Comment fonctionnerait l’accélérateur d’un moteur Stirling?

adamj537

Comment fonctionnerait l’accélérateur d’un moteur Stirling?


Je suis récemment tombé sur cette vidéo d’un moteur Stirling qui comprend un mécanisme d’accélérateur. Malheureusement, il n’y avait aucune information sur le fonctionnement de l’accélérateur.

Je sais que le régime d’un moteur à combustion interne est régulé en contrôlant la quantité d’air et / ou de carburant qui entre dans le moteur. Mais comment fonctionnerait un mécanisme d’accélérateur dans un moteur Stirling?

Mike Dunlavey

Réglez la chaleur du brûleur. C’est ce que fait un accélérateur de voiture.

adamj537

Merci, c’est logique. Cependant, cela ne semble pas être le mécanisme utilisé par le moteur du lien.

Mike Dunlavey

À droite, cela ressemble à une valve dans le tuyau d’un cylindre à l’autre. Je l’ai déjà dit mais je l’ai supprimé car ce n’était tout simplement pas un bon moyen de le faire. Lorsque vous étranglez quelque chose, vous voulez que la consommation de carburant diminue. Cela ne suffit pas.

Solomon Slow

@MikeDunlavey, Re, « Quand vous étranglez quelque chose, vous voulez que la consommation de carburant diminue. » Parfois, c’est une exigence, oui, mais pas toujours. Parfois, c’est juste une fonctionnalité «agréable à avoir», et parfois, vous ne vous en souciez même pas du tout. Un moteur Stirling peut fonctionner avec la chaleur perdue d’un autre processus. Dans ce cas, le « carburant » est gratuit. Dans une telle application, vous ne vous en soucieriez pas si réduire la puissance de sortie signifiait également réduire l’efficacité.

Réponses


 L. Blanc

Le contrôle de la vitesse d’un moteur Stirling est problématique et une mauvaise réponse des gaz est l’une des principales raisons pour lesquelles ce type de moteur n’a pas été utilisé dans les applications automobiles. En général, le moteur Stirling a des surfaces d’échange thermique relativement grandes et la réponse du moteur à l’augmentation ou à la baisse du débit calorifique est lente en raison de la nécessité de modifier la température de toutes les pièces internes du moteur et en particulier la température de tout le transfert de chaleur les surfaces avant que les températures et les pressions des gaz de travail changent suffisamment pour affecter le couple de sortie du moteur et la vitesse de rotation. Ainsi, d’autres méthodes de contrôle de la vitesse sont utilisées.

Une méthode consiste simplement à contourner les gaz de la compression vers les espaces d’expansion en abaissant la pression la plus élevée et en augmentant la pression la plus basse atteinte par le gaz de travail du moteur pendant le cycle. Cela réduit la différence de pression obtenue à l’intérieur du moteur et le couple de sortie du moteur et donc la vitesse de rotation. Évacuer le gaz chaud dans un espace froid sans faire de travail n’est évidemment pas une méthode d’amélioration de l’efficacité pour contrôler le régime du moteur, mais là encore, ni l’un ni l’autre n’étouffe l’alimentation en carburant / air d’un moteur à circuit intégré avec une vanne papillon de plaque d’étranglement et augmente les pertes de pompage parasites dans le processus. Il a l’avantage d’être simple.

Une autre méthode plus compliquée mais plus efficace consiste à éliminer ou à ajouter du gaz de travail au cycle de fonctionnement du moteur pour le ralentir ou l’accélérer. Plus de gaz dans les parties actives du moteur signifie des pressions plus élevées et plus de molécules de gaz disponibles pour déplacer l’énergie dans le moteur, plus de travail à effectuer par celles-ci, un couple plus élevé et généralement un régime moteur plus élevé.

Donc, purgez du gaz à pression plus élevée hors de l’espace de compression et dans un réservoir à pression intermédiaire et le moteur ralentit. Libérez le gaz de ce réservoir à pression intermédiaire dans l’espace d’expansion à basse pression et le moteur accélère à nouveau. Tout cela peut se produire relativement rapidement et sans changer rapidement le débit calorifique du moteur ou les températures internes des pièces du moteur.

Les températures des pièces du moteur changeront avec le temps et le taux de chaleur d’entrée devra être ajusté pour un fonctionnement à long terme à une vitesse différente en raison de la nécessité de restreindre les températures internes maximales auxquelles sont soumises les pièces du moteur. Cependant, la réduction du régime moteur augmente généralement les températures élevées et réduit les températures basses, elle élargit donc la différence de température à partir de laquelle le moteur fonctionne, et elle augmente l’efficacité de conversion thermique du moteur en conséquence. Il s’agit donc d’une meilleure approche que d’ajouter simplement une vanne pour contourner le gaz de travail de la section chaude à la section froide.


 Tyler pontius

Si je devais étrangler un moteur Stirling, j’utiliserais un frein régénératif pneumatique ou électrique sur le volant. Lorsque vous souhaitez ralentir le moteur, le générateur électrique ou le compresseur d’air tirent une charge et la stockent lorsque vous souhaitez l’accélérer. De nombreux moteurs électriques sur lesquels je travaille sont conçus pour démarrer et s’arrêter rapidement. Ils ont une batterie de condensateurs qui stocke l’énergie pour s’assurer qu’ils ne dérivent pas à l’arrêt et leur permet de démarrer rapidement sans surchauffe.

Un groupe motopropulseur stirling sur un véhicule à moteur fonctionnerait probablement mieux avec une transmission électrique de toute façon, cela n’ajouterait donc aucun poids au système. Cela pourrait également démarrer le moteur. L’utilisation d’un compresseur pour y parvenir pourrait le ralentir et l’accélérer encore plus rapidement. L’utilisation de ce type de système permettrait d’économiser une grande partie de l’énergie perdue pour les pertes de pompage de l’étranglement d’un moteur à cycle otto.

Juste mes deux cents, je ne suis en aucun cas un ingénieur, mais cela m’a juste rappelé les systèmes que j’ai vus dans mon expérience. Les moteurs électriques sur lesquels je travaille utilisent une batterie de condensateurs et lorsque je travaillais sur des avions, les APU ont été démarrés par une bouteille d’air. Dieu interdise au pilote de ne pas avoir ses interrupteurs à droite, alors vous étiez coincé en le remontant avec une barre de disjoncteur. Parlez d’une séance d’entraînement.

Edit: je viens de penser à la façon dont il serait difficile de garder sa vitesse basse pendant une période prolongée, ou même de la faire remonter rapidement. Ce ne serait pas un gros problème si vous utilisez un carburant étranglé comme le kérosène propane ou solaire, mais un carburant solide comme le charbon ou le bois serait difficile à étrangler. Soit en évitant la chaleur du côté froid, soit en retirant la chaleur du côté chaud, cela gaspillerait de la chaleur à moins que vous ne puissiez la stocker.


 user2600798

La façon dont je le fais avec mon moteur stirling. Je modifie le volume mort pour contrôler la quantité de fluide de travail chauffé et refroidi tout en conservant le même gradient de température. Cela modifie la puissance de sortie instantanément et en même temps en gardant l’efficacité relativement la même.

 

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