(* Aс и Ar площади поперечных сечений соответственно рабочего поршня и штока вытеснителя; Мр и Мд массы рабочего поршня и вытеснителя. ), а сила, действующая на вытеснитель, Ar (Pw Pb).
Сила, действующая на рабочий поршень, равна (Pw Pb)(Ac Ar) *
Рассмотрим систему, показанную на рис. 1, находящуюся вначале в положении 0. Давление во всех полостях одинаковое, а температура везде равна температуре окружающей среды. Пусть теперь полость расширения нагревается. С ростом температуры да] вление рабочего тела в замкнутом рабочем объеме увеличивается от положения 0 до положения 1. Возрастание давления в рабочей полости до определенного значения приведет к перемещению вниз рабочего поршня и вытеснителя.
Принцип действия. В двигателе Била имеются три основных элемента: тяжелый рабочий поршень, легкий вытеснитель и цилиндр с уплотнениями на обоих концах (рис. 10-1). Как видно из рисунка, шток вытеснителя относительно большого диаметра проходит через рабочий поршень. Шток вытеснителя полый, с открытым торцом, так что внутренняя полость вытеснителя соединена (и фактически является ее частью) с полостью, расположенной ниже рабочего поршня, называемой буферной полостью. К рабочей полости относится часть цилиндра над рабочим поршнем, подразделяемая на полость сжатия между рабочим поршнем и вытеснителем и полость расширения над вытеснителем. Длинная узкая кольцевая щель между цилиндром и вытеснителем выполняет функцию регене] ратора между горячей полостью расширения и холодной полостью сжатия. Для полости расширения предусмотрен нагреватель, а для полости сжатия холодильник.
Двигатели Била могут работать в любом положении в вертикальном, горизонтальном, наклонном или перевернутом. Их конструкция очень проста: в них нет ни пружин, ни клапанов, ни каких-либо других механически действующих узлов.
1 вытеснитель; 2 рабочий поршень; 3 шток вытеснителя; 4 полость расширения; 5 кольцевой регенератор; S полость сжатия; 7 буферная полость; Рш давление в рабочей полости; Рь давление в буферной полости (предполагается постоянным).
Большие перспективы применения имеют свободнопоршневые двигатели, изобретенные профессором Билом из университета штата Огайо. Эти двигатели самозапускающиеся, с необычными характеристиками, отличающимися от характеристик одноцилиндровых двигателей с кривошипно-шатунным механизмом; кроме того, отдельные варианты двигателей могут быть изготовлены без всяких уплотнений для газа. В последнем случае заполнение рабочим телом под давлением и герметизацию двигателей мож]но производить при их изго]товлении, что обеспечит относи]тельно высокую удельную мощ]ность и предотвратит возможное загрязнение движущихся узлов от внешней пыли. В таком исполнении двигатели могут быть применимы для тех случаев, когда их обслуживание является проблемой, т. е. в малоразви]тых в техническом отношении странах, в военных целях и для бытовых нужд.
СВОБОДНОПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ БИЛА
Комментариев нет:
Отправить комментарий