Reklám

Forgattyús mechanizmusok

 Az alap forgattyús mechanizmus:

Mint ahogy a fenti gamma típusú gép-animáción is látszik, a kiszorító és a munkadugattyú mozgása negyed fordulattal tér el egymástól, vagyis 90 fokos fáziskülönbséggel mozognak. A gép csak az egyik irányban működik. Alsó melegítést alkalmazva minden esetben a kiszorítót kell kövesse a munkadugattyú. A működés során fellépő káros rezonanciák, rázkódások, illetőleg az ebből fakadó veszteségek csökkentése érdekében, a lendkerékre, a kiszorító felfüggesztési pontjával ellentétes oldalra egy apró súlyt kell helyezni, amivel a kiszorító súlyát kiegyensúlyozzuk. Membrános munkadugattyúval rendelkező gépnél, a membrán deformációja (mellédudorodás) miatt, módosulhat a kiegyensúlyozás helye, de egy nehezebb, szilárd dugattyú, hasonlóan eltolhatja a szükséges centírozó-súly helyét. Profi gépeknél pontos ellensúlyt szerelnek a főtengelyre.

Ross Yoke megvezetés

Leginkább az alfa típusú Stirling motoroknál alkalmazott mechanizmus.
Ezt a forgattyús szerkezetet Andy Ross-ról nevezték el, bár hasonlóak ismertek voltak már korábban is, például 1843-ból a Musgrave típusú, vagy 1878-ból a Bernay típusú gépről. Előnye, hogy kisebbre és rövidebbre lehet készíteni, mint a hagyományos forgattyús szerkezeteket, ráadásul csökkenti az oldal irányú terhelést a dugattyún, valamint a forgattyús csatlakozáson, mert a megvezetés mozgása majdnem merőleges marad... legalábbis ezen weboldal szerint, ahol animációt is megtekinthetünk róla:

http://www.animatedengines.com/ross.html

Rombusz-megvezetés:



A béta típusú Stirling motoroknál előszeretettel alkalmazott meghajtási forma.
1900 körül használták először egy Lanchester típusú autó, két dugattyús motorjánál. Mivel a tömegek csak lineárisan mozognak, ez az elrendezés lehetővé tette, hogy a két dugattyúnál fellépő  tehetetlenségi erőket kiegyensúlyozzák. 

László (az SBK alapítótagja) excenteres forgattyús mechanizmusa

László egy golyóscsapágy belső körgyűrűjét kitölti és a lökethossznak megfelelően a kör középpontjától megfelelő távolságra fúr egy lyukat a tengely számára.   A golyóscsapágy külső részéhez rögzít egy kis rudat, ami egy rugalmas csővel csatlakozik a munka, illetve a kiszorító dugattyú megvezetéséhez. Evvel a megooldással megspórolhatóak a csuklók. Így a tengelyen pörgő golyóscsapágy lineáris mozgást fog létrehozni a kiszorítón.
Ennek a technikának a legnagyobb előnye, hogy nem kell megtörni, vagy meghajlítani a tengelyt, amitől az szilárdabb marad, nem rugózik. További előnye, hogy könnyebb szorosan egymás mellé helyezni a megvezetéseket. Így ez a konstrukció alkalmas beta  típusú Stirling motorhoz is, ahol nagyon szűk a hely a forgattyús tengelyen. További előnye az egyszerűség, és a kis súrlódás. Hátránya, a nagyobb löketekhez alkalmas csapágyak nehézkes beszerzése.




Forgattyús szerkezet nélküli konfigurációk:

Itt talán érdemes megemlíteni, hogy vannak olyan konfigurációk, ahol egyáltalán nem használnak forgattyús szerkezetet, így megtakarítják annak a költségeit, és karbantartási nehézségeit. Ilyenek például a termoakusztikus gépek, és a free, avagy szabad dugattyús gépek.
A free gépeknél legújabban a megmaradt kevés mozgó alkatrész súrlódását is minimalizálják.
A Sunpower cég szerint, az alkalmazott gázcsapágyas technológia alkalmazásával 20 évig nem kell hozzányúlni a gépükhöz, mert a csatlakozó alkatrészek működés közben nem érnek össze, nem súrlódnak, így nincs kopás, mivel a felületek között egy gázréteg biztosítja a "kenést". 
(Hasonlóan működik, mint a Tájfun nevű asztali foci játék. Ott apró lyukakon keresztül áramlik a gáz a mozgó korong és az asztallap közé,így alakítva ki egy vékony légpárnát.)

Bővebben erről:
http://www.sunpower.com/library/pdf/patents/SUN5630_US_6293184.PDF
http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_bearing


Amennyiben részletesebb információra van szükséged a stirling meghajtásokkal kapcsolatban, akkor az alábbi weboldalakat ajánljuk:
Tervezéshez szükséges adatok és programok:
http://mac6.ma.psu.edu/stirling/drives/index.html
Több száz forgattyús mechanizmus gyűjteménye:
http://kmoddl.library.cornell.edu/
http://kmoddl.library.cornell.edu/collection-toc.php
http://kmoddl.library.cornell.edu/resources.php