Welcome to my blog, enjoy reading.

الخميس، 22 أبريل، 2010

هدير حمدى حسين عطية

PLC
الـ PLC ( أو متحكمات المنطق القابلة للبرمجة) هو جهاز إلكتروني يستخدم في عمليات الأتمتة في الأنظمة الصناعية كالتحكم بآلية عمل خطوط الإنتاج في مصنع ما ، و على عكس أنظمة الكمبيوتر التقليدية فقد صمم ليلائم ظروفاً أكثر صعوبة من حيث مجالات تحمل درجات الحرارة والغبار والأتربة ومقاومتها لظروف التشويش الكهرطيسي وغيرها من ظروف الانضغاط والاهتزاز الميكانيكي । تتحكم بعمل هذه المتحكمات برامج مخزنة في ذواكر للقراءة فقط । وال PLC هو مثال هام لأنظمة الزمن الحقيقي Real Time Systems حيث يكون الخرج استجابة مباشرة لدخل معين خلال زمن محدد مدروس ، وإذا لم تتم هذه الاستجابة فذلك سيؤدي إلى أخطاء في عملية التحكم الموكلة إليه ، و لذلك ، صمم ببنية من الحاكمات الرقمية التسلسلية ।
تطوره : لقد اخترع الـ PLC للوفاء بحاجات مصانع السيارات الأمريكية التي احتاجت وحدة للتحكم فريدة من نوعها ، وكانت تستخدم هذه المصانع قبل اختراعه أعداداً هائلة من المؤقتات والحاكمات ومتحكمات الحلقات المغلقة لإنجاز مهام التحكم و تتالي الأوامر الرقمية وحماية قيمها من التشويش ، ولكن التطور السنوي المصاحب للطرازات والنماذج المنتجة سنوياً جعل من عملية تطوير النظام الصناعي أمراً باهظاً ومضيعاً للوقت ، كما كانت تتطلب عملية إعادة تأهيل أنظمة الحاكمات لخبرات كهربائية مكثفة ودقيقة لكي تعيدها إلى وضعيتها المثلى في العمل ، وفي عام 1968 طرحت شركة جنرال موتورز طلباً لنظام يحل محل نظام الحاكمات المستخدم سابقاًَ والمسمى بـ Hard-Wired Relay System । إذن ، اخترع الـ PLC ليحل محل ذلك النظام المعقد من آلاف الحاكمات والمؤقتات ، وحينها ، أمكن لجهاز واحد من الـ PLC أن يبرمج ليأخذ مكان ذلك العتاد الضخم من الحاكمات و المؤقتات ، وقد تبنت هذا الجهاز مجموعات كبيرة من معامل تصنيع السيارات حيث تم استبدال عملية إعادة تأهيل الحاكمات ببرنامج يحمل دورياً لوحدات التحكم PLC في حال تطوير المنتج المصنع . واتخذ تطوير هذا الجهاز مناحي عدة على مر السنين ، حيث أصبح يلبي حاجات أكثر لعمليات التحكم المتتالي للحاكمات والحركات والمعالجات وأنظمة توزيع المهام والشبكات ، كما أن القدرات الفريدة لهذا الجهاز بتخزين البيانات و المعطيات ( وعمليات الأرشفة ) وبمعالجة الأوامر والعمليات وبالتواصل مع أكثر من وحدة وتناقل المعطيات معها جعلت منه منافساً حقيقياً للكمبيوتر ، ولكن المنافسة أخذت فيما بعد شكل صداقة وعلاقة ودية بعدما تمكن المصنعون أن يجعلوا منهما وحدة متكاملة لتراسل المعطيات والتحكم المتبادل لتحقيق نظام تحكم أمثل بالمنشأة الصناعية . كيف تختار جهاز الـ PLC الأفضل لمنشأتك الصناعية : 1 ) توافقيته مع الأجهزة التي تعمل في المنشأة ، حيث تكون بعض الأجهزة غير قابلة للتحكم بها عن طريق هذا الجهاز ، بينما يكون الآخر قادراً ولكن بحاجة لنوعية معينة من الـ PLC فتبقى عليك حينها مهمة البحث عن الجهاز الأفضل والأكثر توافقية . 2 ) ظروف وبيئة العمل التي سيوضع فيها الـ PLC ( درجات الحرارة ، التشويش الكهرطيسي ، الغبار و الأتربة ، الاهتزاز الميكانيكي ... الخ ) حيث تتفاوت الـ PLC في قدراتها على مقامة هذه الظروف تبعاً لأنماطها وتطبيقاتها . 3 ) عدد الأجهزة المراد التحكم بها عن طريق وحدة الـ PLC ، حيث تتفاوت كذلك الوحدات فيما بينها من حيث مداخل ومخارج المعطيات والتيارات المصاحبة لها وأنواعها ( مستمر أو متناوب ) . 4 ) الوظائف المراد إيعازها إلى الـ PLC حيث توفر الشركات المصنعة مزايا إضافية لكل نموذج تبعاً للوظائف التي ستوكل إليه ، مثل العدادات السريعة أو ساعات الزمن الحقيقي . ودراسة هذا الموضوع ضروري حيث ستكتشف أن المصنع قد يوفر لك نموذجاً يغنيك عن كيانٍ مستقل لم تأخذ في حسبانك أنك قد توفر ثمن شرائه بشرائك لمتحكم بميزة وظيفية إضافية . الـ HMI ॥ ما هي ؟ إن من أهم المتطلبات في نظام التحكم الصناعي هو القدرة الدائمة على التحكم بهذا النظام وإعطائه بيانات ومعلومات عن حالة النظام الذي يتحكم به عند الحاجة لذلك ، فمثلاً ، عند قيادة سيارة أو مركبة معينة يستخدم السائق المقود للتحكم بجهة العجلات ، وبالتالي جهة المركبة ، والمكابح و المبدل السرعة للتحكم بسرعتها ، ويقوم بعملية التحكم هذه من خلال النظر إلى الخارج من خلال الواجهة الزجاجية للسيارة ومؤشر السرعة : إذن ، يتكون الواجهة والمؤشر السرعة هي أدوات السائق لتحقيق تحكم أفضل بمهام المركبة । تسمى واجهة التحكم بالنظام الصناعي بالـ HMI أو Human Machine Interface ، وتوفر الشركات المصنعة مجموعات ضخمة من هذه الأجهزة لتعطي أكبر قدر من التحكم المباشر بين الفني المراقب لعمل المصنع ونظام التحكم . أنظمة سكادا SCADA Systems : إن واجهات التفاعل المباشر ما بين نظام التحكم و العنصر البشري تتطلب برمجيات فائقة في القدرة لتحقيق هذا الغرض و الملاءمة مع المزايا التي توفرها الواجهة ، وبالتالي : كان نظام SCADA نظاماً كمبيوترياً رائعاً لتحقيق الهدف ، حيث يتيح تحكماً كاملاً بجميع الوحدات الموصولة مع الـ PLC وذلك باستخدام جهاز كمبيوتر بعيد عن مكان التصنيع ، و الاسم اختصار لـ Supervisory Control and Data Acquisition أو نظام كسب المعطيات والتحكم التوجيهي . نرجو أن يكون الموضوع قد وفر لكم معلومات أولية عن أجهزة PLC التي شاع سيطها في أنظمة التحكم و الأتمتة الصناعية ، و هو مترجم عن محاضرة ألقيت في مركز العلوم التخصصي SSC للتعريف بهذا الجهاز .

