Stirlingissä on moottoreiden tulevaisuus...
70-luvulla Ford teki kokeita stirling-koneiden käytöstä autoissa, tulokset olivat hyviä, kulutus laski 30 %, samalla väheni myös saastutus, mutta teho sen sijaan pysyi samana kuin vakiokoneella.
Oikeastaan ainoa suurempi haitta oli hidas liikkeelle lähtö... Käynnistyksen jälkeen autolla ei päässyt mihinkään ensimmäisen 20 sekunnin aikana, ja tämän jälkeenkään täysi teho ei ollut käytettävissä...
Mutta nykytekniikalla näiden ongelmien ratkaisu ei ole vaikeaa... Vaikka stirlingin käynnistyminen vie oman aikansa, niin siitä ei ole haittaa, stirling saa käynnistyä rauhassa, kun sähkömoottorit liikuttavat autoa.
Stirlingin etuihin kuuluu se, että regeneraattorilla varustetulla stirlingillä on suurin mahdollinen teoreettinen hyötysuhde. Toteutunut hyötysuhde tietenkin riippuu paljon siitä miten paljon sen kehittämiseen ollaan valmiita panostamaan. Mutta edellä mainitsemani Fordin kokeilut osoittavat, että ainakin bensakoneiden tehokkuus on ylitettävissä.
Monet eivät pidä dieselin äänestä, mutta stirlingeillä ei ole sitäkään painolastia, stirlingit ovat todella hiljaisia koneita. Ja juuri tämän hiljaisuuden takia niitä käytetään mm. sukellusveneissä.
Dieseliä mainostetaan myös yksinkertaisempana koneena, ja siten myös luotettavampana, mutta stirlingien yksinkertaisuus menee paljon pitemmälle kuin dieseleiden. Stirlingeissä ei ole yhtään venttiileitä, eikä niiden sisällä tapahdu mitään räjähdyksiä kuten polttomoottoreissa. Stirlingit saavat käyttövoimansa lämmönvaihtimien kautta, puhtaana lämpöenergiana. Koska stirling-koneen sisällä ei polteta mitään ei sen öljyihinkään voi joutua mitään palamistuotteita tai muita palamiseen liittyviä epäpuhtauksia, joten öljynvaihtovälitkin ovat varmaankin huomattavasti pidempiä, kuin polttomoottoreilla...
Koska stirlingit saavat voimansa puhtaasta lämpöenergiasta niitä voidaankin käyttää millä tahansa, millä saadaan tuotettua lämpöä. Tämän vuoksi stirlingien polttoaine valikoima on todella laaja.
70-luvulla Ford teki kokeita stirling-koneiden käytöstä autoissa, tulokset olivat hyviä, kulutus laski 30 %, samalla väheni myös saastutus, mutta teho sen sijaan pysyi samana kuin vakiokoneella.
Oikeastaan ainoa suurempi haitta oli hidas liikkeelle lähtö... Käynnistyksen jälkeen autolla ei päässyt mihinkään ensimmäisen 20 sekunnin aikana, ja tämän jälkeenkään täysi teho ei ollut käytettävissä...
Mutta nykytekniikalla näiden ongelmien ratkaisu ei ole vaikeaa... Vaikka stirlingin käynnistyminen vie oman aikansa, niin siitä ei ole haittaa, stirling saa käynnistyä rauhassa, kun sähkömoottorit liikuttavat autoa.
Stirlingin etuihin kuuluu se, että regeneraattorilla varustetulla stirlingillä on suurin mahdollinen teoreettinen hyötysuhde. Toteutunut hyötysuhde tietenkin riippuu paljon siitä miten paljon sen kehittämiseen ollaan valmiita panostamaan. Mutta edellä mainitsemani Fordin kokeilut osoittavat, että ainakin bensakoneiden tehokkuus on ylitettävissä.
Monet eivät pidä dieselin äänestä, mutta stirlingeillä ei ole sitäkään painolastia, stirlingit ovat todella hiljaisia koneita. Ja juuri tämän hiljaisuuden takia niitä käytetään mm. sukellusveneissä.
