Stirling Engine
Content
Il motore Stirling
A. Della Torre
1
Contenuti
1. Introduzione
2. Cenni storici 3. Il ciclo diretto di Stirling
4. Classificazione delle macchine di Stirling
5. Esempi di applicazione del motore Stirling: • solare termodinamico • biomasse • cogenerazione • autotrazione
2
Introduzione
1. Classificazione delle macchine termiche:
• •
a combustione interna: m.c.i, turbine a gas a combustione esterna: turbine a vapore, motore stirling
2. Il motore di Stirling è una macchina:
• • • • a combustione esterna a ciclo chiuso volumetrica operante con il massimo rendimento teorico possibile
3
Cenni Storici
La macchina di Stirling del 1816
displacer fornace spazio caldo
spazio freddo
stantuffo di potenza
4
Il ciclo diretto di Stirling
Il teorema di Reitlinger
1. Ciclo di Carnot: • costituito da due isoterme e due adiabatiche • consente di convertire il calore introdotto in lavoro con il massimo rendimento
2. Teorema di Reitlinger afferma che qualunque ciclo costituito da due isoterme e due trasformazioni omologhe rigenerative opera con il rendimento del corrispondente ciclo di Carnot tra le stesse Tmax e Tmin
5
Il ciclo diretto di Stirling
Ciclo Ideale
Ciclo di Stirling è composto da: • 1-2: compressione isoterma • 2-3: trasformazione isocora rigenerativa • 3-4: espansione isoterma • 4-1: trasformazione isocora rigenerativa
Il calore ceduto durante l’isocora 4-1 viene utilizzato per compiere l’isocora 2-3
6
Il ciclo diretto di Stirling
Macchina Ideale di Stirling
La macchina ideale in grado di realizzare il ciclo di Stirling è composta da: • due stantuffi: impongono l‟opportuna legge di variazione dei volumi rigeneratore: accumula calore nell‟isocora 4-1 e lo restituisce nell‟isocora 2-3
•
• •
scambiatore caldo: introduce il calore a alta T nel ciclo scambiatore freddo: rimuove il calore a bassa T dal ciclo
7
Il ciclo diretto di Stirling
Legge di variazione dei volumi
1-2 compressione iso-T: diminuzione V + rimozione Qf 3-4 espansione iso-T: aumento V + introduzione Qc
2-3 iso-V rigenerativa: V cost + Q dal rigeneratore 8
4-1 iso-V rigenerativa: V cost + Q al rigeneratore
Il ciclo diretto di Stirling
Confronto con il ciclo di Carnot
Il ciclo Stirling ha: • il medesimo rendimento del ciclo di Carnot • un‟area del ciclo più grande: maggior lavoro specifico
9
Il ciclo diretto di Stirling
Cause di irreversibilità nel ciclo reale
Cause di irreversibilità comuni a tutte le macchine termiche: • • • • Perdite per attriti tra i componenti in moto relativo Perdite per attrito fluidodinamico (in particolare per la macchina di Stirling nel rigeneratore e negli scambiatori) Scambi termici (verso l‟esterno o tra il lato caldo e freddo della macchina) Fughe di fluido verso l‟esterno
Scostamento delle pressioni dal valore ideale a causa delle perdite per attrito fluidodinamico
10
Il ciclo diretto di Stirling
Cause di irreversibilità nel ciclo reale
Cause di irreversibilità tipiche della macchina di Stirling: 1. Cause di tipo termodinamico: • Distribuzione del fluido tra i diversi volumi • Irreversibilità delle trasformazioni TD, in particolare gli scambi termici 2. Cause di tipo termologico: • Rigenerazione termica incompleta • Limiti nel realizzare trasformazioni isoterme negli scambiatori 3. Cause di tipo meccanico e fluidodinamico: • Effetto del moto non discontinuo (ma sinusoidale) degli stantuffi • Effetto degli spazi morti
11
Il ciclo diretto di Stirling
Cause di irreversibilità nel ciclo reale
Rigenerazione termica incompleta
Scambio termico non isotermo
Moto continuo del pistone
Presenza di fluido negli spazi morti
12
Il ciclo diretto di Stirling
Cause di irreversibilità nel ciclo reale
13
Classificazione delle macchine di Stirling
Pur non esistendo dei criteri standardizzati di classificazione, una possibile classificazione si può basare sui seguenti criteri: 1. Modalità di accoppiamento degli stantuffi
