Click here for English |
|
Algemeen
De schotse domine Robert
Stirling (1790-1878) is de uitvinder van dit soort motoren, reden waarom
die naar hem zijn vernoemd. Op Internet zijn hiervan vele beschrijvingen
te vinden, meer of minder diepgaand.
Mijn beschrijving op deze pagina betreft enkel het meest elementaire basisprincipe,
waarop ook al mijn modellen zijn gebaseerd.
De globale motor constructie
Bij de Stirling motor is er altijd sprake van een zgn. warme cilinder
met daarin een verdringer en een zgn. koude cilinder met daarin de werkzuiger.
De motor construktie is altijd zodanig dat deze twee cilinders atmosferisch
met elkaar in verbinding staan en samen een vaste hoeveelheid lucht omsluiten.
De drijfstangen van de verdringer en die van de werkzuiger zijn ieder
verbonden aan een eigen excentriek, die samen met een vliegwiel op een
licht gelagerde as zijn gemonteerd. De excentrieken zijn altijd 90º
t.o.v. elkaar verschoven. Dit kan uiteraard op twee manieren hetgeen bepalend
is voor de draairichting van de motor.
Voor de verwarming van de warme cilinder wordt doorgaans een spiritus
brander toegepast, maar elke andere keuze is goed zolang er voldoende
warmte wordt toegevoerd.
De globale procesbeschrijving

De diameter van de verdringer is kleiner dan de inwendige diameter van
de warme cilinder en wel in de ordegrootte van1 tot 2 mm. Bij het op en
neer gaan van de verdringer wordt de lucht in het systeem langs deze spleet
cyclisch verplaatst van de warme zone in de warme cilinder naar de relatief
koude zone waar de koude cilinder zich bevindt met daarin de werkzuiger. Aldus
wordt de lucht afwisselend verwarmd en afgekoeld waardoor die ook afwisselend
uitzet en weer inkrimpt. Dit veroorzaakt een in richting wisselende
kracht op de werkzuiger en daarmee het vermogen van de motor. De
werkzuiger moet goed passen in de werkcilinder maar wel zodanig dat die
daarin met minimale wrijving kan bewegen.
Het vliegwiel helpt de beweging door het dode punt, waardoor de cyclus
zich herhaalt zolang er warmte wordt toegevoert.
Rechts van deze pagina wordt aan de hand van een viertal posities van
de verdringer en de werkzuiger het proces nader
toegelicht in de 360º cyclus.
De motorprestaties
De wissende luchtdrukken in het systeem zijn slechts een gedeelte van
een absolute atmosfeer. Het motor vermogen is daardoor ook relatief gering.
Daarom is het belangrijk dat de draaiende elementen zeer licht lopen,
waarbij het toepassen van van (vetvrije) kogellagers voor de snel draaiende onderdelen
de voorkeur verdienen boven glijlagers. Ook moet alles goed worden uitgelijnd
om wringing en wrijvingen tot een minimum te beperken.
Aldus kunnen toerentallen tot ca 1000 omwentelingen per minuut gemakkelijk
worden gehaald. Afhankelijk van de omvang van de motor en de toegepaste
vertraging kunnen daarmee eventueel licht lopende tuigjes worden aangedreven.
De afstellingen
Afstellingen en gebruikte materialen kunnen kritisch zijn bij dit soort
lichtvoetige motortjes.
Zie de pagina "Ervaringen
& Tips" voor Stirling motoren.
|
Principeschets
van een Stirling motor |
|
 |
|
|
|
|
Stirling
proces aan de hand van vier motorposities |
|
 |
1.
De verdringer staat uiterst rechts
De lucht in de warme cilinder wordt verwarmd in het gedeelte links van
de verdringer en zet daardoor uit.
De lucht kan vrij expanderen langs de spleet tussen verdringer en warme
cilinder, waardoor een kracht naar rechts wordt uitgeoefend op de werkzuiger. |
|
 |
2.
De verdringer beweegt naar links
De
warme lucht wordt langs de spleet tussen verdringer en warme cilinder naar
het relatief koudere (rechter) gedeelte van het systeem verdrongen. De lucht
begint af te koelen, waardoor de druk ervan weer lager wordt. |
|
 |
3.
De verdringer staat uiterst links
De lucht rechts van de verdringer en in de werkcilinder
is nu maximaal afgekoeld, waardoor er een onderdruk is ontstaan. De buitenluchtdruk
oefent nu een kracht naar links uit op de werkzuiger. |
|
 |
4.
De verdringer beweegt naar rechts
De afgekoelde lucht wordt hierdoor
weer verdrongen naar het hete linkergedeelte van de warme cilinder en wordt zodoende
weer opnieuw opgewarmd. Aldus herhaalt zich de cyclus, waarbij het vliegwiel
de beweging over twee dode punten heen helpt. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
 |
 |