السبت، 10 أبريل، 2010

ما هو ال plc :plc
( أو متحكمات المنطق القابلة للبرمجة) هو جهاز إلكتروني يستخدم في عمليات الأتمتة في الأنظمة الصناعية كالتحكم بآلية عمل خطوط الإنتاج في مصنع ما ، و على عكس أنظمة الكمبيوتر التقليدية فقد صمم ليلائم ظروفاً أكثر صعوبة من حيث مجالات تحمل درجات الحرارة والغبار والأتربة ومقاومتها لظروف التشويش الكهرطيسي وغيرها من ظروف الانضغاط والاهتزاز الميكانيكي . تتحكم بعمل هذه المتحكمات برامج مخزنة في ذواكر للقراءة فقط . وال PLC هو مثال هام لأنظمة الزمن الحقيقي Real Time Systems حيث يكون الخرج استجابة مباشرة لدخل معين خلال زمن محدد مدروس ، وإذا لم تتم هذه الاستجابة فذلك سيؤدي إلى أخطاء في عملية التحكم الموكلة إليه ، و لذلك ، صمم ببنية من الحاكمات الرقمية التسلسلية .
تطوره : لقد اخترع الـ PLC للوفاء بحاجات مصانع السيارات الأمريكية التي احتاجت وحدة للتحكم فريدة من نوعها ، وكانت تستخدم هذه المصانع قبل اختراعه أعداداً هائلة من المؤقتات والحاكمات ومتحكمات الحلقات المغلقة لإنجاز مهام التحكم و تتالي الأوامر الرقمية وحماية قيمها من التشويش ، ولكن التطور السنوي المصاحب للطرازات والنماذج المنتجة سنوياً جعل من عملية تطوير النظام الصناعي أمراً باهظاً ومضيعاً للوقت ، كما كانت تتطلب عملية إعادة تأهيل أنظمة الحاكمات لخبرات كهربائية مكثفة ودقيقة لكي تعيدها إلى وضعيتها المثلى في العمل ، وفي عام 1968 طرحت شركة جنرال موتورز طلباً لنظام يحل محل نظام الحاكمات المستخدم سابقاًَ والمسمى بـ Hard-Wired Relay System . إذن ، اخترع الـ PLC ليحل محل ذلك النظام المعقد من آلاف الحاكمات والمؤقتات ، وحينها ، أمكن لجهاز واحد من الـ PLC أن يبرمج ليأخذ مكان ذلك العتاد الضخم من الحاكمات و المؤقتات ، وقد تبنت هذا الجهاز مجموعات كبيرة من معامل تصنيع السيارات حيث تم استبدال عملية إعادة تأهيل الحاكمات ببرنامج يحمل دورياً لوحدات التحكم PLC في حال تطوير المنتج المصنع . واتخذ تطوير هذا الجهاز مناحي عدة على مر السنين ، حيث أصبح يلبي حاجات أكثر لعمليات التحكم المتتالي للحاكمات والحركات والمعالجات وأنظمة توزيع المهام والشبكات ، كما أن القدرات الفريدة لهذا الجهاز بتخزين البيانات و المعطيات ( وعمليات الأرشفة ) وبمعالجة الأوامر والعمليات وبالتواصل مع أكثر من وحدة وتناقل المعطيات معها جعلت منه منافساً حقيقياً للكمبيوتر ، ولكن المنافسة أخذت فيما بعد شكل صداقة وعلاقة ودية بعدما تمكن المصنعون أن يجعلوا منهما وحدة متكاملة لتراسل المعطيات والتحكم المتبادل لتحقيق نظام تحكم أمثل بالمنشأة الصناعية . كيف تختار جهاز الـ PLC الأفضل لمنشأتك الصناعية : 1 ) توافقيته مع الأجهزة التي تعمل في المنشأة ، حيث تكون بعض الأجهزة غير قابلة للتحكم بها عن طريق هذا الجهاز ، بينما يكون الآخر قادراً ولكن بحاجة لنوعية معينة من الـ PLC فتبقى عليك حينها مهمة البحث عن الجهاز الأفضل والأكثر توافقية . 2 ) ظروف وبيئة العمل التي سيوضع فيها الـ PLC ( درجات الحرارة ، التشويش الكهرطيسي ، الغبار و الأتربة ، الاهتزاز الميكانيكي ... الخ ) حيث تتفاوت الـ PLC في قدراتها على مقامة هذه الظروف تبعاً لأنماطها وتطبيقاتها . 3 ) عدد الأجهزة المراد التحكم بها عن طريق وحدة الـ PLC ، حيث تتفاوت كذلك الوحدات فيما بينها من حيث مداخل ومخارج المعطيات والتيارات المصاحبة لها وأنواعها ( مستمر أو متناوب ) . 4 ) الوظائف المراد إيعازها إلى الـ PLC حيث توفر الشركات المصنعة مزايا إضافية لكل نموذج تبعاً للوظائف التي ستوكل إليه ، مثل العدادات السريعة أو ساعات الزمن الحقيقي . ودراسة هذا الموضوع ضروري حيث ستكتشف أن المصنع قد يوفر لك نموذجاً يغنيك عن كيانٍ مستقل لم تأخذ في حسبانك أنك قد توفر ثمن شرائه بشرائك لمتحكم بميزة وظيفية إضافية . الـ HMI .. ما هي ؟ إن من أهم المتطلبات في نظام التحكم الصناعي هو القدرة الدائمة على التحكم بهذا النظام وإعطائه بيانات ومعلومات عن حالة النظام الذي يتحكم به عند الحاجة لذلك ، فمثلاً ، عند قيادة سيارة أو مركبة معينة يستخدم السائق المقود للتحكم بجهة العجلات ، وبالتالي جهة المركبة ، والمكابح و المبدل السرعة للتحكم بسرعتها ، ويقوم بعملية التحكم هذه من خلال النظر إلى الخارج من خلال الواجهة الزجاجية للسيارة ومؤشر السرعة : إذن ، يتكون الواجهة والمؤشر السرعة هي أدوات السائق لتحقيق تحكم أفضل بمهام المركبة . تسمى واجهة التحكم بالنظام الصناعي بالـ HMI أو Human Machine Interface ، وتوفر الشركات المصنعة مجموعات ضخمة من هذه الأجهزة لتعطي أكبر قدر من التحكم المباشر بين الفني المراقب لعمل المصنع ونظام التحكم . أنظمة سكادا SCADA Systems : إن واجهات التفاعل المباشر ما بين نظام التحكم و العنصر البشري تتطلب برمجيات فائقة في القدرة لتحقيق هذا الغرض و الملاءمة مع المزايا التي توفرها الواجهة ، وبالتالي : كان نظام SCADA نظاماً كمبيوترياً رائعاً لتحقيق الهدف ، حيث يتيح تحكماً كاملاً بجميع الوحدات الموصولة مع الـ PLC وذلك باستخدام جهاز كمبيوتر بعيد عن مكان التصنيع ، و الاسم اختصار لـ Supervisory Control and Data Acquisition أو نظام كسب المعطيات والتحكم التوجيهي . نرجو أن يكون الموضوع قد وفر لكم معلومات أولية عن أجهزة PLC التي شاع سيطها في أنظمة التحكم و الأتمتة الصناعية ، و هو مترجم عن محاضرة ألقيت في مركز العلوم التخصصي SSC للتعريف بهذا الجهاز .ار ل PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ومعنى ذلك المتحكم المنطقي المبرمج , وهو جهاز تم تطويره للاستعاضه عن التحكم الكهربائي التقليدي الذي يستخدم به التيمرات والريلهات والكنتاكتورات والكاونترات وغيرها , وكل ذلك من أجل التحكم في الالات والماكنات الصناعية , على سبيل المثال ماكنات التعبئة والتغليف في المصانع .ويقوم جهاز ال PLC بالنظر الى المداخل وهي INPUT واعتمادا الى حالتها ON/OFF 0/1 ومن خلال البرنامج في داخل ال PLC يقوم بالتحكم بالمخارج OUTPUT انظر الشكل.ويقوم المستخدم عادتا بادخال البرنامج بواسطة برنامج خاص بجهاز ال PLC المستخدم ولكنها بالنهاية تقوم بنفس العمل المطلوب.ان اجهزة الPLC مستخدمة كثيرا في الحياة العملية, فاينما تكون هناك صناعة أكيد يوجد جهاز PLC في هذه الصناعة.ولتوضيح الصورة أكثر جميعنا نعرف الاشارات الضوئية فمن أجل التحكم باشارة ضوئية واحدة اي على فرض ان الاشارة حمراء ثم تكون صفراء ثم خضراء من أجل التحكم بذلك نحن بحاجة لثلاث تايمرات لنقوم بذلك .