2. Numero dei cicli in contemporanea esecuzione 3. Numero degli effetti sugli stantuffi
4. Numero dei cilindri nei quali si realizza il ciclo
5. Tipo di fluido operante e numero delle sue fasi
14
Classificazione delle macchine di Stirling
Modalità di accoppiamento degli stantuffi
1. Stantuffi meccanicamente accoppiati (non risonanti): • il cinematismo deve permettere di approssimare al meglio la variazione dei volumi prevista dal ciclo Stirling • il cinematismo non deve essere troppo complicato 2. Stantuffi non meccanicamente accoppiati (risonanti) : • gli stantuffi sono liberi e la loro posizione relativa è determinata dalle pressioni agenti istantaneamente su di essi e dalle forze di inerzia • stantuffi liberi e accoppiamento ibrido
15
Modalità di accoppiamento degli stantuffi
Stantuffi non risonanti
Dispacer
Stantuffo di potenza
Guida rombica (Meijer)
Manovella e bilanciere (Clarke)
Swash - plate
16
Modalità di accoppiamento degli stantuffi
Stantuffi non risonanti
17
Classificazione delle macchine di Stirling
Stantuffi risonanti
Stantuffi liberi Accoppiamento ibrido 18
Classificazione delle macchine di Stirling
Numero di cicli e di effetti
monociclo a semplice effetto
pluriciclo a semplice effetto
pluriciclo a doppio effetto in serie 19
pluriciclo a doppio effetto in parallelo
Classificazione delle macchine di Stirling
Numero dei cilindri
Tre possibili configurazioni: 1. Alfa: due distinti cilindri di lavoro, sui cui stantuffi agisce la pressione istantanea del ciclo 2. Beta: stantuffo di potenza + displacer 3. Gamma: uno spazio di lavoro è diviso su più cilindri
20
Classificazione delle macchine di Stirling
Configurazione tipo - α
21
Applicazione del motore Stirling
Vantaggi: • Elevato rendimento termodinamico • Policombustibilità • Limitate emissioni inquinanti • Limitato disturbo acustico • Reversibilità di funzionamento • Possibilità di funzionamento in assenza di ossigeno
Svantaggi: • Bassa potenza specifica • Lentezza di avviamento e nella variazione di regime • Prezzi di mercato molto alti • Problemi di affidabilità
22
Applicazione al solare termodinamico
23
Applicazione al solare termodinamico
Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Principali componenti: • concentratore • ricevitore • motore Stirling
Per un motore da 25 kW occorre disporre di 10m2 di superficie riflettente.
concentratore parabolico puntuale 24
Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Ricevitori
• Il ricevitore assorbe l‟energia solare e la trasferisce al flusso di gas che evolve nel motore Stirling (scambiatore caldo) • Esistono due tipi di ricevitore: • a illuminazione diretta • a illuminazione indiretta
25
Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Motori Stirling
SOLO V 161: • potenza: 11 kWe • configurazione tipo - α • inizialmente sviluppato per la cogenerazione
Scambiatore caldo (ricevitore) Rigeneratore
Scambiatore freddo (raffreddato ad acqua)
26
Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Motori Stirling
United Stirling 4-95: • potenza: 52 kW • n cilindri: 4 • vol. unit. spazzato: 95 cc • configurazione tipo - α • pressione fluido fino a 150 bar • fino a 4000 rpm Realizzati diversi livelli di potenza per applicazioni differenti: autotrazione, sottomarine, solare
27
Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Motori Stirling
STM 4-120: • potenza: 25 kW • n cilindri: 4 • configurazione tipo – α • swash - plate •1850 rpm • rendimento: 45% • regolazione mediante variazione dell‟inclinazione swash-plate
28
Applicazione alle biomasse
Biomasse: • colture energetiche dedicate (arboree, erbacee) • residui agricoli, artigianali, industriali, civili (paglia, sansa di oliva, vinaccie, gusci, pula, particolari frazioni di RSU) • residui forestali La combustione esterna del motore Stirling permette: • policombustibilità • abbattimento delle emissioni inquinanti grazie alla possibilità di impiegare i tempi di residenza opportuni durante la combustione.
