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: 75883
: 2016-12-30
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Der Stirlingmotor ()
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Der Stirlingmotor

 

Stirlingmotoren sind Waermekraftmaschinen, d.h. sie wandeln Waerme hoher

Temperatur in mechanische Energie um. Ein im Motor eingeschlossenes

Arbeitsgas wird dazu erwaermt. Im Heizteil wird die Waerme hoeher.

 

Temperatur in den Motor gebracht und durch den Arbeitsteil in

mechanische Energie umgewandelt. Diese mechanische Energie wird an einem

Schwungrad frei und laesst sich vielfaeltig nutzen, zum Beispiel zur

Erzeugung von elektrischer Energie.

 

 

Die Geschichte des Stirlingmotors

 

Er erhaelt als 26-jaehriger ein Patent auf ein neues Verfahren zum

Antrieb von Maschinen.

 

Der Stirlingmotor ist geboren.

 

Der erste Motor, der mit Robert Stirlings Prinzip arbeitete, war sehr

einfach konstruiert. Er wurde spaeter noch entscheidend

weiterentwickelt. So wurde noch ein zweites Schwungrad hinzugefuegt und

das Arbeitsgas veraendert bzw. dessen Druck erhoeht.

 

Am Anfang des 20. Jahrhunderts waren weltweit ca. 250.000

Stirlingmotoren im Einsatz, als Tisch-Ventilatoren, Wasserpumpen und

Antriebe fuer Kleingeraete. Sie versorgten Privathaushalte und kleine

Handwerksbetriebe mit mechanischer Energie. Als sich Otto-, Diesel- und

Elektromotoren immer weiter verbreiteten, wurden die Stirlingmotoren

zunehmend vom Markt verdraengt.

 

 

Der Bau des Stirlingmotors

 

 

1. Der Kuehlzylinder, wie der Name sagt, kuehlt die erwaermte Luft

wieder ab.

 

2. Der Heizzylinder erwaermt durch die ihm von aussen zugefuehrte

Energie die Luft in

 

seinem Inneren.

 

3. Der Verdraengerkolben hat die Aufgabe moeglichst viel heisse Luft aus

dem Heizzylinder

 

zu verdraengen.Das ist nur moeglich, weil er nicht dicht an der

Innenwand der

 

Zylinder anliegt.

 

4. Der Arbeitskolben liegt dicht an der Innenwand des Kuehlzylinders an,

und bildet

 

somitdie abgeschlossene Luftmenge des Motors.

 

5. Die Pleuelstangen verbinden den Arbeits- bzw. Verdraengerkolben mit

dem Schwungrad.

 

Die Stangen die am Schwungrad um 90 versetzt angebracht sind, lassen

somit auch die Kolben versetzt arbeiten.

 

6. Das Schwungrad dient der Abnahme der erzeugten Energie.

 

Weiterhin bewegt es durch seinen Schwung die Kolben wieder zurueck in

ihre Ausgangslage.

 

7. Die Waermequelle, die den Heizzylinder und somit die Luft erwaermt,

liegt ausserhalb des Motors.

 

Sie ist deshalb frei waehlbar, soweit die Energiezufuhr

ausreichend ist.

 

Die beschriebenen Bauteile sind die wesentlichen Elemente eines

Stirlingmotors. Zusaetze, wie ein zweites Schwungrad oder ein bestimmtes

Arbeitsgas, koennen die Leistung des Motors erhoehen. Auch eine

unterschiedliche Anordnung der Bauteile ist moeglich. So kann anstatt

der Versetzung der Pleuelstangen auch die Zylinder um 90 versetzt

werden.

 

 

Die Funktion des Stirlingmotors

 

Die Funktionsweise des Stirlingmotor laesst sich in vier Schritten

erklaeren.

 

1. Der Druck im Inneren des Heizzylinders steigt und die Luft dehnt sich

aus. Der Verdraengerkolben bewegt sich wegen seiner Versetzung zum

Arbeitskolben um 90 kaum. Deshalb stroemt die erhitzte Luft an

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