3. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VAØ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ STIRLING.
3.2.3. Nguyên lý hoạt động của động cơ stirling kiểu beta (β)
Động cơ Stirling kiểu beta cịn được gọi là động cơ Stirling kiểu piston phụ. Cả piston lực và piston phụ cùng được đặt trong một xy lanh Piston phụ chỉ cĩ nhiệm vụ đẩy mơi chất cơng tác từ khơng gian nén sang khơng gian giãn nở. Các bộ phận khác cĩ chức năng tương tự như ở động cơ Stirling kiểu alpha. Nguyên lý làm việc của động cơ Stirling kiểu beta như sau: Quá trình nén: Quá trình bắt đầu từ khi piston phụ đi từ điểm chết trên về
phía điểm chết dưới, lúc này piston lực đi từ điểm giữa hành trình lên điểm chết trên. Mơi chất cơng tác được nén lại và tiếp tục được làm mát để duy trì nhiệt độ khơng đổi. Quá trình nén kết thúc khi piston lực đi lên đến điểm chết trên.
Quá trình cấp nhiệt: Mơi chất cơng tác từ khơng gian nén được piston phụ đẩy sang khơng gian giãn nở. Khi đi qua bộ hồi nhiệt, mơi chất cơng tác được sấy nĩng đến nhiệt độ TR, rồi sau đĩ được đốt nĩng đến nhiệt độ Tmax và áp suất pmax trong bộ cấp nhiệt rồi đi vào khơng gian giãn nở. Quá trình cấp nhiệt kết thúc khi piston phụ xuống tới điểm chết dưới. Do cả hai piston cùng đi xuống nên thể tích của mơi chất cơng tác trong quá trình cấp nhiệt là khơng đổi.
Quá trình giãn nở và sinh cơng: Với nhiệt độ và áp suất cao trong khơng gian giãn nở, mơi chất cơng tác giãn nở đẩy piston lực đi xuống và sinh cơng cơ học. Quá trình giãn nở kết thúc khi piston lực xuống tới điểm chết dưới.
Quá trình làm mát: piston phụ đi lên và đẩy mơi chất cơng tác từ khơng gian giãn nở sang khơng gian nén. Trên đường đi qua các bộ trao đổi nhiệt, một phần nhiệt của mơi chất cơng tác được truyền cho bộ hồi nhiệt, một phần được truyền cho mơi chất làm mát trong bộ làm mát. Do ở trong giai đoạn này cả hai piston cùng đi lên nên thể tích của mơi chất cơng tác khơng thay đổi. Quá trình làm mát kết thúc khi piston phụ lên đến điểm chết trên.
Hình . chu trình hoạt động của động cơ Stirling kiểu beta.