Stirlingmotor

Aufbau eines Stirlingmotor Prototypen basierend auf einem neuartigen Funktionskonzept Projektbeschreibung: Der Stirlingmotor ist von allen bekannten Wärmekraftmaschinen das flexibelste, aber wohl auch das am wenigsten entwickelte Konzept. Aufgrund einiger Konstruktiver Probleme blieb dieses Motorkonzept lange Zeit unbeachtet, doch heute verfügt die moderne Technik über die richtigen Materialien und Bearbeitungsmöglichkeiten um dem Stirlingmotor erneut aufleben zu lassen. Stirlingmotoren können jede beliebige Art von Wärme in mechanische Arbeit umwandeln, da dieser Motor sein Arbeitsmedium (meistens Gasförmig) nicht wechselt. Dass im Motor eingeschlossene Medium wird von außen mittels einer beliebigen Wärmequelle an einem Ende eines Zylinders erhitzt, am anderen Ende des Zylinders wird es gekühlt. Wird das Medium nun durch einen Kolben (Verdrängerkolben) Zyklisch in den beiden Enden des Zylinders verschoben, expandiert und komprimiert das Medium entsprechend. Die daraus resultierenden Druckveränderungen werden über einen zweiten Kolben (Arbeitskolben) in Volumenänderungen und damit in Arbeit umgewandelt. Beide Kolben sind um 90 Grad phasenversetzt mit einer Kurbelwelle verbunden. Konstruktionsbedingt bewegt sich der Verdrängerkolben in gewöhnlichen Stirlingmotoren sinusförmig, was zur Folge hat, das die meiste Zeit wärend eines Arbeitszyklus das Arbeitsgas sich sowohl im heißen als auch im kalten Teil des Zylinders befindet. Lediglich in den Umkehrpunkten des Verdrängerkolbens erhällt man im Motor maximalen bzw minimalen Druck, welcher aber entscheidend für die Leistungsabgabe und den Wirkungsgrad des Motors ist. Schafft man es nun den Verdrängerkolben diskontinuierlich, also schlagartig zu seien Umkehrpunkten zu bewegen, und diesen wärend des restlichen Zyklus dort ruhen läßt, steigert man damit sowohl die Leistungsdichte als auch den Wirkungsgrad des Motors. Basierend auf eine Erfindung zur diskontinuierlichen Verdrängerkolbensteuerung wurde ein Prototyp gebaut um die technische Umsetzbarkeit zu prüfen. Auf dem folgendem Bild ist der Versuchsaufbau zu sehen. In Rahmen dieses Projektes sollem mehrere Prototypen gebaut werden, um dieses neue Funktionsprinzip anhand verschiedener Konfigurationen weiter zu erforschen und zu entwickeln. Dabei sollen verschiedene Ansätze der mechanischen Ausführung erprobt werden, sowie Leistungs und Langzeittests durchgeführt werden.

 

< zurück		weiter >