ولكن ماذا لو اردنا التحكم بمفترق طرق بأربع إتجاهات هل تتصور كم نحتاج من التايمرات لتحكم بذلك , لذلك كما ترى كلما كان التحكم اكبر كلما كانت الحاجة لجهاز PLC اكبر. ~~ PLC ~~التحكم الصناعي المبرمجس: ما هي تقنية التحكم الصناعي المبرمج؟ج: هي تقنية تتحكم في جهاز إلكتروني يستخدم في عمليات الأتمتة في الأنظمة الصناعية كالتحكم بآلية عمل خطوط الإنتاج في مصنع ما ، و على عكس أنظمة الكمبيوتر التقليدية فقد صمم ليلائم ظروفاً أكثر صعوبة من حيث مجالات تحمل درجات الحرارة والغبار والأتربة ومقاومتها لظروف التشويش الكهرطيسي وغيرها من ظروف الانضغاط والاهتزاز الميكانيكي .تتحكم بعمل هذه المتحكمات برامج مخزنة في ذواكر للقراءة فقط . وال PLC هو مثال هام لأنظمة الزمن الحقيقي Real Time Systems حيث يكون الخرج استجابة مباشرة لدخل معين خلال زمن محدد مدروس ، وإذا لم تتم هذه الاستجابة فذلك سيؤدي إلى أخطاء في عملية التحكم الموكلة إليه ، و لذلك ، صمم ببنية من الحاكمات الرقمية التسلسلية . تطوره و اختراعه : لقد اخترع الـ PLC للوفاء بحاجات مصانع السيارات الأمريكية التي احتاجت وحدة للتحكم فريدة من نوعها ، وكانت تستخدم هذه المصانع قبل اختراعه أعداداً هائلة من المؤقتات والحاكمات ومتحكمات الحلقات المغلقة لإنجاز مهام التحكم و تتالي الأوامر الرقمية وحماية قيمها من التشويش ، ولكن التطور السنوي المصاحب للطرازات والنماذج المنتجة سنوياً جعل من عملية تطوير النظام الصناعي أمراً باهظاً ومضيعاً للوقت ، كما كانت تتطلب عملية إعادة تأهيل أنظمة الحاكمات لخبرات كهربائية مكثفة ودقيقة لكي تعيدها إلى وضعيتها المثلى في العمل ، وفي عام 1968 طرحت شركة جنرال موتورز طلباً لنظام يحل محل نظام الحاكمات المستخدم سابقاًَ والمسمى بـ Hard-Wired Relay System .إذن ، اخترع الـ PLC ليحل محل ذلك النظام المعقد من آلاف الحاكمات والمؤقتات ، وحينها ، أمكن لجهاز واحد من الـ PLC أن يبرمج ليأخذ مكان ذلك العتاد الضخم من الحاكمات و المؤقتات ، وقد تبنت هذا الجهاز مجموعات كبيرة من معامل تصنيع السيارات حيث تم استبدال عملية إعادة تأهيل الحاكمات ببرنامج يحمل دورياً لوحدات التحكم PLC في حال تطوير المنتج المصنع . واتخذ تطوير هذا الجهاز مناحي عدة على مر السنين ، حيث أصبح يلبي حاجات أكثر لعمليات التحكم المتتالي للحاكمات والحركات والمعالجات وأنظمة توزيع المهام والشبكات ، كما أن القدرات الفريدة لهذا الجهاز بتخزين البيانات و المعطيات ( وعمليات الأرشفة ) وبمعالجة الأوامر والعمليات وبالتواصل مع أكثر من وحدة وتناقل المعطيات معها جعلت منه منافساً حقيقياً للكمبيوتر ، ولكن المنافسة أخذت فيما بعد شكل صداقة وعلاقة ودية بعدما تمكن المصنعون أن يجعلوا منهما وحدة متكاملة لتراسل المعطيات والتحكم المتبادل لتحقيق نظام تحكم أمثل بالمنشأة الصناعية . أنواع الـ PLCيوجد الكثير من أنواع الـ PLC و شكرات كثيرة جدا أصدرت إصدارات و برامج و سوفت ويرات للتحكم بالمنشاات مثل ما ذكرنا أعلاه بعض الشركات المصنعةSiemensShniderLGOmeronEcrozerو يوجد الكثير و لكن أفضل شركة هي Siemens طبعا إن الشركة الأفضل تصنف حسب عدة أمور منها:قوة برامجها و توافقها مع كل الأجهزة و القطع الصناعية و نوع الوصلة المستخدمة بين الكمبيوتر و الجهاز و البروتوكول المستخدم في نقل البيانات بين البرنامج و الجهاز ....طبعا منتجات شركة Siemens متعددة و كثيرة جدا مثل LOGO!Soft Comfort (ما سنتناوله في دورتنا )و المستوى الأعلى Step7 و أيضا يقسم إلى عدة أقسامS7200S7250S7350 .......س: طب ماشي يا أخ جوزيف نحن فهمنا مهمته طيب فرضا لدي منشأة كيف سأختار الشركة المناسبة لمنشأتيج: يجب إختيار الشركة المناسبة لك استنادا لعدة أمور و منها) توافقيته مع الأجهزة التي تعمل في المنشأة ، حيث تكون بعض الأجهزة غير قابلة للتحكم بها عن طريق هذا الجهاز ، بينما يكون الآخر قادراً ولكن بحاجة لنوعية معينة من الـ PLC فتبقى عليك حينها مهمة البحث عن الجهاز الأفضل والأكثر توافقية . 2 ) ظروف وبيئة العمل التي سيوضع فيها الـ PLC ( درجات الحرارة ، التشويش الكهرطيسي ، الغبار و الأتربة ، الاهتزاز الميكانيكي ... الخ ) حيث تتفاوت الـ PLC في قدراتها على مقامة هذه الظروف تبعاً لأنماطها وتطبيقاتها .3 ) عدد الأجهزة المراد التحكم بها عن طريق وحدة الـ PLC ، حيث تتفاوت كذلك الوحدات فيما بينها من حيث مداخل ومخارج المعطيات والتيارات المصاحبة لها وأنواعها ( مستمر أو متناوب ) .4 ) الوظائف المراد إيعازها إلى الـ PLC حيث توفر الشركات المصنعة مزايا إضافية لكل نموذج تبعاً للوظائف التي ستوكل إليه ، مثل العدادات السريعة أو ساعات الزمن الحقيقي . ودراسة هذا الموضوع ضروري حيث ستكتشف أن المصنع قد يوفر لك نموذجاً يغنيك عن كيانٍ مستقل لم تأخذ في حسبانك أنك قد توفر ثمن شرائه بشرائك لمتحكم بميزة وظيفية إضافية .=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=لدينا هنا بعض الأنظمة الفرعية في تقنية الـ PLC1- الـ HMI .. ما هي ؟ إن من أهم المتطلبات في نظام التحكم الصناعي هو القدرة الدائمة على التحكم بهذا النظام وإعطائه بيانات ومعلومات عن حالة النظام الذي يتحكم به عند الحاجة لذلك ، فمثلاً ، عند قيادة سيارة أو مركبة معينة يستخدم السائق المقود للتحكم بجهة العجلات ، وبالتالي جهة المركبة ، والمكابح و المبدل السرعة للتحكم بسرعتها ، ويقوم بعملية التحكم هذه من خلال النظر إلى الخارج من خلال الواجهة الزجاجية للسيارة ومؤشر السرعة : إذن ، يتكون الواجهة والمؤشر السرعة هي أدوات السائق لتحقيق تحكم أفضل بمهام المركبة . تسمى واجهة التحكم بالنظام الصناعي بالـ HMI أو Human Machine Interface ، وتوفر الشركات المصنعة مجموعات ضخمة من هذه الأجهزة لتعطي أكبر قدر من التحكم المباشر بين الفني المراقب لعمل المصنع ونظام التحكم .2-أنظمة سكادا SCADA Systems : إن واجهات التفاعل المباشر ما بين نظام التحكم و العنصر البشري تتطلب برمجيات فائقة في القدرة لتحقيق هذا الغرض و الملاءمة مع المزايا التي توفرها الواجهة ، وبالتالي : كان نظام SCADA نظاماً كمبيوترياً رائعاً لتحقيق الهدف ، حيث يتيح تحكماً كاملاً بجميع الوحدات الموصولة مع الـ PLC وذلك باستخدام جهاز كمبيوتر بعيد عن مكان التصنيع ، و الاسم اختصار لـ Supervisory Control and Data Acquisition أو نظام كسب المعطيات والتحكم التوجيهي .

