до розривів казанів. , запатентований у 1816 році священиком із Шотландії на ім'я Роберт Стірлінг, став вдалим рішеннямна той час. Його унікальність полягала у застосуванні спеціального очищувача (регенератора) у відомих раніше «двигунах гарячого повітря».

На представленій схемі у доступній формі проілюстровано пристрій поршневого механізму та порядок його роботи.

Суть винаходу Стірлінга

На схемі тепловий двигун складається з двох циліндрів компресійного та робочого. Ліва та права сторониподовженого циліндра розділені теплоізоляційною стінкою. Усередині ходить спеціальний витіснювальний поршень, який не стикається з бічними стінками.

1. До лівого боку пристрою підводиться тепло, до правої – охолодження.
2. Коли поршень рухається вліво, гаряче повітрявитісняється в холодну праву зону та охолоджується.
3. При цьому газ зменшується в обсязі.
4. Робочий поршень втягується вліво.
5. Під час руху витіснювального поршня вправо холодне повітрявитісняється в гарячу зону, де нагрівається та розширюється.
6. Підштовхує робочий поршень вправо.
7. Робочий та витіснювальний поршні пов'язані між собою через колінчастий валз кутом усунення 90 градусів.

Важливо: – це механізм поршневого типу із підведенням тепла від зовнішнього джерела. Робоче тіло пристрою постійно знаходиться в замкнутому просторіта не підлягає заміні. Для постачання необхідної кількостітепла можуть бути використані такі джерела:

• електрика;
• сонце;
• ядерна енергія та ін.

Історія розвитку двигунів зовнішнього згоряння

На відміну від двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), де енергія виділяється внаслідок розширення об'єму повітря при згоранні паливних сумішей, тут нагрівання робочого матеріалу здійснюється через зовнішні стінки циліндра. Звідси походить назва «Двигун зовнішнього згоряння».

Завдяки появі конструкції двигуна регенеруючого елемента, тепло надовго зберігається в зоні дії при охолодженні робочого тіла, що сприяє значному підвищенню продуктивності двигуна. Винахід дозволило збільшити ефективність механізмів, його почали широко застосовувати у промисловому виробництві.

З часом пристрої Стірлінга втратили популярність, але за інерцією продовжували застосовуватися на деяких нечисленних виробництвах. Парові двигуни поступилися лідируючої сходинки механізмам нового покоління:

• двигунів внутрішнього згоряння;
• паровим машинам;
• електричних двигунів.

Про переваги теплових пристроїв знову почали згадувати лише у ХХ столітті. Впровадженням двигунів Стірлінга в сучасні розробки займаються найкращі інженерні колективи відомих виробниківАмерики, Швеції, Японії та ін.

Як працює теплова машина Стірлінг

Принцип роботи двигуна зовнішнього згоряння полягає у постійній зміні режимів – нагрівання/охолодження робочого матеріалу, що знаходиться у замкнутому просторі. Виходячи із законів фізики, при нагріванні газу його обсяг збільшується, а при зниженні температури, він зменшується відповідно. Кількість енергії, що виробляється, залежить від коефіцієнта зміни об'єму робочого тіла.

Під терміном «робоче тіло» маються на увазі наступні речовини:

1. Повітря.
2. Газ (гелій, водень, фреон, двоокис азоту).
3. Рідина (вода, скраплений бутан або пропан).

Сфера застосування двигунів зовнішнього згоряння

В результаті подальших удосконалень конструкції двигуна газ нагрівається/охолоджується при постійному тиску в системі (замість збереження об'єму). Це винахід інженера зі Швеції на ім'я Еріксон, дозволило створювати двигуни, призначені для використання працівниками шахт, друкарень, суден тощо. У пасажирських екіпажах того часу теплові двигуни не застосовувалися, тому що мали порівняно більшу вагу.

Двигуни зовнішнього згоряння часто використовувалися для приведення в дію генераторів у районах, де не було подачі електроенергії.

Цікаво: 1945 року винахідники-ентузіасти компанії Philips придумали зворотне застосування теплових пристроїв. При розкручуванні валу електричним двигуном, головка циліндра охолоджується до -190°С. Це дало змогу використати удосконалений поршневий двигун зовнішнього згоряння Стірлінга в холодильних агрегатах.