Dieseliä mainostetaan myös yksinkertaisempana koneena, ja siten myös luotettavampana, mutta stirlingien yksinkertaisuus menee paljon pitemmälle kuin dieseleiden. Stirlingeissä ei ole yhtään venttiileitä, eikä niiden sisällä tapahdu mitään räjähdyksiä kuten polttomoottoreissa. Stirlingit saavat käyttövoimansa lämmönvaihtimien kautta, puhtaana lämpöenergiana. Koska stirling-koneen sisällä ei polteta mitään ei sen öljyihinkään voi joutua mitään palamistuotteita tai muita palamiseen liittyviä epäpuhtauksia, joten öljynvaihtovälitkin ovat varmaankin huomattavasti pidempiä, kuin polttomoottoreilla...
Koska stirlingit saavat voimansa puhtaasta lämpöenergiasta niitä voidaankin käyttää millä tahansa, millä saadaan tuotettua lämpöä. Tämän vuoksi stirlingien polttoaine valikoima on todella laaja.
Vastaukset 6
Vanhimmat
Mikä on stirling moottori? Miten se toimii?
Stirlingien toiminta perustuu siihen että lämmetessään kaasut laajenevat, ja jäähtyessään vastaavasti kutistuvat...
Ns. alfa-tyypin stirling-koneistossa on kaksi mäntää, joista toista lämmitetään ja toista jäähdytetään.
Stirlingin toiminta voidaan jakaa neljään vaiheeseen tai "tahtiin"; laajentuminen, siirto, supistuminen ja siirto.
Laajentuminen: Tässä vaiheessa suurin osa kaasusta (ilma) on juuri tullut "kuumaan sylinteriin". Kaasu lämpenee ja laajenee aiheuttaen paineennousun koneiston sisällä. Syntynyt ylipaine liikuttaa molempia mäntiä alaspäin...
Siirto: Tämän vaiheen alussa "kuuma mäntä" on alakuolokohdassa, ja "kylmä mäntä" on edelleen menossa alaspäin... Vauhtipyörän liike-energia liikuttaa "kuumaa mäntää", ja kaasut siirtyvät kuumasta sylinteristä kylmään sylinteriin...
Supistuminen: Nyt kuuma mäntä on ylittänyt puoli-välin, ja kylmä mäntä on juuri päässyt alakuolokohtansa ohitse, ja kaasu kylmenee nopeasti, syntyy alipaine, joka vetää kumpaakin sylinteriä ylöspäin...
Siirto: Suurin osa kaasusta on supistumis-vaiheen jäljiltä kylmässä sylinterissä, kylmä mäntä on n. puolessa välissä, ja tulossa ylöspäin vauhtipyörän liike-energian voimin... Samalla kuuma mäntä ohittaa yläkuolokohtansa, ja alkaa liikkua alaspäin... Kaasu siirtyy kylmästä männästä takaisin kuumaan mäntään, ja kaikki voi alkaa alusta.
Tätä on hieman vaikea selittää ilman kuvia, mutta internetistä löytyy kyllä paljon tietoa, kun vain viitsii etsiä... Tässä muutama linkki:
http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/indexe.htm
http://www.stirlingengine.com/faq/one?scope=public&faq_id=1
http://www.keveney.com/Vstirling.html
höyry kone jyrää. nyky teknikalla pienin ja paras hyötysuhde saataisin höyry konella.
Mitä oikein yrität sanoa? On päivän selvää, että ainoa lämpövoimakone, joka on teoreettisesti normaalia höyrykonetta surkeampi on alipaine höyrykone... Otto- ja diesel-moottorit ovat kumpikin höyrykoneita parempia. Ja Stirling on puolestaan paras kaikista. Sen teoreettinen hyötysuhde on muistaakseni korkein mahdollinen, mikä lämpövoimakoneella voi olla...
Voi olla, että tämän hetkiset dieselit ovat hyötysuhteeltaan parempia, kuin tämän hetken stirlingit, mutta se johtuu vain siitä, että stirlingien kehitykseen on panostettu paljon vähemmän... Enkä ole edes varma siitä että parhaimmatkaan dieselit ylittäisivät stirlingejä hyötysuhteellaan...
Höyry-koneet kuuluvat historiaan, kuten otto-moottoritkin... Stirlingeissä on tulevaisuus...
Stirlingit ovat kaikenlisäksi hiljaisiakin... Sen hiljaisuuden takia niitä käytetäänkin sukellusveneissä ja huvijahdeissa...