السبت، 3 أبريل، 2010

يتم توفير الحرارة من خلال الجدار. مثل محرك الاحتراق الداخلي ، محرك ستيرلينغ يوفر العمل عن طريق دورة التي مكبس ضغط الغاز في انخفاض درجة الحرارة ، وتتيح لها التوسع في درجة حرارة عالية. يتم توفير ففي الحالة الأولى يتم توفير الحرارة من الاحتراق الداخلي للوقود في اسطوانة ، ولكن في محرك ستيرلينغ الحرارة (التي تم الحصول عليها من الوقود من الخارج حرق) للغاز من خلال جدار الاسطوانة (انظر الشكل). مبدأ محرك ستيرلينغ ، نوع المحل. ويتم تحقيق التغيرات السريعة في درجة الحرارة المطلوبة الغاز عن طريق مكبس الثاني في اسطوانة ، ودعا إلى المحل ، والتي تتحرك صعودا وهبوطا نقل الغاز جيئة وذهابا بين مسافتين ، واحد في ارتفاع درجة حرارة ثابتة ، والأخرى في درجة حرارة ثابتة منخفضة. عندما يتم رفع المحل ، فإن تدفق الغاز من الفضاء الساخن عن طريق سخان وبرودة أنابيب في الفضاء الباردة. عندما فإنه يتم نقل نحو الانخفاض ، فإن الغاز العودة إلى الفضاء الساخنة على طول المسار نفسه. أثناء السكتة الدماغية نقل الغاز لأول مرة أن يصل العائد على كمية كبيرة من الحرارة إلى برودة ؛ كمية متساوية من الحرارة لابد من تناولها من خلال سخان الشوط الثاني. انظر أيضا محرك الاحتراق الداخلي. -------------------------------------------------- ------------------------------ برعاية LinksStirling قارن الفنادق من أكثر من 30 مواقع الحجز! www.hotelium.com موسوعة كولومبيا : محرك ستيرلينغ Library > Miscellaneous > Columbia EncyclopediaStirling engine, an external combustion reciprocating engine having an enclosed working fluid that is alternately compressed and expanded to operate a piston, thus converting heat from a variety of sources into mechanical energy." style="BACKGROUND-COLOR: #fff" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">أعلى الصفحة الرئيسية> مكتبة> متنوعة> محرك EncyclopediaStirling كولومبيا ، وهو محرك الاحتراق الخارجية يتبادل وجود السوائل العمل المغلقة التي يتم ضغط بالتناوب وتوسيعها لتشغيل المكبس ، وبالتالي تحويل الحرارة من مجموعة متنوعة من المصادر إلى طاقة ميكانيكية. ويمكن لمحرك ستيرلينغ استخدام أي نوع من الوقود ، فضلا عن الطاقة الشمسية والحرارة من المياه من الينابيع الحارة. اخترع المحرك في 1816 من قبل وزير الاسكتلندي ، روبرت ستيرلنغ ، وذلك قبل محركات البنزين والديزل يبدو. محركات ستيرلينغ هي محركات الحرارة فريد من نوعه لكفاءتها النظرية تساوي تقريبا على أساس كفاءاتهم الأقصى النظري ، والمعروفة باسم كفاءة دورة كارنو. محركات ستيرلينغ اثنين بيستونز أن إنشاء زاوية 90 درجة ومرحلة مسافتين درجة حرارة مختلفة ، وأغلقت سائل العمل داخل المحرك. ويمكن تصنيف المحركات والنوع الثاني بيستونز أو نوع المحل. بيستونز اثنين من نوع المحرك وقوة بيستونز اثنين ، ونوع المحل واحد السلطة ومكبس مكبس المحل الذي يعمل على التحكم عندما يتم تسخين غرفة الغاز ، وعندما يتم تبريد عليه. عندما يتم تسخين السائل في اسطوانة توسعها ، مما اضطر القوة للتحرك المكبس ونقل السوائل إلى منطقة باردة للتبريد. وبعد ذلك recompressed ونقل إلى منطقة ساخنة لبدء الدورة من جديد. لأن السوائل المستخدمة داخل محرك ستيرلينغ أبدا ترك المحرك ، وأنه لم يتم مدعوم من قبل محرك الاحتراق المتفجرة ، كما هو الحال في البنزين أو الديزل ، وهناك العادم الصمامات التي لا تنفيس الضغط العالي السوائل. ونتيجة لذلك ، ومحركات ستيرلينغ هادئة جدا ، ويمكن استخدامها في تطبيقات متخصصة ، مثل الغواصات أو مولدات الطاقة المساعدة ، حيث التشغيل الهادئ هو المهم. -------------------------------------------------- ------------------------------ ويكيبيديا : محرك ستيرلينغ Library > Miscellaneous > Wikipedia This article has multiple issues." onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">أعلى الصفحة الرئيسية> مكتبة> متنوعة> ويكيبيديا هذه المقالة وقضايا متعددة. الرجاء المساعدة على تحسين المقالة أو مناقشة هذه القضايا في صفحة النقاش. انها تحتاج الى مراجع أو مصادر إضافية للتحقق منها. الموسومة منذ أكتوبر 2009. ويمكن أن تحتوي على مراجع غير لائق على المصادر الذاتية المنشورة. الموسومة منذ أكتوبر 2009. نوع ألفا محرك ستيرلينغ. ويحتفظ توسيع اسطوانة (الحمراء) في درجة حرارة عالية في حين ضغط الاسطوانة (الأزرق) يتم تبريد. الممر بين اثنين من الاسطوانات تحتوي على محرك ستيرلينغ regenerator.A هو محرك الحرارة التي تعمل بواسطة ضغط دوري والتوسع في الهواء أو الغاز الأخرى ، وسائل العمل ، وعلى مستويات مختلفة مثل درجة الحرارة أن هناك التحويل الصافي من الطاقة الحرارية إلى ميكانيكية عمل [1]. المحرك مثل محرك البخار في أن جميع من حرارة المحرك التدفقات داخل وخارج الجدار من خلال المحرك. ومن المعروف تقليديا هذا بمثابة محرك الاحتراق الخارجي في المقابل إلى محرك الاحتراق الداخلي حيث المدخلات الحرارة هي احتراق وقود داخل الجسم من السوائل العمل. وخلافا للاستخدام المحرك البخاري من الماء في مراحلها سواء السائل والغازي والسائل العمل ، ومحرك ستيرلينغ يرفق كمية محددة من السوائل الغازية بشكل دائم مثل الهواء أو الهليوم. كما هو الحال في جميع محركات الحرارة ، ودورة عامة تتألف من ضغط غاز تبريد والتدفئة والغاز والتوسع في الغاز الساخن ، وأخيرا تبريد الغاز قبل تكرار الدورة. ولدت أصلا في 1816 والمحرك وزراء الصناعة لمنافسة محرك البخار ، ويقتصر إلى حد كبير من الناحية العملية لاستخدام الطاقة المنخفضة