ELKRAFT Slutrapport for projektet: - Energinet.dk

More documents

Recommendations

Info

PSO-FU2204 18 9 kW Stirlingmotor 2.5 Krumtapmekanisme Krumtapmekanismen i den én-cylindrede motor er baseret på to fire-ledsmekanismer, der vender henholdsvis opad og nedad som vist på figur 2.7. Hver af de to fireledsmekanismer består af et trekantet åg og to drejelige forbindelser til krumtaphuset. De tre hjørner på et åg er forbundet til hhv. krumtaphuset via en arm med en fast længde, krumtapakslen, og en forbindelse til stemplet. De to mekanismer er ens, idet de er spejlet omkring et vandret plan. Fortrænger Arbejds stempel Figur 2.7: Den samlede krumtapmekanismes struktur . (Xc,Yc) Figur 2.8 Grundmekanismens struktur. Den generelle udformning af fireledsmekanismen er vist på figur 2.8. Trekanten med siderne b og R og vinklen t er forbundet til to faste omdrejningspunkter O2 og O4 ved hjælp af armene a og c. Når vinklen alfa ændres, beskriver koble-punktet (xc, yc) et kurveforløb. Forbindes koble-punktet (xc, yc) til stemplet, mens armen a er krumtapbugten, der roterer om O2, er det muligt at bestemme længden af a, b, c, d og R således, at punktet (xc, yc) bevæger sig tilnærmelsesvis på en ret linje. Hvor lille fejlen er, afhænger af størrelsen af åget i forhold til slaglængden. I designfasen må man altså beslutte hvor stort krumtaphuset må blive, for at forbedre liniariteten af stempelføringen. Mekanismens dimensioner er optimeret således, at punktet (xc, yc), der er forbundet til stemplet, bevæger sig indenfor et rektangel med en bredde der er 200 gange længden. Slaglængden er ca. 2 2 gange radius på den roterende arm, dvs. krumtappens forsætning = a. Fasevinklen mellem de to stemplers position er givet ved summen af vinklerne t.
PSO-FU2204 19 9 kW Stirlingmotor Figur 2.9: Gammel (øverst) og ny mekanisme. Figur 2.10: Mekanismens fysiske udformning Gamle mål: a 19 b 95,96 c 95,9 d 134,8 R 136,03 t 45° G 95 Slag 54,144 Side 0,2798 Nye mål: a 20,7 b 97 c 116,72 d 151 R 125,96 t 39,6367° G 79 Slag 54,079 Side 0,2713 Figur 2.9 (øverst) viser geometrien i de to første motorers krumtapmekanisme sammenlignet med den nye mekanisme. På den øverste, gamle, geometri ses det at vinklen t er 45°. Ser man på begge ågs bevægelse, er fasevinklen mellem topdødpunktet for stemplerne 90 o . Dette er lidt i overkanten af, hvad der er hensigtsmæssigt, og den ene mekanisme er derfor forskudt 14 grader på krumtapbugten, med en eksentrik, således at den faktiske fasevinkel mellem fortrænger og arbejdsstempel er 76 o . Den nye mekanisme har en værdi af ”t” på 39,63°, svarende til en fasevinkel på 79,27° uden eksentrik. Den termodynamiske konsekvens af ændringen er lille, men de konstruktionsmæssige fordele er meget store. Bemærk at værdien af ”G” er reduceret fra 95 til 79mm. Det betyder at cylinderaksen kommer tættere på krumtaphusets symmetriakse. Det giver en mere harmonisk motor med mindre vibrationer. Slaglængde og sidebevægelse er næsten uændrede. Karrakteristisk for den nye mekanisme er at svingarmene skal lejres i større afstand fra krumtapakslens center, end i den gamle mekanisme. Det har medført en mere kompleks bearbejdning af krumtaphuset. Tidligere er nævnt problemet med stivheden af svingarmens befæstning på bagpladen. Dette problem elimineres ved at fæstne svingarmsakslen direkte i krumtaphuset. Således er der god sammenhæng i det nye design. Koblepunktets bevægelse tilnærmelsesvis på en ret linje medfører, at det er muligt at undgå krydshoveder i motoren til at optage de kræfter vinkelret på bevægelsesretningen, der er en følge af, at kræfterne ikke overføres i samme retning som cylinderens centerlinje. For en oliefri krumtapmekanisme som den her anvendte er det en særlig fordel at undgå krydshoveder, fordi disse kræver en eller anden form for smøring.
Page 1 and 2: PSO-FU2204 1 9 kW Stirlingmotor ELK
Page 3 and 4: PSO-FU2204 3 9 kW Stirlingmotor Abs
Page 5 and 6: PSO-FU2204 5 9 kW Stirlingmotor 1 I
Page 7 and 8: PSO-FU2204 7 9 kW Stirlingmotor anl
Page 9 and 10: PSO-FU2204 9 9 kW Stirlingmotor Sti
Page 11 and 12: PSO-FU2204 11 9 kW Stirlingmotor be
Page 13 and 14: PSO-FU2204 13 9 kW Stirlingmotor To
Page 15 and 16: 19 PSO-FU2204 15 9 kW Stirlingmotor
Page 17: PSO-FU2204 17 9 kW Stirlingmotor De
Page 21 and 22: PSO-FU2204 21 9 kW Stirlingmotor Fi
Page 23 and 24: PSO-FU2204 23 9 kW Stirlingmotor 3
Page 27 and 28: PSO-FU2204 27 9 kW Stirlingmotor El
Page 29 and 30: PSO-FU2204 29 9 kW Stirlingmotor De
Page 31 and 32: PSO-FU2204 31 9 kW Stirlingmotor Ef
Page 33 and 34: PSO-FU2204 33 9 kW Stirlingmotor η
Page 39 and 40: PSO-FU2204 39 9 kW Stirlingmotor Fo
Page 41 and 42: PSO-FU2204 41 9 kW Stirlingmotor sl
Page 43 and 44: PSO-FU2204 43 9 kW Stirlingmotor Ta
Page 45 and 46: PSO-FU2204 45 9 kW Stirlingmotor De
Page 47 and 48: PSO-FU2204 47 9 kW Stirlingmotor 4.
Page 59 and 60: PSO-FU2204 59 9 kW Stirlingmotor u
Page 65 and 66: PSO-FU2204 65 9 kW Stirlingmotor I
Page 67 and 68: PSO-FU2204 67 9 kW Stirlingmotor al

ELKRAFT Slutrapport for projektet: - Energinet.dk

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?