Чи можна використовувати двигуни Стірлінга замість ДВС

Компанія General Motorsз другої половини ХХ століття почала займатися впровадженням у виробництво V-подібних стірлінгів для кривошипно-шатунних механізмів. При випробуваннях двигунів зовнішнього згоряння було помічено, що вони ідеально працюють без звуків та шуму. Тут відсутні карбюратор, система запалювання, форсунки, що вимагають високий тиск, свічки, клапани та ін. Для створення достатнього тиску в циліндрах двигуна не потрібно підривати паливо, як у ДВЗ. У разі використання автомобілів, оснащених двигунами зовнішнього згоряння, можна вирішити проблему, пов'язану зі зниженням шуму у великих містах.

В результаті проведених випробувань було виявлено такі переваги та недоліки двигунів зовнішнього згоряння.

• Переваги даних пристроїв:
• безшумна робота (немає необхідності встановлювати глушник);
• відсутність вібрацій;
• немає потреби у створенні високого тиску в системі;
• універсальність, здатність працювати від джерел тепла;
• легкість регулювань.

До недоліків двигунів відносяться:

• порівняно велика вага конструкції;
• мала економічність;
• висока собівартість механізму.

Спрощена схема V- образного двигуназовнішнього згоряння:

Один з циліндрів двигуна є робочим (1), інший відповідно компресійним (7). У кожному їх розташований свій поршень (2). У центральній частині схеми розміщені: охолоджувач (6), теплообмінник (4), нагрівальний елемент(3). При максимальної швидкостіодного з поршнів, інший у цей час перебуває у нерухомому стані, його швидкість дорівнює нулю. Кут усунення фаз дорівнює 90°, завдяки взаємно перпендикулярному розташуванню циліндрів.

Як працює і де застосовується двигун зовнішнього згоряння

Незважаючи на те, що двигуни Стірлінга були забуті на деякий період, сучасне виробництвопри створенні нових модифікацій видатний винахід набирає нової популярності. Народні умільцігідно оцінили переваги двигунів зовнішнього згоряння і споруджують самостійно в домашніх умовах різні пристрої, засновані на їх застосуванні. Для виготовлення теплового двигунасвоїми руками у домашніх майстернях використовуються різні матеріалита підручні засоби:

1. Великі та середні ємності, запозичені із домашнього господарства.
2. Підшипники від старих механізмів
3. Диски.
4. Металеві стрижні різного діаметру для осей, стояків.
5. Аркуші з металу, дерев'яних плит для виготовлення платформи.

Дані пристрої використовуються в домашньому господарствідля виконання різних робіт:

1. Вироблення електричної енергіїу дрібних масштабах.
2. Створення теплової енергії.

Кількості потужності деяких зразків саморобних двигунівСтирлінгу, достатньо для облаштування електричної мережіта забезпечення теплом приватних будинків, невеликих шкіл, лікувальних корпусів, спортивних споруд, виробничих майстерень та ін.

Двигуни, створені своїми руками, функціонують від різних джерел тепла:

• природний газ;
• дрова;
• вугілля;
• торф;
• пропан та інші види палива місцевого виробництвачи корисних копалин.

Завдяки простоті конструкції, теплові пристрої, виготовлені своїми руками, не потребують регулярного технічне обслуговуванняагрегату. Спалювання палива здійснюється поза корпусу циліндра, тому робоче тіло не забруднюється продуктами згоряння, на внутрішніх стінках устаткування не накопичуються шкідливі відкладення.

У порівнянні з ДВС, до складу даної конструкції входить удвічі менше рухомих вузлів та деталей. Тут потрібно набагато менше мастила для догляду за елементами, що швидко зношуються. Вимоги до якості мастильних матеріалів- Мінімальні.

Для підведення електромережі до споживачів не потрібно купувати дороге обладнання. Підключення дротів до електричної мережі здійснюється простими звичними методами.

Двигуни зовнішнього згоряння, вироблені в побутових умовахлегко монтуються на рівних майданчиках, покритих гравієм, без міцної фіксації. Дані установки не схильні до шкідливих атмосферних впливів. Для забезпечення безперебійної стабільної роботидвигуну не потрібний спеціальний захисний корпус.

Двигуни зовнішнього згоряння стали використовуватися тоді, коли людям знадобилося потужне та економічне джерело енергії. До цього використовувалися парові установки, проте вони були вибухонебезпечними, оскільки використовували гарячу пару під тиском. На початку 19 століття їм на зміну прийшли пристрої із зовнішнім згорянням, а ще через кілька десятків років були винайдені вже звичні прилади із внутрішнім згорянням.

