Роторний двигун зовнішнього згоряння складається з двох циліндрів, з'єднаних двома гілками трубопроводів - високого і низького тиску (для наочності ротори рознесені, хоча в дійсності вони перебувають на одному валу).

<

>

У 1816 році шотландець Роберт Стірлінг винайшов двигун із зовнішнім підведенням теплоти. Широкого поширення винахід в той час не отримало - занадто складною була конструкція в порівнянні з паровою машиною і що з'явилися пізніше двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ).

Однак в наші дні знову виник гострий інтерес до двигунів Стірлінга. Постійно з'являється інформація про нові розробки і спробах налагодити їх масове виробництво. Наприклад, на голландській фірмі "Філіпс" побудували кілька модифікацій двигуна Стірлінга для великовантажних автомобілів. Двигуни зовнішнього згорання ставлять на судах, на невеликих електростанціях і ТЕЦ, а в перспективі збираються оснащувати ними космічні станції (там їх припускають використовувати для приводу електрогенераторів, оскільки двигуни здатні працювати навіть на орбіті Плутона).

Двигуни Стірлінга мають високий ккд, можуть працювати з будь-яким джерелом теплоти, безшумні, в них не витрачається робоче тіло, в якості якого зазвичай застосовують водень або гелій. Двигун Стірлінга міг би успішно використовуватися на атомних підводних човнах.

У циліндри працюючого двигуна внутрішнього згоряння разом з повітрям обов'язково заносяться частинки пилу, що викликають знос поверхонь тертя. У двигунах із зовнішнім підведенням теплоти таке виключено, оскільки вони абсолютно герметичні. Крім того, мастило не окислюється і вимагає заміни значно рідше, ніж в ДВС.

Двигун Стірлінга, якщо його використовувати як механізм із зовнішнім приводом, перетворюється в холодильний агрегат. У 1944 році в Голландії зразок такого двигуна розкрутили за допомогою електромотора, і температура головки циліндра незабаром знизилася до -190 ° С. Подібні пристрої успішно використовують для скраплення газів.

І все ж складність системи кривошипів і важелів в поршневих двигунах Стірлінга обмежує їх застосування.

Проблему можна вирішити, замінивши поршні роторами. Основна ідея винаходу полягає в тому, що на загальному валу встановлені два робочих циліндра різної довжини з ексцентриковими роторами і пружними розділовими пластинами. Порожнина нагнітання (умовно - стиснення) малого циліндра з'єднана з порожниною розширення великого циліндра через канавки в розділових пластинах, трубопровід, теплообмінник-регенератор і нагрівач, а порожнину розширення малого циліндра - з порожниною нагнітання великого циліндра через регенератор і холодильник.

Двигун працює в такий спосіб. У кожен момент часу з малого циліндра в гілку високого тиску надходить певний обсяг газу. Щоб заповнити порожнину нагнітання великого циліндра і при цьому зберегти тиск, газ нагрівають в регенераторі і нагрівачі; його обсяг збільшується, і тиск залишається постійним. Те ж, але "зі зворотним знаком" відбувається в галузі низького тиску.

Через різницю в площах поверхні роторів виникає результуюча сила F = Δ p (Sб - S м), де Δ p - різниця тисків в гілках високого і низького тисків; Sб - робоча площа великого ротора; S м - робоча площа малого ротора. Ця сила обертає вал з роторами, і робоче тіло безперервно циркулює, послідовно проходячи через всю систему. Корисний робочий об'єм двигуна дорівнює різниці обсягів двох циліндрів.

Див. В номері на ту ж тему

А. ДУБРОВСЬКИЙ - Класичний чотиритактний ...