Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » محرك ستيرلينغ ذو المكبس الحر (FPSE)

محرك ستيرلينغ ذو المكبس الحر (FPSE)

1964
  • William Beale
محرك ستيرلينغ ذو المكبس الحر في مختبر الهندسة الميكانيكية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

مكبس حر ستيرلينغ Engine (FPSE) eliminates the crankshaft and all mechanical linkages. The piston and displacer oscillate freely, their motion governed by the interplay of gas ضغط forces from the الديناميكية الحرارية قوى الدورة والزنبرك. يتيح هذا التصميم إحكام إغلاق غاز التشغيل، ولا يتطلب تزييتًا، ويوفر موثوقية عالية للغاية وعمر تشغيلي طويل، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي لا تحتاج إلى صيانة.

يعتمد تشغيل محرك الاحتراق الداخلي ذي الضغط المنخفض (FPSE) على إنشاء نظام رنين مستقر ديناميكيًا. لا يرتبط المكبس المُزيح ومكبس القدرة ميكانيكيًا، بل يُصممان كنظام كتلة-نابض متصل. يمكن أن تكون "النابضات" ميكانيكية (محامل انثناء) أو، وهو الأكثر شيوعًا، عبارة عن أحجام من الغاز المحصور تعمل كنابضات غازية. يُصمم المحرك بحيث يتطابق تردد الرنين الطبيعي لهذا النظام مع تردد التشغيل المطلوب. توفر الدورة الديناميكية الحرارية القوة الدافعة، ويتم تحديد فرق الطور بين حركة المكبس المُزيح وحركة مكبس القدرة بشكل طبيعي من خلال ديناميكيات النظام، مما يسمح للدورة بالاستدامة الذاتية.

لا يتم استخلاص الطاقة عادةً باستخدام عمود دوار، بل باستخدام مولد تيار متردد خطي. يرتبط مكبس الطاقة بمغناطيسات تتذبذب داخل ملف سلكي، مما يُحفز تيارًا كهربائيًا مباشرًا. يُعدّ هذا الغياب التام للأجزاء الدوارة والمحامل والأختام المنزلقة التي تتطلب التشحيم الميزة الأكبر لوحدة الطاقة ذات المكبس الخطي (FPSE). فهو يُزيل مصادر التآكل والأعطال الرئيسية، مما يسمح بعمر تشغيلي يتجاوز عشرات الآلاف من الساعات دون صيانة. وهذا ما يجعلها مناسبة للغاية للتطبيقات التي تُعدّ فيها الموثوقية أمرًا بالغ الأهمية، ويصعب فيها الوصول المادي أو يستحيل، كما هو الحال في الفضاء السحيق أو داخل وحدة طاقة مُغلقة.

UNESCO Nomenclature: 3313
- الهندسة الميكانيكية

يكتب

الجهاز المادي

الاضطراب

كبير

الاستخدام

متخصصة/متخصصة

السلائف

  • محرك ستيرلينغ الحركي التقليدي (أنواع بيتا وجاما)
  • نظرية الرنين الميكانيكي والمذبذبات التوافقية
  • تطوير المحركات الكهربائية والمولدات الخطية
  • مفهوم نوابض الغاز ومحامل الانحناء

التطبيقات

  • أنظمة طاقة طويلة العمر لمجسات الفضاء (على سبيل المثال، مولد النظائر المشعة المتقدم من نوع ستيرلينغ التابع لناسا)
  • مبردات التبريد لتبريد أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء على الأقمار الصناعية والأجهزة العسكرية
  • أنظمة توليد الحرارة والطاقة المدمجة الصغيرة (mchp) للاستخدام السكني
  • توليد الطاقة الحرارية الشمسية
  • قلوب اصطناعية تجريبية
  • توليد الطاقة المحمولة

براءات الاختراع:

  • US3552120A

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

Related to: free-piston, Stirling engine, FPSE, linear alternator, gas spring, hermetic seal, cryocooler, high reliability, no lubrication, William Beale.

السياق التاريخي

محرك ستيرلينغ ذو المكبس الحر (FPSE)

1960
1960
1962
1964
1970
1970
1970
1960
1960
1960
1963
1965-12-21
1970
1970
1970

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

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.