Походження пристроїв

У 19 столітті людство зіткнулося з проблемою, яка полягала в тому, що парові котли дуже часто вибухали, а також мали серйозні конструктивні недолікищо робило їх використання небажаним. Вихід був знайдений у 1816 році шотландським священиком Робертом Стірлінгом. Ці пристрої можна також називати "двигунами гарячого повітря", які застосовувалися ще в 17 столітті, однак ця людина додала до винаходу очищувач, що називається регенератором. Таким чином, двигун зовнішнього згоряння Стірлінга був здатний сильно підвищити продуктивність установки, оскільки він зберігав тепло в теплій робочій зоні, тоді як робоче тіло охолоджувалося. Через це ефективність роботи усієї системи була значно збільшена.

У той час винахід використовувався досить широко і знаходився на підйомі своєї популярності, проте згодом його перестали використовувати, і про нього забули. На зміну обладнанню зовнішнього згоряння прийшли парові установки та двигуни, але вже звичні, із внутрішнім згорянням. Знову про них згадали лише у 20 столітті.

Робота установки

Принцип роботи двигуна зовнішнього згоряння полягає в тому, що в ньому постійно чергуються два етапи: нагрівання та охолодження робочого тіла у замкнутому просторі та одержання енергії. Ця енергія виникає через те, що постійно змінюється обсяг робочого тіла.

Найчастіше робочою речовиною в таких пристроях стає повітря, проте можливе використання ще й гелію або водню. У той час поки винахід знаходився на стадії розробки, як досліди використовувалися такі речовини, як двоокис азоту, фреони, зріджений пропан-бутан. У деяких зразках намагалися використовувати навіть звичайну воду. Варто відзначити, що двигун зовнішнього згоряння, який запускали з водою як робоча речовина, відрізнявся тим, що у нього була досить висока питома потужність, високий тиск, а сам він був компактним.

Перший тип двигуна. "Альфа"

Першою моделлю, яка використовувалася, стала Альфа Стірлінга. Особливість його конструкції полягає в тому, що вона має два силові поршні, що знаходяться в різних роздільних циліндрах. Один із них мав досить високу температуру і був гарячим, інший, навпаки, холодним. Усередині теплообмінника з високою температурою розташовувалася гаряча пара циліндр-поршень. Холодна пара знаходилася всередині теплообмінника з низькою температурою.

Основними перевагами теплового двигуна зовнішнього згоряння стало те, що вони мали високу потужність та об'єм. Проте температура гарячої пари була дуже велика. Через це виникали деякі технічні труднощі у процесі виготовлення таких винаходів. Регенератор даного пристроюзнаходиться між гарячою та холодною сполучними трубками.

Другий зразок. "Бета"

Другим зразком стала модель "Бета" Стірлінга. Основне конструктивна відмінністьполягало в тому, що був лише один циліндр. Один із його кінців виконував роль гарячої пари, а інший кінець залишався холодним. Усередині цього циліндра переміщався поршень, з якого можна знімати потужність. Також усередині був витіснювач, який відповідав за зміну обсягу гарячої робочої зони. У цьому обладнанні використовувався газ, який перекачувався з холодної зони гарячу через регенератор. Цей вид двигуна зовнішнього згоряння мав регенератор у вигляді зовнішнього теплообмінника або поєднувався з поршнем-витіснячем.

Остання модель. «Гамма»

Останнім різновидом даного двигунастала «Гама» Стірлінга. Цей тип відрізнявся не тільки наявністю поршня, а також витіснювача, а ще й тим, що до його конструкції входили вже два циліндри. Як і першому випадку один з них був холодним і використовувався він для відбору потужності. А ось другий циліндр, як у попередньому випадку, був холодний з одного кінця і гарячий з іншого. Тут же рухався витискувач. У поршневому двигуні зовнішнього згоряння також був регенератор, який міг бути двох типів. У першому випадку він був зовнішнім і поєднував між собою такі конструктивні частини, як гарячу зону циліндра з холодною, а також першим циліндром. Другий тип – це внутрішній регенератор. Якщо використовувався цей варіант, він входив у конструкцію витискувача.