التطبيقات المحلية لأكثر من قرن. [2] لاحظ محرك ستيرلينغ لكفاءته العالية ، وتشغيل هادئ ، و السهولة التي يمكن أن تستخدم ما يقرب من أي مصدر الحرارة. وقد أصبح هذا التوافق مع مصادر الطاقة البديلة والمتجددة هامة على نحو متزايد مع ارتفاع أسعار الوقود التقليدي ، وكذلك في ضوء القلق الذي مثل ذروة النفط وتغير المناخ. هذا المحرك هو اهتمام مثير حاليا منصب عنصرا أساسيا في الجمع بين الحرارة الصغرى والسلطة (حزب الشعب الجمهوري) وحدات ، والتي هي أكثر كفاءة وأكثر أمانا من محرك البخار قابلة للمقارنة. [3] [4] محتويات [إخفاء] 1 الاسم والتعريف 2 وصف وظيفي 2.1 المكونات الرئيسية 2.1.1 مصدر الحرارة 2.1.2 المنقه 2.1.3 سخان 2.1.4 مجددة 2.1.5 تبريد 2.1.6 الحرارة بالوعة 2.2 تكوينات 2.2.1 ألفا ستيرلنغ 2.2.1.1 عمل محرك ستيرلينغ نوع ألفا 2.2.2 بيتا ستيرلنغ 2.2.2.1 عمل محرك ستيرلينغ نوع بيتا 2.2.3 غاما ستيرلنغ 2.2.4 أنواع أخرى 2.2.4.1 محركات المكبس الحرة 2.2.4.2 دورة Thermoacoustic 3 التاريخ 3.1 القرن التاسع عشر في وقت لاحق 3.2 انتعاش في القرن العشرين 4 نظرية 4.1 عملية 4.2 الضغط 4.3 زيوت التشحيم والاحتكاك 5 التحليل 5.1 مقارنة مع محركات الاحتراق الداخلي 5.1.1 المزايا 5.1.2 عيوب 5.1.2.1 الحجم وقضايا التكلفة 5.1.2.2 والسلطة ، وقضايا عزم الدوران 5.1.2.3 قضايا الغاز الاختيار 6 تطبيقات 6.1 التدفئة والتبريد 6.2 الجمع بين الحرارة والطاقة 6.3 توليد الطاقة الشمسية 6.4 cryocoolers ستيرلنغ 6.5 الحرارة مضخة 6.6 محركات بحرية 6.7 الطاقة النووية 6.8 محركات السيارات 6.9 مركبات كهربائية 6.10 محركات الطائرات 6.11 الفرق في درجة الحرارة قليلة محركات 7 تطبيقات حديثة أخرى 7.1 الحرارة الصوتية محرك ستيرلينغ 7.2 MicroCHP 7.3 تشيب التبريد 8 البدائل 9 معرض الصور (10) انظر أيضا 11 المراجع 12 ببليوغرافيا 13 قراءات إضافية 14 وصلات خارجية اسم وتعريف وكان روبرت ستيرلنغ مخترع المثال العملي الأول من دورة محرك الهواء مغلقة في 1816 ، واقترح من قبل جنكينز Fleeming في أقرب وقت 1884 أن جميع هذه المحركات بشكل عام ولذلك ينبغي أن يسمى محركات ستيرلينغ. العثور على هذه التسمية لصالح اقتراح قليلا ، وأنواع مختلفة في السوق لا تزال معروفة من قبل باسم مصممي الفردية أو الشركات المصنعة ، على سبيل المثال رايدر ، محرك روبنسون أو هاينريكي الجوية (الساخنة). في 1940s ، كانت شركة فيليبس في البحث عن اسم مناسب للنسختها الخاصة من محرك الهواء '، التي كانت في ذلك الوقت قد تم اختباره من قبل مع الغازات الأخرى ، وتسوية في نهاية المطاف على' محرك ستيرلينغ في نيسان / أبريل 1945. [5 ] ومع ذلك ، ما يقرب من ثلاثين عاما في وقت لاحق وكان غراهام ووكر التحسر لا تزال حقيقة أن مصطلحات مثل 'محرك الهواء الساخن' لاستخدامه بالتبادل مع استمرار 'ستيرلينغ محرك' والتي تم تطبيقها على نطاق واسع في حد ذاته وبشكل عشوائي. وقد تحسنت الحالة إلى حد ما الآن ، على الأقل في الكتابات الأكاديمية ، وهي الآن مقبولة عموما أن محرك ستيرلنغ 'ينبغي أن تشير حصرا إلى دائرة مغلقة التجدد حرارة المحرك مع السوائل الغازية تعمل بشكل دائم ، حيث يتم تعريف المغلقة بوصفها دورة الحرارية في النظام الذي يرد بشكل دائم سائل العمل داخل المنظومة والتجدد ويصف استخدام نوع معين من المبادلات الحرارية الداخلية وتخزين الحراري ، المعروفة باسم مجددة. وجود محرك يعمل على نفس المبدأ ولكن باستخدام السائل بدلا من السوائل الغازية في عام 1931 وكان يسمى حرارة المحرك مالون [6]. ويترتب على ذلك من تشغيل دورة مغلقة أن محرك ستيرلينغ محرك الاحتراق الداخلي هو خارجي يهدف إلى عزل السوائل عملها من مدخلات الطاقة المزودة من قبل مصدر الحرارة الخارجية. هناك العديد من التطبيقات الممكنة للمحرك ستيرلينغ التي سقط معظمها في فئة يتبادل محرك المكبس. وصف وظيفي وقد تم تصميم المحرك بحيث يتم ضغط عموما الغاز العاملة في الجزء الأكثر برودة من المحرك وأوسع نطاقا في جزء سخونة مما أدى إلى تحويل صافي الحرارة إلى العمل. [7] وحرارة التجدد الداخلي الصرافة زيادة كفاءة المحرك ستيرلنغ الحراري مقارنة لأبسط محركات الهواء الساخن التي تفتقر إلى هذه الميزة. المكونات الرئيسية خفض الرسم التخطيطي ، بعيدا من بيتا محرك معيني تصميم محرك ستيرلينغ التكوين : الوردي -- هوت جدار الاسطوانة رمادية داكنة -- الباردة جدار الاسطوانة (مع مدخل المبرد والأنابيب منفذ باللون الأصفر) خضراء داكنة -- العزل الحراري التي تفصل بين طرفي الأسطوانة ضوء أخضر -- المحل مكبس كحلي -- مكبس السلطة الضوء الأزرق -- الربط وكرنك الحذافات غير مبين : حرارة مصدر الحرارة والمصارف. في هذا التصميم يتم إنشاء مكبس المحل دون المجداد بنيت لهذا الغرض. ونتيجة لذلك لا بد من عملية دورة مغلقة الحرارة التي تحرك محرك ستيرلينغ أن ينتقل من مصدر الحرارة إلى سائل العمل من المبادلات الحرارية وأخيرا إلى بالوعة الحرارة. نظام محرك ستيرلينغ واحد على الأقل مصدر الحرارة ، واحد بالوعة الحرارة والمبادلات الحرارية تصل إلى خمس سنوات. قد تكون بعض أنواع الجمع أو الاستغناء عن بعض هذه. مصدر الحرارة نقطة التركيز مرآة مكافئ مع محرك ستيرلنغ في وسطها وتعقب على الطاقة الشمسية في دي Plataforma المرية للطاقة الشمسية (بي اس ايه) في مصدر الحرارة SpainThe قد يكون احتراق وقود ، ومنذ نواتج الاحتراق لا يختلطان مع السوائل العمل (أي ، خارجي الاحتراق) وتتلامس مع الأجزاء الداخلية تتحرك للمحرك ، والمحرك ستيرلنغ يمكن أن تعمل على الوقود من شأنه أن الأضرار الأخرى (أي الاحتراق الداخلي) الداخلية للمحركات ، مثل غاز مقالب القمامة التي تتضمن siloxane. وتتركز