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斯特林發動機的理論效率很高(接近卡諾循環的熱效率)。
卡諾循環是由法國工程師尼古拉·萊昂納爾·薩迪·卡諾于1824年提出的,以分析熱機的工作過程,卡諾循環包括四個步驟: 等溫吸熱, 絕熱膨脹,等溫放熱,絕熱壓縮。即理想氣體從狀態1(P1,V1,T1)等溫吸熱到狀態2(P2,V2,T2),再從狀態2絕熱膨脹到狀態3(P3,V3,T3),此后,從狀態3等溫放熱到狀態4(P4,V4,T4),最后從狀態4絕熱壓縮回到狀態1。
功率密度是指燃料電池能輸出最大的功率除以整個燃料電池系統的重量或體積(或面積),單位是瓦/公斤或瓦/升。
一、說白了還是錢的問題,請關注:容濟點火器
斯特林發動機效率很高,但是目前的問題是成本較高,尤其是熱端換熱器。因為熱端換熱器持續在高溫狀態,要求換熱器耐溫、耐壓成本高。第二個缺點是民用產品輸出的功率目前不大,所以不好像內燃機那樣用于民用汽車。但是斯特林發動機用于國防還是很優秀的,自由活塞式斯特林發動機可以運行幾十年壽命,重量特別輕,可以用于航天;曲柄連桿斯特林可以用于AIP潛艇系統,因為噪音低。
二、功率小也是擋路虎
斯特林機的優點是效率高,對熱源要求低,適應范圍大,啟動閾值低。初始結構簡單。
要說最根本的缺點,與其他熱機相比,其實僅僅只是比功率太小(是指在空氣工質和大氣壓力的最簡 條件下)。
可是,人們為了做大比功率,為了和內燃機比拼。把斯特林機升了溫度,換了工質,加了壓力,還必須再顧及到高溫高壓條件下的耐腐蝕,密封,潤滑,耐磨,導熱,隔熱,耐壓,外部高溫熱交換,低溫熱交換,燃燒室耐腐蝕……… 為了達到夠用的維保周期,能應對的維護難度,無一不是動用了當今的最新技術最高科技,最終成果當然是令人欽佩的。但成本也是高得難以普及,只能用在軍事上,衛星上…… 就算只弄成焚燒垃圾的典型,也還處于樣板工程。
三、對比之下效率也不強多少
實際在使用范圍內熱效比低,能量損耗大。有人說了不是斯特林發動機熱量要求低,可是應用到使用平臺,你會發現達到的功率和內燃機相比,它的燃料和功率比不如內燃機。
四、生不逢時
它的出生背景是 石油及其便宜的時代,當時的人才和資金有兩選擇,要么選內然機,回報快技術成熟;要么選斯特林 研發周期長 短期不可能有回抱。到了現代,各大財團和技術團體、已經非常專業非常完善,人于技術都已經最大化細分,這樣的背景下,他們沒有任何理由去做新的嘗試,創新意味這風險 ,這年頭世風日下,人們都盤算著自己的小日子,誰愿意去接觸這些陌生的東西呢,那些發動機廠商他們的機器不停的運轉,每分種就能造好一個發動機,他們的廠高效運轉著,利潤也是固有的,一大套的生產線 大批的專業配套技術人才,人家不會考慮去發展斯特林,只管眼前座在辦公室 悶著著頭數錢,你要膽敢推門進去,介紹什么新技術,人家在一分種之內就會叫保安把你轟出去。
五、也許有它合適的場合
有幾個主要特征使斯特林發動機在許多應用中,包括大多數汽車和卡車,顯得不切實際。斯特林發動機還有許多問題要解決,例如膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高,熱量損失是內燃發動機的2-3倍等。所以,還不能成為大批量使用的發動機。
由于熱源來自外部,因此發動機需要經過一段時間才能響應用于氣缸的熱量變化(通過氣缸壁將熱量傳導給發動機內的氣體需要很長時間)。 這意味著:
發動機在提供有效動力之前需要時間暖機。
發動機不能快速改變其動力輸出。
這些缺點幾乎都表明,它無法取代汽車中的內燃機。 但是,斯特林發動機為混合動力汽車提供動力卻是切實可行的。
熱氣機尚存在的主要問題和缺點是制造成本較高,工質密封技術較難,密封件的可靠性和壽命還存在問題,
功率調節
控制系統較復雜,機器較為笨重。提高性能
指標;在應用方面,正大力研究汽車用的大功率燃煤熱氣機、太陽能熱氣機和特種用途熱氣機等。冷卻氣體
等循環過程,驅動活塞上下運動帶動曲軸
轉動,由于燃燒室需要交替使用,與一般的內燃機一樣復雜,很少再發展。2缸熱氣機的燃燒、冷卻過程完全連續,1個汽缸
加熱、1個冷卻,工質在 2個氣缸
中密閉循環,反復被加熱冷卻,活塞在熱氣驅動下上下運動驅動曲軸
旋轉。4缸熱氣機的氣缸
上部加熱、下部冷卻,或相反,工質在相鄰兩個氣缸
的上下部間循環,4個活塞交替上下,直接驅動斜盤轉動,工作最為平順。