Використання Стирлінгів обґрунтовано в тому випадку, якщо необхідний простий та невеликий перетворювач теплової енергії. Також його можна використовувати в тому випадку, якщо різниця температур недостатньо велика, щоб використовувати газові або ж парові турбіни. Варто зазначити, що на сьогоднішній день такі зразки почали використовувати частіше. Наприклад, використовуються автономні моделідля туристів, здатних працювати від газової конфорки.

Застосування пристроїв зараз

Здавалося б, що такий старий винахід не може використовуватися в наші дні, але це не так. NASA замовило двигун зовнішнього згоряння типу Стірлінга, проте як робоча речовина повинні використовуватися ядерні та радіоізотопні джерела тепла. Крім цього, він також успішно може бути використаний у таких цілях:

• Використовувати таку модель двигуна для перекачування рідини набагато простіше, ніж звичайний насос. Багато в чому це завдяки тому, що як поршня можна застосовувати саму рідину, що перекачується. Крім того, вона ж і охолоджуватиме робоче тіло. Наприклад, такий вид насоса можна використовувати, щоб накачувати воду в іригаційні канали, використовуючи для цього сонячне тепло.
• Деякі виробники холодильників схиляються до встановлення таких пристроїв. Вартість продукції вдасться знизити, а як холодоагент можна застосовувати звичайне повітря.
• Якщо поєднати двигун зовнішнього згоряння цього типу з тепловим насосом, можна оптимізувати роботу теплової мережі в будинку.
• Досить успішно Стирлінги використовуються на підводних човнах ВМС Швеції. Справа в тому, що двигун працює на рідкому кисні, який згодом використовується для дихання. Для підводного човна дуже важливо. До того ж таке обладнання має достатньо низьким рівнемшуму. Звичайно, агрегат досить великий і вимагає охолодження, але саме ці два фактори несуттєві, якщо мова йдепро підводний човен.

Переваги використання двигуна

Якщо під час конструювання та складання застосувати сучасні методи, то вдасться підняти коефіцієнт корисної діїдвигуна зовнішнього згоряння до 70%. Використання таких зразків супроводжується такими позитивними якостями:

• Дивно, проте крутний момент у такому винаході практично не залежить від швидкості обертання колінчастого валу.
• В данному силовий агрегатвідсутні такі елементи, як система запалювання та клапанна система. Також тут відсутній розподільний вал.
• Достатньо зручно те, що протягом усього періоду використання не потрібно проводити регулювання та налаштування обладнання.
• Дані моделі двигуна не здатні "затихнути". Найпростіша конструкція апарату дозволяє використовувати його досить тривалий час у повністю автономному режимі.
• Як джерело енергії можна використовувати практично все, починаючи від дров і закінчуючи урановим паливом.
• Природно, що у двигуні зовнішнього згоряння процес спалювання речовин здійснюється зовні. Це сприяє тому, що паливо допалюється у повному обсязі, а кількість токсичних викидів мінімізується.

Недоліки

Природно, будь-який винахід не позбавлений недоліків. Якщо говорити про мінуси таких двигунів, то вони полягають у наступному:

1. Через те, що згоряння здійснюється поза двигуном, відведення тепла відбувається через стінки радіатора. Це змушує підвищувати габарити пристрою.
2. Матеріаломісткість. Для того щоб створити компактну та ефективну модель двигуна Стірлінг, необхідно мати якісну жароміцну сталь, яка зможе витримати великий тиск та високу температуру. Крім того, має бути низька теплопровідність.
3. Як мастило доведеться купувати спеціальний засіб, так як звичайне коксується при високих температурах, які досягаються у двигуні.
4. Для отримання досить високої питомої потужності доведеться використовувати або водень, або гелій як робочу речовину.

Водень і гелій як паливо

Отримання високої потужності, звичайно ж, необхідно, проте потрібно розуміти, що використання водню чи гелію є досить небезпечним. Водень, наприклад, сам собою досить вибухонебезпечний, а за високих температур він створює сполуки, які називаються металлогидритами. Це відбувається, коли водень розчиняється у металі. Інакше кажучи, він може зруйнувати циліндр зсередини.

Крім того, і водень, і гелій - це леткі речовини, які характеризуються високою здатністю, що проникає. Якщо говорити простіше, то вони досить легко просочуються крізь будь-які ущільнення. А втрати речовини означають втрати у робочому тиску.

