تعریف موتور استرلینگ

موتور استرلینگ چیست؟
موتورهای احتراق خارجی (EC) در سراسر جهان بیشتر از سایر موتورها در وسایل نقلیه مختلف استفاده می شوند. انواع مختلفی از موتورهای احتراق خارجی با توجه به نیاز و کاربرد وجود دارد.

موتور استرلینگ معروف ترین نوع موتور احتراق خارجی و پرکاربردترین موتور است. در ادامه، جنبه های مختلف موتور استرلینگ و انواع موتور استرلینگ را مورد بحث قرار می دهیم.

موتور استرلینگ یک موتور رفت و برگشتی است که با گرم و سرد کردن سیال عامل محبوس شده درون سیلندر، انرژی حرارتی سوخت را به توان مکانیکی تبدیل می کند. از آنجا که موتور رفت و برگشتی است، از موتور پیستونی به جای روتور دوار مانند موتور وانکل استفاده می کند.

موتور استرلینگ چیست؟
در سال 1816، روبرت استرلینگ موتور استرلینگ را اختراع کرد. چرخه استرلینگ دارای بازده حرارتی تقریباً برابر با چرخه کارنو است. این موتور احتراق خارجی کارایی بیشتری نسبت به موتور IC (مانند موتور دیزلی یا بنزینی) دارد. امروزه موتورهای استرلینگ تنها در کاربردهای بسیار ویژه مانند کاربردهای زیردریایی مورد استفاده قرار می گیرند.

موتور استرلینگ چگونه کار می کند؟
موتور استرلینگ بر اساس چرخه استرلینگ کار می کند.

موتور استرلینگ چگونه کار می کند؟
موتور استرلینگ به روش زیر عمل می کند:

وقتی اپراتور استارت موتور را می زند، منبع گرمای خارجی نیز روشن می شود. اپراتور نیرو را از طریق مکانیسم ارائه شده کنترل می کند.

هنگامی که منبع گرمای خارجی فعال می شود، گرما شروع به انتقال از منبع گرما به انتهای گرم سیلندر می کند. این فرایند انتقال حرارت باعث افزایش دمای مولکول های گاز محبوس در انتهای داغ سیلندر می شود. با افزایش دمای مولکول های گاز، اختلالی بین آن ها ایجاد می شود و مولکول های گاز در داخل سیلندر منبسط می شوند.

انبساط گاز باعث افزایش فشار روی سطح پیستون می شود، پیستون را دور می کند و به کار مفید می انجامد.

یک پیستون جابه جایی با میل لنگ همراه است. حرکت میل لنگ باعث می شود که پیستون جابه جایی بین سر سرد و داغ سیلندر حرکت کند.

حرکت پیستون جابه جایی باعث تبادل گاز از انتهای سرد به انتهای گرم و انتهای گرم به انتهای سرد سیلندر می شود.

گاز داغ توان را برای پیستون جابه جایی فراهم می کند، که منجر به انتقال گاز به انتهای سرد سیلندر می شود.

با ورود گاز گرم به قسمت سرد، دستگاه خنک کننده گرمای گاز داغ را خارج کرده و آن را خنک می کند.
پیستون پس از سرد شدن گاز، آن را در انتهای سرد سیلندر فشرده می کند. یک دستگاه خنک کننده گرمای اضافه را از گاز خارج می کند.

پس از فرایند فشرده سازی، پیستون جابه جایی گاز فشرده را به انتهای داغ سیلندر باز می گرداند و چرخه تکرار می شود.

این ها اصل کار موتور استرلینگ است. همان طور که در بالا مشاهده می کنید، در این چرخه هیچ موتور احتراق داخلی ضربه مانند خروجی وجود ندارد. بنابراین، یک موتور استرلینگ کارایی بیشتری نسبت به یک موتور احتراق داخلی (IC) دارد.