Stirlingův MotorStirlingův Motor

Vypracovali:Petr Veselý, Dominik BauchnerVypracovali:Petr Veselý, Dominik Bauchner

Robert StirlingRobert Stirling

• (25.10. 1790 – 6.6. 1878)• Skotský duchovní• Zájem o strojírenství po otci• Studoval teologii• 27.9. 1816 - vynalezl motor s

vnějším spalováním• 1818 - velký motor s výkonem

2 hp, aby čerpal vodu z kamenolomu

• 1827 a 1840 - 2 patenty na zdokonalené varianty svého stroje

• 19. století a na počátku 20. století• Malé motory poháněly zubařské vrtačky, domácí

ventilátory, šicí stroje atp.• Velké typy byly používány k pohonu navijáků a v dalších

průmyslových aplikacích.• Používala se kapalná, pevná i plynná paliva• Vynálezce John Ericsson:• projekt pancéřová bitevní loď Monitor z doby občanské

války v USA• motor poháněný pouze sluneční energií• Stirlingův motor vytlačen nově vyvinutými spalovacími

motory a elektromotory• Zájem o tento motor znovu podnítil až v roce 1938 N.V.

Philips z Nizozemí, když začal s vývojem malého Stirlingova motoru s výkonem 200W

• helium či vodík jsou výhodnější než vzduch zvýšit měrný výkon a účinnost zjistil, že plyny s nižší molekulovou hmotností, jako

Philips V4-65Philips V4-65

• V 70. letech 20. století

• Philips 4-65 s naklápěcí deskou

• Tento motor prošel dlouhým vývojem, který byl směřován do použití v osobních automobilech

V4X2V4X2• 1974 zastavěn do osobního

vozidla Ford Pinto s automatickou převodovkou

• Do výroby se nedostal. • Vývoj dále pokračoval až do

finálního typu V4X35, který byl v roce 1974 zastavěn do vozu Ford Taurus s manuální převodovkou, avšak největší slabinou Stirlingova motoru je právě rychlá změna výkonu, kterou manuální převodovka vyžaduje mnohem více než automatická

• Sériová výroba nebyla nikdy zahájena z důvodů ceny pohonné jednotky, kterou značně prodražil právě systém regulace výkonu.

Konstrukce motoruKonstrukce motoru

• Stirlingův motor má dva pracovní prostory, mezi nimiž může volně proudit plyn (je v nich prakticky stejný tlak). Jeden z prostorů je studený, druhý horký. Toho je docíleno buď přímým ohříváním a chlazením komor nebo, a to častěji, vnějším ohřívačem a chladičem. Mezi ohřívačem a chladičem je obvykle zařazen ještě regenerátor, akumulující teplo plynu procházejícího z ohřívače do chladiče nebo naopak.

• Tohoto motoru existuje mnoho modifikací - písty mohou být v samostatných válcích, nebo v jednom válci společném, kdy jeden z pístů pracuje v dvojčinném režimu.

Pracovní cyklus – Pracovní cyklus – 1.fáze1.fáze

• Oba písty se pohybují společně, expandující zahřátý plyn v horkém prostoru koná práci.

2.fáze2.fáze

• Řídící píst začíná vytlačovat plyn z horkého do studeného prostoru. Celkový objem se nemění, není tedy konána práce.

3.fáze3.fáze

• Pracovní píst začíná stlačovat plyn ve studeném prostoru. Tlak ochlazením klesl, proto je vykonávaná práce menší, než při expanzi.

4.fáze4.fáze

• Stlačený studený plyn proniká do horkého prostoru aby tam po zahřátí začal expandovat.

Pracovní plyn:Jako plyn konající práci se dříve používal vzduch. Dnes se kvůli vyšší tepelné vodivosti a menším turbulentním ztrátám používá raději helium či vodík.

Výhody a nevýhody:Hlavní výhodou je skutečnost, že tento motor může pracovat s nejrůznějšími zdroji vnější tepelné energie. Od geotermální či solární počínaje a konče fosilními palivy či biomasou. Termická účinnost se u motorů s výkonem 1 až 25 kW pohybuje v rozmezí 25 až 33%. Energetická účinnost v rozmezí 18 až 22%. Dalšími výhodami jsou tichý chod, vysoká životnost či minimální možnost poruchy.Teoreticky by také tento motor mohl pracovat s větší účinností a tím přispět k šetření energie a ochraně přírody, v praxi se to ale moc nedaří, protože se dá těžko dosáhnout vysoká pracovní teplota.

Nevýhodou je špatná regulovatelnost a malá pohotovost k provozu. Potřebuje také poměrně velký chladič s výkonným ventilátorem a pro dosažení vysoké účinnosti musí pracovat s vysokými tlaky plynu. Používá se tedy většinou jako stacionární motor.

Větráček do počítače na principu Větráček do počítače na principu Stirlingova motoruStirlingova motoru

Větrák

Použité Zdroje:Použité Zdroje:

• wikipedia.cz

• stirling.cz/tedom-stirlinguv-motor-historie.html

• en.wikipedia.org/wiki/Robert_Stirling

• tweaktown.com/news/9051/msi_employees_stirling_engine_theory/index.html

• youtube.com