Роторний двигун зовнішнього згоряння

Серце такої машини – це роторна машина розширення. Для двигунів з зовнішнім типомзгоряння цей елемент представлений у вигляді порожнистого циліндра, який по обидва боки прикритий кришками. Сам собою ротор має вигляд колеса, який посаджений на вал. Також у нього є певна кількість П-подібних пластин, що висуваються. Для їх висування використовується спеціальний висувний пристрій.

Двигун зовнішнього згоряння Лук'янова

Юрій Лук'янов – це науковий співробітник Псковського політехнічного інституту. Він уже давно займається розробкою нових моделей двигунів. Вчений намагався зробити так, щоб у нових моделях були відсутні такі елементи, як коробка передач, розподільний вал та вихлопна труба. Основний недолік пристроїв Стірлінга полягав у тому, що вони мали надто великі габарити. Саме цей недолік вченому і вдалося усунути за рахунок того, що лопаті замінили на поршні. Це допомогло зменшити розмір усієї конструкції у кілька разів. Деякі говорять, що можна зробити двигун зовнішнього згоряння своїми руками.

Загалом близько ста років тому двигунам внутрішнього згоряння довелося у жорстокій конкурентній боротьбі завойовувати те місце, яке вони займають у сучасному автомобілебудуванні. Тоді їхня перевага аж ніяк не була такою очевидною, як у наші дні. Дійсно, парова машина - головний суперник бензинового двигуна- мала в порівнянні з ним величезні переваги: ​​безшумність, простоту регулювання потужності, чудові тягові характеристики і разючу «всеїдність», що дозволяє працювати на будь-якому виді палива від дров до бензину. Але зрештою економічність, легкість і надійність двигунів внутрішнього згоряння взяли гору і змусили змиритися з їхніми недоліками, як з неминучістю.
У 1950-х роках із появою газових турбіні роторних двигунівпочався штурм монопольного становища, займаного двигунами внутрішнього згоряння в автомобілебудуванні, штурм, який досі не увінчався успіхом. Приблизно в ті ж роки робилися спроби вивести на сцену новий двигун, В якому разюче поєднується економічність і надійність бензинового мотора з безшумністю і "всеїдністю" парової установки. Це - знаменитий двигунзовнішнього згоряння, який шотландський священик Роберт Стірлінг запатентував 27 вересня 1816 (англійський патент № 4081).

Фізика процесу

Принцип дії всіх без винятку теплових двигунів заснований на тому, що при розширенні нагрітого газу відбувається більша механічна робота, ніж потрібно на стиск холодного. Щоб продемонструвати це, достатньо пляшки та двох каструль із гарячою та холодною водою. Спочатку пляшку опускають у крижану воду, а коли повітря в ній охолоне, шийку затикають пробкою і швидко переносять у гарячу воду. Через кілька секунд лунає бавовна і газ, що нагрівається в пляшці, виштовхує пробку, здійснюючи механічну роботу. Пляшку можна знову повернути в крижану воду – цикл повториться.
в циліндрах, поршнях і хитромудрих важелях першої машини Стірлінга майже точно відтворювався цей процес, поки винахідник не зрозумів, що частину тепла, що віднімається у газу при охолодженні, можна використовувати для часткового підігріву. Потрібна лише якась ємність, в якій можна було б запасати тепло, відібране у газу при охолодженні, і знову віддавати йому під час нагрівання.
Але, на жаль, навіть це дуже важливе удосконалення не врятувало двигун Стірлінга. До 1885 досягнуті тут результати були дуже посередні: 5-7 відсотків к.п.д., 2 л. с. потужності, 4 тонни ваги та 21 кубометр займаного простору.
Двигуни зовнішнього згоряння були врятовані навіть успіхом іншої конструкції, розробленої шведським інженером Еріксоном. На відміну від Стірлінга, він запропонував нагрівати та охолоджувати газ не при постійному обсязі, а при постійному тиску. 8 1887 року кілька тисяч невеликих еріксонівських двигунів чудово працювало в друкарнях, у будинках, на шахтах, на судах. Вони наповнювали водонапірні баки, наводили дію ліфти. Еріксон намагався навіть пристосувати їх для приводу екіпажів, але вони виявилися надто важкими. У Росії її до революції багато таких двигунів випускалося під назвою «Тепло і сила».

