Reklám

2012. 01. 13.

Manson-gép

Ez nem Stirling hőlégmotor, bár sokan tévesen ezt feltételezik.
A Stirling gépekkel ellentétben ez egy nyílt ciklusú hőerőgép.
A gépet AD Manson találta ki 1952-ben.
A kiszorító dugattyúja egybe van építve a munkadugattyújával, ebből következően a két dugattyú fázis eltérés nélkül, együtt mozog a hengerben. A gépet egy vagy két szelep vezérelheti, melyek önszabályzóak.
Ez azt jelenti, hogy a gép csak a kellő ideig tartja őket nyitva, mivel a szelepek igazából, jól összehangolt lyukakat jelentenek a munkadugattyún és a hengerfalon. Működhet lendkerekes forgattyús szerkezettel, (ekkor mindkét irányban működik) vagy szabad-dugattyús verzióban, ahol a dugattyút egy rugó tartja közép helyzetben.








Az animáció erről az oldalról származik:
http://www.moteurairchaud.com/moteursairchaud.php

A Manson gép működése
A kiszorító középállásban van, a kiszorító alatti gáz melegítés hatására tágulni kezd.
A táguló gáz kinyomja a dugattyút, ami egyúttal a kiszorítót is feljebb emeli, ezáltal egyre több gáz kerül a kiszorító alatti meleg oldalra, ami tágulásával munkát végezhet. A folyamat addig folytatódik, míg a dugattyú a felső holtpontra nem érkezik. Ekkor a lyukak együttállása miatt a gépben lévő túlnyomásos gáz távozik, a nyomás a légkörihez közelítő lesz. Azaz a szelep ilyenkor nyitott állásban van, a gép kipufog. A kialakuló nyomás free elrendezésnél függ az alkalmazott rugó erejétől. A nyomásesés közben a dugattyú és vele a kiszorító is a meleg oldal felé mozdul el, a lyukak fedésbe kerülnek, a szelep tehát zár és a gépben maradt gáz a hideg oldalra terelődik, ahol lehűlve részleges vákuumot hoz létre. Evvel a munkadugattyút mind beljebb és beljebb húzva (Ez a gép második munkavégző szakasza.) mindaddig, amíg az alsó holtpont közelében ki nem nyitnak a szelepek és a gépben kialakult alacsony nyomás ki nem egyenlítődik újra a légkörivel. A lendkerékben (rugóban) tárolt energia a dugattyúkat középállás felé mozdítja a szelep zár és a gáz a meleg oldalra terelődve felmelegedik és tágulni kezd...és így tovább.

A gép önstartolásra is képes, de ahhoz, hogy magától induljon, két feltételnek teljesülnie kell. Az egyik, hogy középen legyen a kiszorítója.
Amennyiben rugós gépről van szó, akkor a rugó erejének ellensúlyoznia kell a gravitációból adódó plusz nehézségi erőt is. Lendkerék esetében mechanikusan kell megoldani, hogy a gép mindig a dugattyúk középállásánál álljon meg.
Nem indul magától a gép a kiszorító alsó és felső holtpontján, amikor a szelep amúgy is nyitva van.
A másik feltétel az, hogy az alágyújtás után, gyorsabban terjedjen ki a gépben lévő gáz, mint ahogy az illesztéseknél elszivárog, és így ki tudja mozdítani a dugattyúkat a nyugalmi helyzetből.
Mint minden hőlégmotornál, itt is fontos a jó tömítettség.

Manson gép szelep nélkül?
Igen, lehetséges!
Ha nem teszünk szelepet a gépre, csak egy nagyon apró lyukat valahol a hengerre, és a szivárgás mértéke nem haladja meg a gáz tágulásából, illetőleg összehúzódásából adódó nyomásváltozások mértékét, akkor a gép működésre bírható. Ebben az esetben a gép úgy működik, hogy a felső és alsó holtpontokra érve a dugattyú várakozik, míg a nyomás normalizálódik és el tud mozdulni középállás felé.
A dugattyúk hosszú kitérése miatt a Manson típusú gépek nyomatéka nagy!

Mire figyeljünk építéskor?
Ha a dugattyú túl kicsi, akkor gyenge a gép, ha túl széles, akkor elfoglalja a helyet a hideg oldalon és kevés levegő lesz, ami a meleg oldalra átsodródva bővülhet.
Steve Truscott kiszámolta, hogy szerinte a kiszorító hengerhez képest 46% átmérőjűnek kell lennie a dugattyúnak.
Ami még fontos, hogy a szelep-lyuk kivitelezésénél figyeljünk arra, hogy a lehető legrövidebb idő alatt tudjon a levegő távozni és beszívódni. Ehhez keskeny, de széles lyukat kell készítenünk.

Nagyon érdekes felvetést tett közzé W. Haag, miszerint a Manson-gép gyakorlati diagramja közelebb áll az elméletiéhez, ezért akár jobban is teljesíthet, mint egy Stirling motor! (?)





A kép forrása ez a weboldal:
http://www.w-haag.de/index.htm




További irodalom:
http://www.geocities.ws/kenboak/Manson.html
Itt látható BladeAttila első, módosított működésű Manson gépe:


Manson gép koncepció, ahol a munkadugattyú nem esz el annyi teret a hideg oldalon, így több hideg gáz tud a meleg oldalra átsöpörve tágulni. A főtengelyen lévő hajlítások azonos fázisszögben, csak eltérő hosszon mozgatják a dugattyúkat.

További Manson, és egyéb hőlégmotor koncepciók Attilától.:
http://manson-ericsson-hae.blogspot.hu/
és egy másik úrtól:
http://scienzalaterale.blogspot.com.au/2012/02/il-motore-di-manson-free-piston.html
stb:
http://www.bioliquids-chp.eu/uploads/site/Workshops/Encontech%20-%20Alexander%20Kronberg%20-%20Development%20of%20an%20external%20combustion%20engine.pdf?PHPSESSID=4mgsnlbo1m0ckvm63h9gddpsj3