Система регулирования мощности двигателя стирлинга

 

Сущность изобретения: система регулирования содержит поршневой компрессор 3, подключенный полостью сжатия 5 через обратный клапан 6, размещенный в поршне компрессора 3, к полости картера 4, рычаг управления 10, кинематически связанный с центробежным регулятором 9, клапан 11 подачи топлива, установленный в магистрали 1 подачи топлива и клапан 7 давления рабочего тела в картере, причем клапан 11 и клапан 7 установлены в одной плоскости и контактируют друг с другом через тело рычага 10. При изменении нагрузки на двигатель центробежный регулятор 9 перемещает рычаг управления 10, который либо увеличивает проходное сечение клапана 11 подачи топлива и затяжку пружины клапана 7, увеличивая давление в картере, либо уменьшает и подачу топлива и давление рабочего тела в картере путем его вывода через дренажное отверстие клапана 7. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании двигателей с внешним подводом теплоты.

Известная система регулирования мощности двигателя Стирлинга имеет магистраль подачи топлива в камеру сгорания, поршневой компрессор, размещенный на картере двигателя, кинематически связанный с его коленчатым валом и подключенный полостью сжатия через обратный клапан к полости картера, клапан давления рабочего тела в картере и канал односторонней связи полости картера с полостью сжатия двигателя.

В этой системе регулирование расхода топлива и давления рабочего тела во внутреннем контуре двигателя осуществляется вручную оператором и определяется значениями температур головки нагревателя двигателя и частотой вращения его вала.

Целью изобретения является автоматическое поддержание частоты вращения вала двигателя при изменении нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что известная система регулирования мощности двигателя Стирлинга, имеющая магистраль подачи топлива, поршневой компрессор с обратным клапаном и клапан давления рабочего тела в картере, дополнительно снабжена центробежным регулятором, рычагом управления и клапаном подачи топлива, причем центробежный регулятор кинематически связан с рычагом управления, обратный клапан размещен в поршне компрессора, а клапан подачи топлива установлен на магистрали подачи топлива в одной плоскости с клапаном давления рабочего тела и постоянно контактирует с ним через тела рычага.

На чертеже приведена принципиальная схема системы регулирования мощности двигателя Стирлинга.

Система регулирования содержит магистраль подачи топлива 1 в камеру сгорания 2, поршневой компрессор 3, размещенный на картере 4 двигателя и подключенный полостью сжатия 5 через обратный клапан 6 к полости картера двигателя, клапан давления 7 рабочего тела в картере, канал 8 односторонней связи полости картера с полостью сжатия двигателя, центробежный регулятор 9, рычаг управления 10, клапан подачи топлива 11 и тягу 12, связывающую центробежный регулятор с рычагом управления.

Система регулирования работает следующим образом.

Компрессор 3 засасывает рабочее тело, сжимает его и через обратный клапан 6 подает в полость картера 4 двигателя. Из полости картера 4 рабочее тело либо поступает по каналу 8 в полость сжатия двигателя, либо через дренажное отверстие клапана давления 7 выводится из полости картера. Давление в картере зависит от положения рычага 10, который меняет усилие пружины клапана давления 7. При увеличении нагрузки на двигатель частоты вращения вала двигателя уменьшается, грузики центробежного регулятора 9 сближаются и он через тягу 12 перемещает рычаг управления 10 вправо, последний в свою очередь одновременно увеличивает затяжку пружины клапана давления 7 и проходное сечение клапана подачи топлива 11. Давление рабочего тела во внутреннем контуре двигателя увеличивается, увеличивается и подвод теплоты к нагревателю двигателя, мощность двигателя растет, частота вращения его вала увеличивается. При уменьшении нагрузки на двигатель происходит обратная картина. Регулятор 9 перемещает рычаг управления 10 влево, уменьшая затяжку пружины клапана давления 7 и проходное сечение клапана подачи топлива 11. Давление в картере падает, а рабочее тело, перетекая их полости сжатия двигателя по зазорам поршневых колец в картер, уменьшает давление во внутреннем контуре, мощность двигателя падает, частота вращения его вала уменьшается.

Предложенная система регулирования может быть использована при применении в качестве рабочего тела любого газа, для этого необходимо закольцевать через определенную емкость всасывающий клапан компрессора 3 и дренажное отверстие клапана давления 7. (56) Г. Уокер. Двигатели Стирлинга. М. : Машиностроение, 1985, с. 181-182.

Формула изобретения

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГА, содержащая магистраль подачи топлива в камеру сгорания, поршневой компрессор, размещенный на картере двигателя, кинематически связанный с его коленчатым валом и подключенный полостью сжатия через обратный клапан к полости картера, клапан давления рабочего тела в картере и канал односторонней связи полости картера с полостью сжатия двигателя, отличающаяся тем, что, с целью автоматического поддержания постоянной частоты вращения при изменении нагрузки, она снабжена рычагом управления, клапаном подачи топлива и центробежным регулятором, кинематически связанным с рычагом управления, обратный клапан размещен в поршне компрессора, а клапан подачи топлива установлен на магистрали подачи в одной плоскости с клапаном давления рабочего тела с возможностью постоянного контакта с последним через рычаг.

РИСУНКИ

Рисунок 1