МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ СТИРЛИНГА ТИПА «АЛЬФА» ДЛЯ АДАПТАЦИИ К ПРИМЕНЕНИЮ В ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ

В данной статье рассматривается многокритериальная параметризация кривошипно-ползунной группы двигателя Стирлинга типа «Альфа». Многокритериальность подразумевает введение в уравнения различных длин шатунов поршня и вытеснителя, варьируемый угол между осями цилиндров, а также перекрещивающиеся оси цилиндров и коленчатого вала. Получены зависимости перемещений поршня и вытеснителя с учетом ряда варьируемых геометрических параметров. Определены граничные условия отношений длин шатунов поршня и вытеснителя с учетом смещения осей цилиндров в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала. Полученное уравнение перемещения поршня от перемещения вытеснителя имеет в своем составе угол поворота коленчатого вала, что позволит получить численную модель без моделирования кривошипа и шатунов, что значительно снизит ресурсоемкость численных расчетов. Получена зависимость крутящего момента на коленчатом валу при известных давлениях на поршень и вытеснитель при свободной компоновке кривошипно-ползунного механизма двигателя Стирлинга типа «Альфа». Данное исследование, в конечном итоге, позволит определять оптимальные параметры проектируемого двигателя Стирлинга в зависимости от мощности и рабочих температур. Это позволит спроектировать двигатель для использования в лесопромышленном комплексе. Подразумевается использование отходов лесозаготовок и деревообработки как топлива для электрогенератора на базе двигателя Стирлинга. Данные виды топлива обладают определенной температурой горения и удельной теплотой сгорания. Их эффективное использование для получения энергии является актуальной задачей лесного комплекса в настоящее время Полученное уравнение крутящего момента позволит исследовать рабочий процесс двигателя при решении газодинамической задачи циклического перетекания газа («рабочего тела») из полости цилиндра поршня в полость цилиндра вытеснителя и обратно.

Ключевые слова: Стирлинг, тип «Альфа», перемещение поршня и вытеснителя, крутящий момент, параметризация.

MULTI-CRITERIA PARAMETERIZATION OF THE "ALPHA" TYPE STIRLING ENGINE MECHANISM FOR ADAPTATION TO APPLICATION IN THE TIMBER INDUSTRY

This article discusses the multi-criteria parameterization of the crank-slider group of the Stirling engine type "alpha". Multi-criteria implies the introduction of different lengths of connecting rods of the piston and the displacer, the variable angle between the cylinder axes, as well as the intersecting axes of the cylinders and the crankshaft. The dependences of the displacement of the piston and the displacer are obtained, taking into account a number of variable geometric parameters. The boundary conditions of the ratio of the lengths of the connecting rods of the piston and the displacer are determined, taking into account the displacement of the cylinder axes in the plane perpendicular to the axis of the crankshaft. The resulting equation of movement of the piston from displacement of the propellant is composed of a crankshaft angle, which will allow to obtain a numerical model simulation of the crank and connecting rods that will significantly reduce the cost of numerical calculations. The dependence of the torque on the crankshaft at known pressures on the piston and the impactor with a free arrangement of the crank-slider mechanism of the Stirling engine of the "alpha"type is obtained. This study will eventually allow us to determine the optimal parameters of the designed steering engine, depending on the power and operating temperatures. This will allow us to design an engine for use in the timber industry. It implies the use of logging and woodworking waste as fuel for an electric generator based on the Stirling engine. These fuels have a certain Gorenje-perature and specific heat of combustion. Their effective use for energy generation is an urgent task of the forest complex. currently, The obtained torque equation will allow us to study the working process of the engine when solving the gas-dynamic problem of cyclic flow of gas ("working body") from the cavity of the piston cylinder to the cavity of the displacer cylinder and back.

Keywords: Stirling, type "alpha", displacement of the piston and displacer, torque, parameterization.