058 5

roboczej i buforowej. W tym okresie wypornik znajduje się w sąsiedztwie GMP dzięki sile gazowej działającej na powierzchnię trzonu wypornika i wynikającej z różnicy ciśnień Ap = p - p .

g    b

Jednakże tłok pod wpływem zmagazynowanej w nim ponownie energii kinetycznej przekracza położenie równowagi ciśnień p = p , a poruszając się dalej spręża gaz

g    ^b

w przestrzeni roboczej. Zwiększone ciśnienie p działające również na wypornik

g

powoduje wytworzenie siły, która zapoczątkowuje jego ruch w stronę tłoka. Zbliżanie się tłoka do wypornika wywołuje przepływ gazu roboczego z zimnej przestrzeni sprężania do gorącej przestrzeni rozprężania, przyczyniając się do dalszego zwiększenia ciśnienia gazu roboczego. Kontynuacja zjawiska staje się w końcu przyczyną zatrzymania tłoka i zapoczątkowania jego ruchu powrotnego w stronę DMP. Poruszający się już w stronę DMP wypornik, poddany działaniu siły gazowej, przetłacza gaz do przestrzeni gorącej i w pewnym momencie zbliża się do tłoka silnika. Od tej chwili zjawiska zachodzące wewnątrz przestrzeni roboczej zaczynają przebiegać w sposób opisany na początku, gdyż w silniku zakończył się jeden i rozpoczyna kolejny obieg cieplny.

Przedstawiony opis działania silnika Stirlinga z mechanizmem bezkorbowym jest uproszczony, jednakże realistycznie prezentuje najbardziej istotne zagadnienia związane z jego pracą. Dynamika elementów roboczych bezkorbowego silnika Stirlinga jest oparta na teorii drgań wymuszonych układów masowych o kilku stopniach swobody, powiązanych elementami sprężystymi i tłumiącymi. Uproszczony przykład układu mas związanych sprężyście i tłumionych przez efekty tarcia przedstawiono na rys. 2.16.

Rys. 2.16. Schemat obliczeniowy silnika bezkorbowego

W silniku Stirlinga występują elementy sprężyn gazowych o stałych Ki K ,

w    t

które w dużym stopniu zależą od właściwości gazu roboczego, zmieniających się wraz z ciśnieniem a zwłaszcza z temperaturą. Tłumienie ruchu mas drgających może mieć różnorodne formy i generalnie wiąże się ze stratą energii masy drgającej.

62