بعض المصادر الأخرى حرارة مناسبة الطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة النووية وحرارة النفايات ، أو حتى البيولوجية. قد إذا كان مصدر الحرارة الطاقة الشمسية ، والطاقة الشمسية المرايا الشمسية العادية ، ويمكن استخدام الأطباق. ليتم استخدامها أيضا ، وقد دعا فريسنل العدسات (على سبيل المثال ، لاستكشاف سطح الكوكب) [8]) تعمل بالطاقة الشمسية محركات ستيرلينغ تزداد شعبية ، لأنها خيار للغاية سليمة بيئيا لإنتاج الطاقة. أيضا ، بعض تصاميم جذابة اقتصاديا في مشاريع التنمية. [9] المنقه ومبادل حراري اختياري هو المنقه استخدامه عند المرجوة بكفاءة عالية من المدخلات احتراق الوقود لانتاج الطاقة الميكانيكية. كما سخان للمحرك وقود لاطلاق بكفاءة عالية يجب أن تعمل في درجة حرارة عالية موحدة تقريبا ، ويوجد قدر كبير من فقدان الحرارة من غازات الاحتراق تخرج من الموقد ما لم يمكن ذلك عن طريق التسخين تبريد الهواء اللازم للاحتراق. المحركات المستخدمة في التوليد المشترك للحرارة وأنظمة الطاقة يمكن بارد بدلا من غازات العادم في "الجانب" البارد للمحرك. سخان في الصغيرة ، والمحركات منخفضة الطاقة وهذا قد تتكون ببساطة من جدران الفضاء الساخن (ق) ، ولكن حيث هناك حاجة لزيادة صلاحيات أكبر مساحة السطح وهناك حاجة لنقل الحرارة كافية. تطبيقات النموذجية هي داخلية وخارجية متعددة أو زعانف صغيرة تحمل أنابيب تصميم المبادلات الحرارية محرك ستيرلينغ هو التوازن بين نقل الحرارة العالية والمنخفضة اللزوجة ضخ الخسائر والقتلى الفضاء منخفضة. مع المحركات العاملة على القوى والضغوط العالية ، لا بد من إجراء المبادلات الحرارية على الجانب الساخن من السبائك الإبقاء على قوة كبيرة في درجات الحرارة وأيضا لا تأكل أو الزحف. المجداد المقال الرئيسي : التجديدي مبادل حراري في محرك ستيرلينغ ، ومجددة هو مبادل حراري الداخلية وتخزين مؤقت للحرارة وضعت بين المسافات الباردة والساخنة مثل هذا السائل يمر من خلال العمل لأول مرة في اتجاه واحد ثم من جهة أخرى. وتتمثل مهمتها في الاحتفاظ داخل منظومة أن الحرارة التي من شأنها أن خلاف ذلك يتم تبادلها مع البيئة في درجات الحرارة المتوسطة إلى الحد الأقصى والحد الأدنى من درجات الحرارة دورة ، [10]) ، مما يمكن من الكفاءة الحرارية لنهج دورة كارنو الحد من كفاءة تلك الحدود القصوى التي يحددها والدنيا. الأثر الرئيسي للتجديد في محرك ستيرلينغ هو زيادة الكفاءة الحرارية إلى حد كبير إعادة التدوير 'الحرارة في الداخل التي ستمر على خلاف ذلك من خلال المحرك بشكل لا رجعة فيه. كأثر ثانوي ، وزيادة الكفاءة الحرارية يبشر ارتفاع انتاج الطاقة من مجموعة معينة من الملفات الساخنة والباردة المبادلات الحرارية نهاية (لأنه من هذه التي تحد عادة إنتاجية المحرك الحرارة) ، وإن كان لا يجوز في ممارسة هذه السلطة لا إضافية تتحقق تماما كما الاضافية "الفضاء الميت" (غير كنس وحدة التخزين) والخسائر ضخ الكامنة في عملية regenerators يميل إلى أن يكون له تأثير عكسي. ومجددة وتعمل مثل مكثف الحرارية. ومجددة مثالية لديها القدرة الحرارية عالية جدا ومنخفضة جدا موازية التوصيل الحراري لتدفق السوائل ، والموصلية الحرارية عالية جدا عمودي على تدفق السوائل ، أي ما يقرب من حجم ، ويدخل إلى أي احتكاك السائل العمل. وبما أن هذه الحدود المجداد النهج المثالي ، ويزيد من كفاءة المحرك ستيرلنغ. [11] ويتمثل التحدي لتصميم محرك ستيرلينغ المجداد هو توفير ما يكفي من القدرة على نقل الحرارة من دون إدخال الكثير من حجمها الداخلي إضافية ('الفضاء القتلى') أو مقاومة التدفق ، وكلاهما يميل للحد من قوة وكفاءة. هذه الصراعات الكامنة تصميم واحدة من العديد من العوامل التي تحد من كفاءة محركات ستيرلينغ العملية. تصميم نموذجي هو كومة من الاسلاك المعدنية غرامة تنسجم مع المسامية منخفضة للحد من مساحة ميتة ، ومع السلك محاور متعامدة مع تدفق الغاز للحد من التوصيل في هذا الاتجاه لزيادة الحمل الحراري وانتقال الحرارة. [12] ومجددة هي عنصر أساسي اخترعها روبرت ستيرلنغ وجودها يميز محرك ستيرلينغ الحقيقي من أي دورة المغلقة الأخرى محرك الهواء الساخن. ومع ذلك ، قد لا يزال العديد من محركات دون مجددة واضحة يمكن وصفها بشكل صحيح كما محركات ستيرلينغ كما في تكوينات بسيطة وبيتا جاما مع 'الفضفاضة' المحل ، والسطوح من المحل واسطوانة من النقد دوريا مع حرارة السائل توفير العمل تأثير كبير على التجدد وبخاصة في محركات صغيرة الضغط المنخفض. وينطبق الشيء نفسه من الممر الذي يربط بين اسطوانات الساخنة والباردة من ألفا محرك التكوين. المبرد في الصغيرة ، والمحركات منخفضة الطاقة وهذا قد تتكون ببساطة من الجدران الباردة للفضاء (ق) ، ولكن حيث هناك حاجة لزيادة القوى برودة باستخدام السائل مثل المياه وهناك حاجة لنقل الحرارة كافية. الحرارة بالوعة بالوعة الحرارة عادة على البيئة في درجة حرارة الغرفة. في حالة متوسطة لمحركات الطاقة العالية ، لا بد من المبرد لنقل الحرارة من المحرك إلى الهواء المحيط. يمكن استخدام محركات بحرية في المياه المحيطة. في حالة الجمع بين الحرارة وأنظمة الطاقة ، المحرك مياه التبريد ويستخدم مباشرة أو غير مباشرة لأغراض التدفئة. بدلا من ذلك ، قد يتم تزويد الحرارة عند درجة حرارة الغرفة والمحافظة على حرارة الحوض في انخفاض درجة الحرارة عن طريق وسائل مثل السوائل المبردة (انظر السائل الاقتصاد النيتروجين) أو الماء المثلج. تكوينات هناك نوعان رئيسيان من محركات ستيرلينغ التي تتميز الطريقة التي نقل الجوي بين الجانبين الساخنة والباردة من الاسطوانة : ألفا مكبس اثنين نوع التصميم والمكابس في اسطوانات مستقلة ، وتحركها الغاز بين المسافات الباردة والساخنة. والتشريد نوع محركات ستيرلينغ ، والمعروفة باسم بيتا وغاما أنواع ، استخدام المحل معزولة ميكانيكية لدفع الغاز العاملة بين الجانبين الساخنة والباردة للاسطوانة. في المحل هي كبيرة بما يكفي لعزل الجانبين الساخنة والباردة للاسطوانة وحراريا لتهجير كمية كبيرة من الغاز. ويجب أن لديها ما يكفي من وجود فجوة بين المحل والجدار للسماح للاسطوانة الغاز في التدفق في جميع أنحاء المحل بسهولة. ألفا ستيرلنغ وستيرلنغ ألفا يحتوي على المكابس السلطة اثنين في اسطوانات منفصلة ، واحدة ساخنة وباردة واحدة. وتقع اسطوانة الساخنة داخل مبادل حرارة الحرارة المرتفعة والباردة اسطوانة تقع داخل مبادل الحرارة درجة حرارة منخفضة. هذا النوع من المحرك ونسبة القوة إلى الحجم الكبير ولكن لديه مشاكل فنية بسبب ارتفاع درجة الحرارة عادة من المكبس الساخنة ومتانة الاختام فيها. [13] وفي الممارسة العملية ، وهذا عادة ما يكون المكبس يحمل رأس كبير العازلة للتحرك الاختام بعيدا عن المنطقة الساخنة على حساب مساحة بعض القتلى إضافية. عمل محرك ستيرلينغ نوع ألفا الرسوم البيانية التالية لا تظهر مبادلات الحرارة الداخلية في الضغط وتوسيع المساحات ، والتي هناك حاجة لانتاج الطاقة. سيدرج مجددة في الأنبوب الذي يربط بين اثنين من الاسطوانات. كما تم حذف العمود المرفقي. 1. معظم الغاز العاملة على اتصال مع جدران الاسطوانة الساخنة ، وقد تم تسخينه والتوسع ودفع المكبس الباردة إلى الجزء السفلي من السفر في الاسطوانة. التوسع مستمر في اسطوانة الباردة ، والتي هي 90 درجة وراء مكبس ساخنة في دورة ، واستخراج المزيد من العمل من الغاز الساخن. 2. الغاز هو الآن في حجمها الأقصى. المكبس الساخن اسطوانة تبدأ في نقل أكثر من الغاز في الاسطوانة الباردة ، حيث يبرد وانخفاض الضغط. 3. تقريبا كل الغاز هو الآن في اسطوانة الباردة ، ولا تزال التبريد. المكبس الباردة ، والمدعوم من الزخم دولاب الموازنة (أو أزواج مكبس أخرى على عمود واحد) يضغط على الجزء المتبقي من الغاز. 4. الغاز يصل حجمها الحد الأدنى ، وانه سيوسع الآن في اسطوانة الساخنة حيث سيتم تسخينه مرة أخرى ، يقود مكبس الساخنة في السكتة الدماغية وسعها. نوع ألفا إكمال دورة ستيرلنغ بيتا ستيرلنغ وستيرلنغ بيتا ومكبس قوة واحد مرتبة داخل الاسطوانة نفسها على جذع نفس المحل المكبس. المكبس المحل هو فضفاض يصلح ولا أي استخراج الطاقة من الغاز ولكن لا يخدم سوى توسيع لمكوك الغاز عمل من المبادلات الحرارية الساخنة إلى مبادل حراري الباردة. عندما يتم الضغط الغاز العمل في نهاية حار من اسطوانة توسعها ويدفع المكبس السلطة. عندما يتم الضغط عليه حتى النهاية الباردة لأنها اسطوانة العقود وعلى قوة الدفع للآلة ، وتعزيز عادة بواسطة دولاب الموازنة ، يدفع المكبس القوة وسيلة أخرى لضغط الغاز. وخلافا للنوع ألفا ، ونوع بيتا يتجنب المشاكل التقنية من الملفات الساخنة الاختام تتحرك. [14] عمل محرك ستيرلينغ نوع بيتا مرة أخرى ، والرسوم البيانية التالية لا تظهر مبادلات حرارية داخلية أو مجددة ل، الأمر الذي يمكن وضعها في مسار الغاز في جميع أنحاء المحل. 1. قوة المكبس (الرمادي الداكن) وضغط الغاز ، والمكبس المحل (رمادي فاتح) انتقلت ذلك أن معظم الغاز المتاخمة لمبادل حراري حار. 2. الزيادات في ضغط الغاز الساخنة ويدفع المكبس السلطة الى ابعد حد من السكتة الدماغية السلطة. 3. المكبس يتحرك الآن المحل ، تحويلة الغاز إلى نهاية باردة من اسطوانة. 4. يتم ضغط الغاز وتبريده الآن من زخم دولاب الموازنة. هذا يستغرق أقل من الطاقة ، منذ عندما يتم تبريد الضغط على إسقاط. نوع بيتا إكمال دورة ستيرلنغ غاما ستيرلنغ وستيرلنغ غاما هو مجرد ستيرلنغ بيتا فيه هي التي شنت على السلطة في مكبس اسطوانة منفصلة جنبا إلى جنب مع المحل اسطوانة المكبس ، ولكن لا يزال متصلا إلى دولاب الموازنة نفسها. ويمكن لاسطوانات الغاز في اثنين من التدفق بحرية بينها وبين بقايا هيئة واحدة. هذا التكوين يعطي نسبة انخفاض الضغط ولكن ابسط ميكانيكيا وغالبا ما تستخدم في محركات ستيرلينغ متعددة اسطوانة. أنواع أخرى تكوينات أخرى ستيرلنغ مواصلة اهتمام المهندسين والمخترعين. تصور توم جفت من تكوين انه يحب أن يسمى "دلتا" النوع ، على الرغم من هذا التعيين في الوقت الراهن لم يتم التعرف على نطاق واسع ، وجود المحل والسلطة بيستونز اثنين ، واحد الباردة والساخنة واحد. [15] وهناك أيضا محرك ستيرلينغ الدوارة التي تسعى إلى تحويل السلطة من دورة ستيرلنغ مباشرة في عزم الدوران ، مماثل لمحرك الاحتراق الدوارة. ولم يتخذ بعد أي عملية بناء محرك لكن عددا من المفاهيم النماذج ، وأنتجت براءات الاختراع ، مثل محرك Quasiturbine. [16] وثمة بديل آخر هو محرك Fluidyne (Fluidyne المضخات الحرارية) ، والتي تستخدم المكابس الهيدروليكية لتنفيذ دورة ستيرلنغ. أعمال التي ينتجها محرك Fluidyne يذهب الى ضخ السائل. في أبسط أشكالها ، المحرك يحتوي على الغاز العاملة ، السائل واثنين من صمامات عدم العودة. مفهوم محرك Ringbom نشرت في عام 1907 لا يوجد لديه آلية دوارة أو الربط لالمحل. والدافع بدلا من ذلك عن طريق مكبس لمساعدة صغيرة ، وعادة عصا سميكة المحل ، مع حركة محدودة بسبب توقف. [17] محركات المكبس الحرة مختلف تكوينات الحرة المكبس ستيرلنغ... ف "اسطوانة الحرة" ، G. Fluidyne ، H. "مزدوج الفعل" ستيرلنغ (عادة 4 اسطوانات) "مكبس حرة" محركات ستيرلينغ تشمل تلك مع بيستونز السائلة وتلك التي أغشية والمكابس. في مكبس "الحرة" الجهاز ، يمكن إضافة الطاقة أو تحذف من قبل المولد على خطي الكهربائية ، ومضخة أو جهاز المحورية الأخرى. هذا الالتفاف