Доктор технічних наук В. НИСКОВСЬКИХ (м. Єкатеринбург).

Обмежені запаси вуглеводневого палива та високі ціни на нього змушують інженерів шукати заміну двигунам внутрішнього згоряння. Російський винахідник пропонує просту конструкцію двигуна із зовнішнім підведенням теплоти, який розрахований на будь-який вид палива, навіть на нагрівання сонячним промінням. Автор проекту двигуна Віталій Максимович Нісковських - конструктор, широко відомий фахівцям-металургам не тільки в нашій країні, а й за кордоном. Він автор понад 200 винаходів у галузі обладнання з розливання сталі, один із засновників вітчизняної школи проектування машин безперервного лиття криволінійних заготовок (МНЛЗ). Сьогодні 36 таких машин, виготовлених під керівництвом В. М. Нісковських на Уралмаші, працюють на металургійних комбінатах Росії, а також у Болгарії, Македонії, Пакистані, Словаччині, Фінляндії, Японії.

У 1816 році шотландець Роберт Стірлінг винайшов двигун із зовнішнім підведенням теплоти. Широкого поширення винахід на той час не набув - надто складною була конструкція в порівнянні з паровою машиноюі двигунами внутрішнього згоряння (ДВС), що з'явилися пізніше.

Однак у наші дні знову виникла гостра цікавість до двигунів Стірлінга. Постійно з'являється інформація про нові розробки та спроби налагодити їх масове виробництво. Наприклад, на голландській фірмі "Філіпс" побудували кілька модифікацій двигуна Стірлінга для великовантажних автомобілів. Двигуни зовнішнього згоряння ставлять на суднах, на невеликих електростанціях та ТЕЦ, а в перспективі збираються оснащувати ними космічні станції (там їх припускають використовувати для електрогенераторів, оскільки двигуни здатні працювати навіть на орбіті Плутона).

Двигуни Стірлінга мають високий ккд, Можуть працювати з будь-яким джерелом теплоти, безшумні, в них не витрачається робоче тіло, в якості якого зазвичай застосовують водень або гелій. Двигун Стірлінг міг би успішно використовуватися на атомних підводних човнах.

У циліндри працюючого двигуна внутрішнього згоряння разом з повітрям обов'язково заносяться частинки пилу, що викликають знос поверхонь, що труться. У двигунах із зовнішнім підведенням теплоти таке виключено, оскільки вони абсолютно герметичні. Крім того, мастило не окислюється і вимагає заміни значно рідше, ніж у ДВЗ.

Двигун Стірлінга, якщо його використовувати як механізм із зовнішнім приводом, перетворюється на холодильний агрегат. У 1944 році в Голландії зразок такого двигуна розкрутили за допомогою електромотора, і температура головки циліндра невдовзі знизилася до -190°С. Подібні пристрої успішно використовують із зрідження газів.

І все ж складність системи кривошипів і важелів поршневих двигунахСтірлінга обмежує їх застосування.

Проблему можна вирішити, замінивши поршні на ротори. Основна ідея винаходу полягає в тому, що на загальному валу встановлені два робочі циліндри різної довжини з ексцентриковими роторами і подпружиненными розділовими пластинами. Порожнина нагнітання (умовно - стискування) малого циліндра з'єднана з порожниною розширення великого циліндра через канавки в розділових пластинах, трубопровід, теплообмінник-регенератор і нагрівач, а порожнина розширення малого циліндра - з порожниною нагнітання великого циліндра через регенератор та холодильник.

Двигун працює в такий спосіб. У кожен момент часу з малого циліндра у гілку високого тиску надходить певний обсяг газу. Щоб заповнити порожнину нагнітання великого циліндра і зберегти тиск, газ нагрівають в регенераторі і нагрівачі; його обсяг збільшується, і тиск залишається незмінним. Те саме, але "зі зворотним знаком" відбувається у гілки низького тиску.

Через різницю в площах поверхні роторів виникає результуюча сила F=∆p(S б-S м), де ∆ p- Різниця тисків у гілках високого та низького тисків; S б- Робоча площа великого ротора; S м- Робоча площа малого ротора. Ця сила обертає вал з роторами і робоче тіло безперервно циркулює, послідовно проходячи через всю систему. Корисний робочий об'єм двигуна дорівнює різниці об'ємів двох циліндрів.

Див. у номері на ту саму тему