29
Applicazione alle biomasse
Configurazione dell‟ impianto
utenza termica (cogenerazione) Motore Stirling + alternatore
preriscaldatore aria
Scambiatore caldo Stirling
Fornace
30
Applicazione alle biomasse
Motore Stirling
Esempio di motore Stirling per biomasse (sperimentazione Technical University of Denmark): • Potenza elettrica nominale: 75 kWe
• n cilindri: 8
• Fluido di lavoro:
• Pressione
elio
4,5 MPa
• Velocità di rotazione
• Peso del motore
1000 RPM
• Accoppiamento diretto alla rete elettrica 3500 kg
31
Applicazione a impianti cogenerativi
• Produzione combinata di potenza elettrica e termica
• Alti rendimenti di conversione
• Vantaggi del motore Stirling: • basse emissioni di inquinanti • basso livello di emissione sonora • elevato rendimento di produzione di energia elettrica (anche se in questa applicazione può risultare non decisivo) • assenza di limitazioni sui combustibili
32
Applicazione a impianti cogenerativi
Motore Stirling SOLO V161
SOLO V 161: • potenza: 11 kWe • n cilindri: 2 • configurazione tipo - α • fluido di lavoro: elio
33
Applicazione a impianti cogenerativi
Motore Stirling SOLO V161
• Bruciatore con preriscaldatore d‟aria raffredda i gas combusti fino a 200-300°C. • Regolazione del carico variando la pressione dell‟elio nel range: 35 -150 bar. 34
Applicazione all‟autotrazione
• Negli anni „70 la necessità di ridurre le emissioni inquinanti diede un impulso all‟applicazione del motore Stirling all‟autotrazione. • Sperimentazioni Philips in collaborazione con GM e Ford.
• Per rendere competitivo il motore era necessario ridurre il volume specifico all‟unità di potenza • Si studia un nuovo cinematismo per sostituire il complicato cinematismo a guida rombica: il cinematismo a disco oscillante o swash-plate
35
Applicazione all‟autotrazione
Il cinematismo swash-plate
36
Applicazione all‟autotrazione
Il cinematismo swash-plate
Vantaggi del cinematismo swash-plate rispetto alla guida rombica:
• minori problemi di lubrificazione e maggiore silenziosità
• maggiore stabilità
• facilità di bilanciamento • possibilità di montare fino a quattro pistoni su un solo disco
37
Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-65DA
• Progettato dalla Philips in collaborazione con GM
Caratteristiche tecniche: •gas di lavoro: idrogeno • n cilindri: 4 • alesaggio: 43 mm • corsa: 45 mm • pressione media: 220 bar • velocità di rotazione: 3000 rpm • P=45kW @(3000rpm, 220bar) • P=22.5kW @(3000rpm, 110bar) • regolazione del carico agendo sulla pressione del fluido
38
Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
• Progettato dalla Philips in collaborazione con Ford • Principale requisito era il basso livello di emissioni inquinanti
39
Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
Caratteristiche tecniche: •gas di lavoro: idrogeno • n cilindri: 4 • alesaggio: 73 mm • corsa: 52 mm • pressione media: 185 bar • velocità di rotazione: 600-4500 rpm • Pmax=127kW @4000 rpm • Cmax=428Nm @1350 rpm • Tmax = 750°C • Tmin = 64°C • regolazione del carico agendo sulla pressione del fluido
40
Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
cilindri
combustore
swash-plate
41
Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
scambiatori caldi
42
Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
Consumo motore 4-215DA
Consumo motore Ford standard
43
Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
Emissioni: • HC: 0.006 g/km • CO: 1.18 g/km • NOx: 0.19 g/km Rumorosità: 70 dB
Limiti emissioni EURO III (Otto - ciclo ECE): • HC: 0.2 g/km • CO: 2.3 g/km • NOx: 0.15 g/km
44
Conclusioni
• La diffusione commerciale del motore Stirling è molto limitata.
• I principali pregi del motore Stirling sono: l‟elevato rendimento, la policombustibilità, le limitate emissioni inquinati, il basso disturbo acustico. • Le caratteristiche di questo motore lo rendono particolarmente interessante in alcune applicazioni (ad esempio il solare) per le quali si può ipotizzare un certo sviluppo nel futuro.
• In altre applicazioni, come la propulsione “termica” nel settore automotive, l‟elevato sviluppo del motore a combustione interna rende il motore Stirling non competitivo.
