Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تكوينات محرك ستيرلنغ

تكوينات محرك ستيرلنغ

1950
ثلاثة تكوينات لمحركات ستيرلينغ: أنواع ألفا وبيتا وجاما في الهندسة الميكانيكية.

(صورة توضيحية فقط)

ستيرلينغ تُصنّف المحركات بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع ميكانيكية. يستخدم النوع ألفا مكبسين منفصلين للطاقة في أسطوانتين متصلتين، إحداهما ساخنة والأخرى باردة. أما النوع بيتا، فيحتوي على أسطوانة واحدة تضم مكبس الطاقة ومُزيحًا ينقل غاز التشغيل بين طرفي الأسطوانة الساخنة والباردة. بينما يُعدّ النوع جاما نوعًا مختلفًا، حيث يكون مكبس الطاقة في أسطوانة منفصلة موازية.

يقدم كل تكوين مجموعة فريدة من التنازلات التصميمية. يمكن لتكوين ألفا تحقيق نسبة طاقة إلى حجم عالية لأن الحجم الكامل للأسطوانتين يساهم في ناتج العمل. ومع ذلك، فإنه يشكل تحديًا فنيًا كبيرًا في إحكام حلقات المكبس في الأسطوانة الساخنة، حيث يمكن أن تتحلل مواد التشحيم عند درجات الحرارة العالية.

يُحصر تصميم بيتا، الذي يشبه إلى حد كبير محرك روبرت ستيرلينغ الأصلي لعام 1816، كامل المساحة الديناميكية الحرارية يمكن تحويل العملية إلى أسطوانة واحدة. وهذا من شأنه تحسين الكفاءة بتقليل الحجم الميت (حجم الغاز غير الخاضع للتمدد أو الانضغاط) وتقليل فقد الحرارة. ويكمن التحدي الرئيسي في الوصلة الميكانيكية المعقدة اللازمة لتحقيق العلاقة الطورية الصحيحة بين المكبس المُزيح ومكبس الطاقة.

يُبسّط تصميم غاما آلية عمل المحرك بوضع مكبس الطاقة في أسطوانة منفصلة متصلة بأسطوانة الإزاحة. هذا يُسهّل عملية التصنيع ويتجنب الوصلات المعقدة في تصميم بيتا. أما عيبه، فهو زيادة ملحوظة في الحجم الميت نتيجةً لأنبوب التوصيل، مما يُقلل من نسبة انضغاط المحرك، وبالتالي من قدرته النوعية وكفاءته. هذا يجعله أقل ملاءمةً للتطبيقات عالية الأداء، ولكنه مثالي للنماذج البسيطة.

UNESCO Nomenclature: 3313
– Mechanical engineering

يكتب

Physical Device

خلل

Substantial

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • تصميم المحرك الأصلي لروبرت ستيرلينغ (تكوين من النوع بيتا)
  • تطوير عمود المرفق و دولاب الموازنة آليات لتحويل الحركة الخطية إلى حركة دورانية
  • التطورات في علم المعادن والتصنيع الدقيق للمكابس والأسطوانات
  • الفصل المفاهيمي بين وظيفتي المُزاح والمكبس

التطبيقات

  • تُستخدم محركات النوع ألفا في بعض التطبيقات عالية الطاقة
  • محركات النوع بيتا شائعة في المختبرات عالية الكفاءة ونماذج العرض التوضيحي
  • تحظى محركات نوع جاما بشعبية كبيرة بين الهواة ومهندسي النماذج بسبب البناء البسيط
  • ستيرلينغ ذو المكبس الحر تُستخدم المحركات، التي تعتمد غالبًا على مبادئ بيتا أو جاما، في المبردات المبردة
  • low-temperature differential (ltd) stirling engines, often gamma type, demonstrate operation on small temperature differences

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • تكوين ألفا-جاما الهجين لتصميم المحرك المعياري
  • تصميمات محرك ستيرلينج الدوار الذي يلغي المكابس الترددية
  • محركات جاما مطبوعة ثلاثية الأبعاد للمجموعات التعليمية
  • محركات من النوع بيتا ذات روابط مغناطيسية للتخلص من الأختام المادية
  • محركات ستيرلينج التكيفية التي يمكنها التحول بين التكوينات لتحسين الأحمال المختلفة
  • محركات ألفا متعددة الأسطوانات مرتبة في تكوين شعاعي لتطبيقات الطيران والفضاء
  • محركات بيتا الشفافة لدراسة تدفق الغاز ونقل الحرارة في الوقت الفعلي
  • محركات من نوع جاما مدمجة مباشرة في أواني الطهي لتشغيل مروحة صغيرة أو مولد من الموقد
  • محركات ستيرلينغ ذات مكبس سائل بدون أجزاء متحركة صلبة
  • محركات بيتا متحدة المركز للتصميمات فائقة الصغر
ذات صلة بـ: ألفا ستيرلينغ، بيتا ستيرلينغ، جاما ستيرلينغ، تكوين المحرك، الإزاحة، مكبس الطاقة، الوصلة الميكانيكية، الحجم الميت، المبادل الحراري، تصميم المحرك.

السياق التاريخي

تكوينات محرك ستيرلنغ

1950
1950
1950
1950
1955
1958
1960
1950
1950
1950
1950
1955
1956
1960
1960

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.