Tässä hiukan lainauksia Henrik Rytin kirjasta "Koneoppi":
-Stirling patentoi nimeään kantavan prosessin v. 1817
- hyviä puolia tuntuu olevan paljon mm. monet polttoaineet käyvät
- huonona puolena mm. "arvioitu jäähdytysteho 2.5 kertainen dieseliin verrattuna" l. suuri jäähdytinjärjestelmä
Muistaakseni www-hakujen perusteella hyötysuhde on selkeästi huonompi kuin dieselillä. Jos idea olisi tosi hyvä, olisi se kaupallistunut parissa sadassa vuodessa.
" huonona puolena mm. "arvioitu jäähdytysteho 2.5 kertainen dieseliin verrattuna" l. suuri jäähdytinjärjestelmä"
Onko tuo arvio tehty pelkälle stirling-koneelle, vai onko siinä huomioitu regeneraattori?
"Muistaakseni www-hakujen perusteella hyötysuhde on selkeästi huonompi kuin dieselillä."
??? Ainakin Fordin kokeiluissa oli saatu aikaiseksi auto joka kulutti 30 % vähemmän kuin saman auton vakiomalli... Mainittakoot vielä, että se kulutuksen vähentyminen ei toteutunut tehon kustannuksella...
" Jos idea olisi tosi hyvä, olisi se kaupallistunut parissa sadassa vuodessa."
Ongelma on siinä, että stirling koneessa on kokoajan samat kaasut sisällä, höyrykoneessahan sinne koneistoon tulee kokoajan uutta höyryä, kuten polttomoottoreissa sinne koneeseen otetaan aina uusi ilma/polttoaine seos... Ongelma tulee siitä, että juuri tuon kaasun vaihtuvuuden takia nuo muut koneet saavat vuotaa, mutta teoriassa stirling ei saisi vuotaa ollenkaan, käytännössä sitä ei tietenkään voida niin toteuttaa, mutta vuotoa voidaan kompensoida painamalla kompressorilla lisää ilmaa koneistoon...
Yli sata vuotta sitten ei yksinkertaisesti kyetty tekemään niin hyviä koneistoja, että ne eivät olisi vuotaneet niin paljon, että käyttö olisi ollut todella taloudellista... Joten niitä ei paljon kehitelty...
1950-luvulla tehtiin pieniä vähän yli sadan watin generaattoreita, mutta transistori-radion keksiminen teki niistä tarpeettomia... Joten niitä ei tehty montaa... Patterit olivat paljon kätevämpi voimanlähde vähän kuluttaville radioille...
1970-luvulla Ford teki kokeita Stirling autoilla, silloin oli nimittäin meneillään öljy-kriisi, ja polttoainekuluja piti saada alennettua... Tulokset olivat lupaavia, he saivat tehtyä auton, jonka kulutus oli huomattavasti pienempi kuin bensakoneella varustetun... Tehoa ei jouduttu alentamaan, mutta huonojakin puolia oli: Alkulämmitys kesti n. 20 sekuntia, minkä jälkeen voimaa oli vain sen verran, että autolla voitiin ajaa hiljaa pois pihatieltä... Autosta olisi ehkä saattanut tullakin jotain, mutta öljykriisi loppui, bensa halpeni, eikä kukaan halunnut autoa jonka liikkeelle lähtöä piti odotella...
Nykyäänkin tehdään stirling koneita, mutta koska kenelläkään ei ole varaa aloittaa sarjatuotantoa, niin stirlingejä tehdään käytännössä käsityönä, ja siitä voi sitten laskeskella, että mitä maksaa käsityönä tehty kone... Ja tosiasia onkin, että niitä tehdään käytännössä ainoastaan ökyrikkaiden huvijahdeille apukoneiksi... He kun ovat valmiita maksamaan älyttömiä summia stirlingien hiljaisuudesta... Ja sitten on se ruotsalainen telakka, joka asentaa stirlingejä "tavallisiin" eli diesel-sähköisiin sukellusveneisiin... Niistäkin saadut kokemukset ovat hyviä...
Stirlingit eivät ole täysin ongelmattomia, se on vain myönnettävä, mutta ilman rahoitusta ei niitä ongelmia tulla koskaan ratkaisemaankaan... Minä uskon, että jos vain joku alkaisi tekemään sarjatuotantona vaikkapa stirling generaattoreita, ja vastaavia koneita, ja jos hinta saataisiin kohtuulliseksi, niin loput ongelmat ratkeaisivat melkein kuin itsekseen...