45
A. Della Torre
1
Contenuti
1. Introduzione
2. Cenni storici 3. Il ciclo diretto di Stirling
4. Classificazione delle macchine di Stirling
5. Esempi di applicazione del motore Stirling: • solare termodinamico • biomasse • cogenerazione • autotrazione
2
Introduzione
1. Classificazione delle macchine termiche:
• •
a combustione interna: m.c.i, turbine a gas a combustione esterna: turbine a vapore, motore stirling
2. Il motore di Stirling è una macchina:
• • • • a combustione esterna a ciclo chiuso volumetrica operante con il massimo rendimento teorico possibile
3
Cenni Storici
La macchina di Stirling del 1816
displacer fornace spazio caldo
spazio freddo
stantuffo di potenza
4
Il ciclo diretto di Stirling
Il teorema di Reitlinger
1. Ciclo di Carnot: • costituito da due isoterme e due adiabatiche • consente di convertire il calore introdotto in lavoro con il massimo rendimento
2. Teorema di Reitlinger afferma che qualunque ciclo costituito da due isoterme e due trasformazioni omologhe rigenerative opera con il rendimento del corrispondente ciclo di Carnot tra le stesse Tmax e Tmin
5
Il ciclo diretto di Stirling
Ciclo Ideale
Ciclo di Stirling è composto da: • 1-2: compressione isoterma • 2-3: trasformazione isocora rigenerativa • 3-4: espansione isoterma • 4-1: trasformazione isocora rigenerativa
Il calore ceduto durante l’isocora 4-1 viene utilizzato per compiere l’isocora 2-3
6
Il ciclo diretto di Stirling
Macchina Ideale di Stirling
La macchina ideale in grado di realizzare il ciclo di Stirling è composta da: • due stantuffi: impongono l‟opportuna legge di variazione dei volumi rigeneratore: accumula calore nell‟isocora 4-1 e lo restituisce nell‟isocora 2-3
•
• •
scambiatore caldo: introduce il calore a alta T nel ciclo scambiatore freddo: rimuove il calore a bassa T dal ciclo
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Il ciclo diretto di Stirling
Legge di variazione dei volumi
1-2 compressione iso-T: diminuzione V + rimozione Qf 3-4 espansione iso-T: aumento V + introduzione Qc
2-3 iso-V rigenerativa: V cost + Q dal rigeneratore 8
4-1 iso-V rigenerativa: V cost + Q al rigeneratore
Il ciclo diretto di Stirling
Confronto con il ciclo di Carnot
Il ciclo Stirling ha: • il medesimo rendimento del ciclo di Carnot • un‟area del ciclo più grande: maggior lavoro specifico
9
Il ciclo diretto di Stirling
Cause di irreversibilità nel ciclo reale
Cause di irreversibilità comuni a tutte le macchine termiche: • • • • Perdite per attriti tra i componenti in moto relativo Perdite per attrito fluidodinamico (in particolare per la macchina di Stirling nel rigeneratore e negli scambiatori) Scambi termici (verso l‟esterno o tra il lato caldo e freddo della macchina) Fughe di fluido verso l‟esterno
Scostamento delle pressioni dal valore ideale a causa delle perdite per attrito fluidodinamico
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Il ciclo diretto di Stirling
Cause di irreversibilità nel ciclo reale
Cause di irreversibilità tipiche della macchina di Stirling: 1. Cause di tipo termodinamico: • Distribuzione del fluido tra i diversi volumi • Irreversibilità delle trasformazioni TD, in particolare gli scambi termici 2. Cause di tipo termologico: • Rigenerazione termica incompleta • Limiti nel realizzare trasformazioni isoterme negli scambiatori 3. Cause di tipo meccanico e fluidodinamico: • Effetto del moto non discontinuo (ma sinusoidale) degli stantuffi • Effetto degli spazi morti
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Il ciclo diretto di Stirling
Cause di irreversibilità nel ciclo reale
Rigenerazione termica incompleta
Scambio termico non isotermo
Moto continuo del pistone
Presenza di fluido negli spazi morti
12
Il ciclo diretto di Stirling
Cause di irreversibilità nel ciclo reale
13
Classificazione delle macchine di Stirling
Pur non esistendo dei criteri standardizzati di classificazione, una possibile classificazione si può basare sui seguenti criteri: 1. Modalità di accoppiamento degli stantuffi
2. Numero dei cicli in contemporanea esecuzione 3. Numero degli effetti sugli stantuffi
