Gamma stirling con Displacer a camma

[Vulpes]

Per ceercare di far seguire un po' meglio ad un motore stirling il ciclo termodinamico teorico mi è venuto in mente che si poteva creare una sfasatura tra il moto del pistone e quello del displacer muovendo quest'ultimo non con un attuatore elettrico (come già era apparso,che però comporta la produzione di energia elettrica da poi ri-riconvertire in meccanica dall'attuatore) ma con una semplice camma,come nei motori 4 tempi.
Non so se la soluzione esista già,comqunue ho creato un modello al cad e ho girato un video con il motore in moto. Manca una molla di ritorno sotto alla punteria del displacer,è che non la sapevo fare perbene con il programma

A voi il video e eventuali commenti.

[DinoDF]

Penso che la soluzione migliore in fase di studio sia di applicare un attuatore elettromeccanico al displacer e controllare il suo movimento tramite software in modo da poter studiare la migliore soluzione prima di passare alla realizzazione della camma

[Vulpes]

beh questa era l'idea "base",poi ovvio che il profilo della camma andrebe studiato al meglio.
Per ora così a istinto ho cercato di ottenere un profilo che lasciasse per 180° di rotazione dell'albero il displacer in una zona,e per gli altri 180° nell'altra ... ovviamente la sua legge di moto non può essere perfettamente quadra quindi non sono proprio 180°,però penso che più o meno il profilo dovrebbe rispiecchiare questo (poi ovvio che dei dati acquisiti con chissà che cervellone elettronico sono più attendibili )

[IlioM]

Complimenti Vulpes per l'animazione, con che programma l'hai fatta? Hai pensato che potresti sostituire la camma con uno scappamento?

[Stranamore]

Salve a tutti. Premesso che non riesco a trovare l'animazione da nessuna parte volevo solo dire che il movimento a camma è stato studiato ampiamente, ma sempre scartato per problemi meccanici. Le accellerazioni, per un movimento istantaneo, tendono ad infinito. Non a caso le cammes delle valvole dei motori hanno rampe molto dolci di salita. E se bisogna fare quello per delle valvole, figuriamoci per una roba tipo un pistone dislacer. E poi, a livello di basamento, come lo bilanci il movimento dicontinuo impulsivo del displacer? Verrebbe uno di simpatici motori che se lo accendi in cantina e gli dai sufficiente tempo di funzionamento ti tira giù tutto il palazzo per sgretolamento del cemento.

[amir]

... Le accellerazioni, per un movimento istantaneo, tendono ad infinito. Non a caso le cammes delle valvole dei motori hanno rampe molto dolci di salita. E se bisogna fare quello per delle valvole, figuriamoci per una roba tipo un pistone dislacer...

Servocomandi elettro-meccanici o idraulici potrebbero andare?

[Stranamore]

Non cambia molto. Le potenze istantanee sono grandi. eccessive per gli azionamenti elettrici. Quelli idraulici vanno un pò meglio ma rendono decisamente meno. Roba buona per fare dei giocattoli insomma, ma per un motore commerciale ed i relativi pesi del diplacer il manovellismo meccanico, nelle sue varie forme, rimane l'unica alternativa praticabile. Unica soluzione alternativa è quella delle differenze di pressione sulle facce, tipo Ringbom, che possono essere grandi e quindi efficaci.

[rampa]

Ciao a tutti.

Penso che il movimento sinusoidale del displacer possa essere sostituito da un sinusoidale più ampio con i seni tronchi, attuabile con un gioco di molle, come grossolanamente indicato nell'immagine.
Chiaramente il movimento dell'asta orizzontale deve avere un' escursione più ampia del normale.
Eventuali sbattimenti del displacer sulle pareti termiche possono essere attenuati o da una molla più corta e più forte, o anche solo da un materassino in materiale termoisolante che aderisca alla parete termica.

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[Stranamore]

Possibile soluzione al problema

Ciao a tutti. Mi era venuta in mente una cosa.
Il movimento sinusoidale troncato altro non è che il movimento particolare di alcuni ringbom definito "overdriven". E' un tipo di movimento molto efficace tanto che molti dimostratori costruiti dal prof. Senft lo utilizzavano.
Normalmente tale movimento è affidato alle pressioni differenziali sulle due facce del diplacer. Ma nessuno vieta di creare un movimento di tipo misto aiutato da una camma.
Cioè utilizzare la camma solo per dare un impulso di accellerazione al displacer ai due punti morti, senza la pretesa di volerlo accompagnare per tutta la corsa, e lasciare fare il resto alle pressioni.
Ci vedo vari possibili vantaggi.
1) Riduco le forze a carico della camma stessa che diversamente sarebbe problematica come avevo scritto in precedenti post.
2) Mi bastano più piccole differenze di pressione per movimentare il displacer e quindi più basse differenze di temperatura.
3) Il motore, rispetto ad un Ringbom tradizionale, gira più forte perchè l'inversione di moto avviene più velocemente essendo aiutata dalle due camme.
4) Probabilmente con una attenta ottimizzazione si potrebbe regolare la pressione base del sistema in modo che al regime di funzionamento il displacere tocchi a mala pena sulle due camme d'estremità risparmiando sul lavoro meccanico. LE camme aiuterebbero a bassa temperatura della sorgente calda (avviamento) ed ad alto regime di giri.

Che ne pensate?