4. Numero dei cilindri nei quali si realizza il ciclo
5. Tipo di fluido operante e numero delle sue fasi
14
Classificazione delle macchine di Stirling
Modalità di accoppiamento degli stantuffi
1. Stantuffi meccanicamente accoppiati (non risonanti): • il cinematismo deve permettere di approssimare al meglio la variazione dei volumi prevista dal ciclo Stirling • il cinematismo non deve essere troppo complicato 2. Stantuffi non meccanicamente accoppiati (risonanti) : • gli stantuffi sono liberi e la loro posizione relativa è determinata dalle pressioni agenti istantaneamente su di essi e dalle forze di inerzia • stantuffi liberi e accoppiamento ibrido
15
Modalità di accoppiamento degli stantuffi
Stantuffi non risonanti
Dispacer
Stantuffo di potenza
Guida rombica (Meijer)
Manovella e bilanciere (Clarke)
Swash - plate
16
Modalità di accoppiamento degli stantuffi
Stantuffi non risonanti
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Classificazione delle macchine di Stirling
Stantuffi risonanti
Stantuffi liberi Accoppiamento ibrido 18
Classificazione delle macchine di Stirling
Numero di cicli e di effetti
monociclo a semplice effetto
pluriciclo a semplice effetto
pluriciclo a doppio effetto in serie 19
pluriciclo a doppio effetto in parallelo
Classificazione delle macchine di Stirling
Numero dei cilindri
Tre possibili configurazioni: 1. Alfa: due distinti cilindri di lavoro, sui cui stantuffi agisce la pressione istantanea del ciclo 2. Beta: stantuffo di potenza + displacer 3. Gamma: uno spazio di lavoro è diviso su più cilindri
20
Classificazione delle macchine di Stirling
Configurazione tipo - α
21
Applicazione del motore Stirling
Vantaggi: • Elevato rendimento termodinamico • Policombustibilità • Limitate emissioni inquinanti • Limitato disturbo acustico • Reversibilità di funzionamento • Possibilità di funzionamento in assenza di ossigeno
Svantaggi: • Bassa potenza specifica • Lentezza di avviamento e nella variazione di regime • Prezzi di mercato molto alti • Problemi di affidabilità
22
Applicazione al solare termodinamico
23
Applicazione al solare termodinamico
Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Principali componenti: • concentratore • ricevitore • motore Stirling
Per un motore da 25 kW occorre disporre di 10m2 di superficie riflettente.
concentratore parabolico puntuale 24
Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Ricevitori
• Il ricevitore assorbe l‟energia solare e la trasferisce al flusso di gas che evolve nel motore Stirling (scambiatore caldo) • Esistono due tipi di ricevitore: • a illuminazione diretta • a illuminazione indiretta
25
Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Motori Stirling
SOLO V 161: • potenza: 11 kWe • configurazione tipo - α • inizialmente sviluppato per la cogenerazione
Scambiatore caldo (ricevitore) Rigeneratore
Scambiatore freddo (raffreddato ad acqua)
26
Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Motori Stirling
United Stirling 4-95: • potenza: 52 kW • n cilindri: 4 • vol. unit. spazzato: 95 cc • configurazione tipo - α • pressione fluido fino a 150 bar • fino a 4000 rpm Realizzati diversi livelli di potenza per applicazioni differenti: autotrazione, sottomarine, solare
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Descrizione dei sistemi “Solar Dish Engine”
Motori Stirling
STM 4-120: • potenza: 25 kW • n cilindri: 4 • configurazione tipo – α • swash - plate •1850 rpm • rendimento: 45% • regolazione mediante variazione dell‟inclinazione swash-plate
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Applicazione alle biomasse
Biomasse: • colture energetiche dedicate (arboree, erbacee) • residui agricoli, artigianali, industriali, civili (paglia, sansa di oliva, vinaccie, gusci, pula, particolari frazioni di RSU) • residui forestali La combustione esterna del motore Stirling permette: • policombustibilità • abbattimento delle emissioni inquinanti grazie alla possibilità di impiegare i tempi di residenza opportuni durante la combustione.
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Applicazione alle biomasse
Configurazione dell‟ impianto
utenza termica (cogenerazione) Motore Stirling + alternatore
preriscaldatore aria
Scambiatore caldo Stirling
Fornace
30
Applicazione alle biomasse
Motore Stirling
Esempio di motore Stirling per biomasse (sperimentazione Technical University of Denmark): • Potenza elettrica nominale: 75 kWe
• n cilindri: 8
• Fluido di lavoro:
• Pressione
elio
4,5 MPa
• Velocità di rotazione
• Peso del motore
1000 RPM
• Accoppiamento diretto alla rete elettrica 3500 kg
31
Applicazione a impianti cogenerativi
• Produzione combinata di potenza elettrica e termica
• Alti rendimenti di conversione
• Vantaggi del motore Stirling: • basse emissioni di inquinanti • basso livello di emissione sonora • elevato rendimento di produzione di energia elettrica (anche se in questa applicazione può risultare non decisivo) • assenza di limitazioni sui combustibili
32
Applicazione a impianti cogenerativi
Motore Stirling SOLO V161
SOLO V 161: • potenza: 11 kWe • n cilindri: 2 • configurazione tipo - α • fluido di lavoro: elio
33
Applicazione a impianti cogenerativi
Motore Stirling SOLO V161
• Bruciatore con preriscaldatore d‟aria raffredda i gas combusti fino a 200-300°C. • Regolazione del carico variando la pressione dell‟elio nel range: 35 -150 bar. 34
Applicazione all‟autotrazione
• Negli anni „70 la necessità di ridurre le emissioni inquinanti diede un impulso all‟applicazione del motore Stirling all‟autotrazione. • Sperimentazioni Philips in collaborazione con GM e Ford.
• Per rendere competitivo il motore era necessario ridurre il volume specifico all‟unità di potenza • Si studia un nuovo cinematismo per sostituire il complicato cinematismo a guida rombica: il cinematismo a disco oscillante o swash-plate
35
Applicazione all‟autotrazione
Il cinematismo swash-plate
36
Applicazione all‟autotrazione
Il cinematismo swash-plate
Vantaggi del cinematismo swash-plate rispetto alla guida rombica:
• minori problemi di lubrificazione e maggiore silenziosità
• maggiore stabilità
• facilità di bilanciamento • possibilità di montare fino a quattro pistoni su un solo disco
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Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-65DA
• Progettato dalla Philips in collaborazione con GM
Caratteristiche tecniche: •gas di lavoro: idrogeno • n cilindri: 4 • alesaggio: 43 mm • corsa: 45 mm • pressione media: 220 bar • velocità di rotazione: 3000 rpm • P=45kW @(3000rpm, 220bar) • P=22.5kW @(3000rpm, 110bar) • regolazione del carico agendo sulla pressione del fluido
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Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
• Progettato dalla Philips in collaborazione con Ford • Principale requisito era il basso livello di emissioni inquinanti
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Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
Caratteristiche tecniche: •gas di lavoro: idrogeno • n cilindri: 4 • alesaggio: 73 mm • corsa: 52 mm • pressione media: 185 bar • velocità di rotazione: 600-4500 rpm • Pmax=127kW @4000 rpm • Cmax=428Nm @1350 rpm • Tmax = 750°C • Tmin = 64°C • regolazione del carico agendo sulla pressione del fluido
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Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
cilindri
combustore
swash-plate
41
Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
scambiatori caldi
42
Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
Consumo motore 4-215DA
Consumo motore Ford standard
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Applicazione all‟autotrazione
Il motore 4-215DA per la Ford Torino
Emissioni: • HC: 0.006 g/km • CO: 1.18 g/km • NOx: 0.19 g/km Rumorosità: 70 dB
Limiti emissioni EURO III (Otto - ciclo ECE): • HC: 0.2 g/km • CO: 2.3 g/km • NOx: 0.15 g/km
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Conclusioni
• La diffusione commerciale del motore Stirling è molto limitata.
• I principali pregi del motore Stirling sono: l‟elevato rendimento, la policombustibilità, le limitate emissioni inquinati, il basso disturbo acustico. • Le caratteristiche di questo motore lo rendono particolarmente interessante in alcune applicazioni (ad esempio il solare) per le quali si può ipotizzare un certo sviluppo nel futuro.
• In altre applicazioni, come la propulsione “termica” nel settore automotive, l‟elevato sviluppo del motore a combustione interna rende il motore Stirling non competitivo.
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