حول الحاجة إلى وجود صلة ، ويقلل من عدد من الأجزاء المتحركة. في بعض التصاميم يتم القضاء على ما يقرب من الاحتكاك وارتداء باستخدام المحامل الغاز غير اتصال أو تعليق دقيق جدا من خلال الينابيع مستو. في أوائل 1960s ، اخترع وزن بيل نسخة مجانية من مكبس محرك ستيرلينغ من أجل التغلب على صعوبة التشحيم الفتلة الآلية. [18] وفي حين أن اختراع الأساسي المجاني مكبس محرك ستيرلينغ ويعزى عموما إلى بيل ، مستقلة عن الاختراعات وقدمت مثل هذا النوع من المحركات من التراث الأوروبي المتوسطي كوك ، Yarborough والغرب جيم في مختبرات هارويل في UKAERE. [19] جنرال موتورز بنسون قدمت أيضا مساهمات هامة في وقت مبكر وعلى براءة اختراع رواية العديد من الخطوط مكبس تكوينات. [20] ما يبدو أن أول ذكر لآلة دورة ستيرلنغ باستخدام التحرك بحرية المكونات هو الكشف عن براءات الاختراع البريطاني في عام 1876. [21]) وهذا الجهاز كان على النحو المتوخى في الثلاجة (أي عكس دورة ستيرلنغ). المنتج المستهلك الأول للاستفادة من حر جهاز ستيرلنغ المكبس وثلاجة محمولة المصنعة من قبل شركة Twinbird اليابان وعرضت في الولايات المتحدة من قبل كولمان في عام 2004. دورة Thermoacoustic Thermoacoustic أجهزة مختلفة جدا من الأجهزة ستيرلنغ ، على الرغم من أن المسار الفردية سافر من قبل كل جزيء الغاز العاملة لا تتبع دورة ستيرلنغ الحقيقي. وتشمل هذه الأجهزة محرك thermoacoustic وثلاجة thermoacoustic. عالية السعة الموجات الصوتية يسبب ضغط دائمة وتوسيع مماثل للمكبس السلطة ستيرلنغ ، في حين الخروج من مرحلة الموجات الصوتية تتسبب في تشريد السفر على طول الانحدار درجة الحرارة ، ومشابهة للمكبس المحل ستيرلنغ. وهكذا جهاز thermoacoustic عادة لا يكون لها المحل ، كما هو موجود في بيتا أو غاما ستيرلنغ. تاريخ وتوضيحات لتطبيق روبرت ستيرلنغ في براءات الاختراع 1816 من الهواء تصميم المحركات التي جاءت لاحقا والمعروفة باسم محرك ستيرلينغ ستيرلنغ EngineThe (أو محرك ستيرلينغ الجوية كما كانت تعرف في ذلك الوقت) اخترع وبراءة اختراع من قبل ستيرلنغ روبرت في 1816. [22] وجاء ذلك عقب محاولات سابقة في صنع محرك الهواء ولكن ربما كان الأولى أن يطرح للاستخدام العملي عندما كان يعمل في 1818 محركا بناها ستيرلنغ ضخ المياه في محجر [23]) والموضوع الرئيسي لبراءات الاختراع ستيرلنغ الأصلي هو مبادل حراري الذي دعا إلى economiser "" لتعزيزه من الاقتصاد في استهلاك الوقود في مجموعة متنوعة من التطبيقات. البراءة كما وصف بالتفصيل توظيف نموذج واحد من economiser في تصميمه المغلقة دورة فريدة من نوعها محرك الهواء [24] في التطبيق الذي هو عليه الآن يعرف عموما بأنه 'مجددة. تطور لاحق من قبل ستيرلنغ روبرت جيمس وشقيقه ، وهو مهندس ، أسفرت عن براءات الاختراع لتحسين تكوينات مختلفة من المحرك الأصلي بما في ذلك الضغط الذي كان قبل 1843 زيادة انتاج الطاقة بما فيه الكفاية لدفع كافة الأجهزة في مسبك الحديد دندي. [25] على الرغم من انه تم المتنازع عليها [26] يفترض على نطاق واسع أنه فضلا عن توفير الوقود والدافع وراء المخترعين لخلق عالم أكثر أمنا بديل لمحركات البخار من الوقت ، [27] المراجل التي انفجرت مما تسبب في كثير من الأحيان العديد من الإصابات والوفيات الناجمة عنها. [28 عانى] [29] الحاجة لمحركات ستيرلينغ لتشغيل في درجات حرارة عالية جدا لزيادة كفاءة الطاقة والقيود التي تتعرض لها من المواد من اليوم ومحركات القليلة التي بنيت في تلك السنوات المبكرة إخفاقات متكررة بشكل غير مقبول (وإن كان لها عواقب وخيمة أقل بكثير من انفجار مرجل [30]) -- على سبيل المثال ، تم استبدال محرك مسبك دندي بواسطة محرك البخار بعد فشل ثلاث أسطوانات الساخنة في أربع سنوات. [31] وفي وقت لاحق التاسع عشر قرن وأواخر القرن التاسع عشر نموذجي / أوائل القرن العشرين ضخ المياه من محرك CompanySubsequent محرك رايدر إريكسون إلى فشل محرك مسبك دندي لا يوجد سجل للاخوة ستيرلنغ وجود أي تورط مزيد من تطوير محرك الهواء والمحرك ستيرلنغ أبدا مرة أخرى تنافست مع البخار كمصدر للطاقة النطاق الصناعي (المراجل البخارية أصبحت أكثر أمنا [32]) ، والمحركات البخارية أكثر كفاءة ، وبالتالي تقدم أقل من هدف لمنافسة المحرك الرئيسي). ومع ذلك ، من محركات أصغر من حوالي 1860 (، وستيرلنغ نوع الهواء الساخن وأنتجت بأعداد كبيرة إيجاد التطبيقات أينما كانت هناك حاجة إلى مصدر موثوق للطاقة منخفضة إلى متوسطة ، مثل رفع المياه أو الهواء لتوفير أجهزة الكنيسة [33] وهذه تعمل عموما عند درجات حرارة منخفضة حتى لا ضريبة المواد المتاحة ، كذلك كانت غير فعالة نسبيا. ولكن وجهة نظرهم أن بيع ، على عكس محرك البخار ، وأنها يمكن أن تكون تعمل بأمان من قبل أي شخص قادر على إدارة النيران. [34] وهناك عدة أنواع بقيت في الإنتاج إلى ما بعد نهاية القرن ، ولكن في ما عدا بعض التحسينات الطفيفة على تصميم الميكانيكي للمحرك ستيرلينغ في حالة ركود عامة خلال هذه الفترة. [35] نهضة القرن العشرين خلال الجزء المبكر من القرن العشرين دور محرك ستيرلينغ كمحرك "المحلية" [36] واتخذت تدريجيا من السيارات الكهربائية ومحركات الاحتراق الداخلي الصغيرة. وبحلول أواخر 1930s كانت منسية إلى حد كبير ، أنتجت فقط للعب وعدد قليل من مراوح التهوية الصغيرة. [37] وفي هذا الوقت فيليبس تسعى لتوسيع مبيعات أجهزة الراديو في المجالات التي لها والكهرباء غير متوفرة وتوريد البطاريات غير مؤكد. قررت إدارة فيليبس أن استهلاك منخفض للطاقة المولدات المحمولة من شأنه أن يسهل هذه المبيعات وكلف مجموعة من المهندسين في مختبر أبحاث الشركة في ايندهوفن لتقييم البدائل. بعد المقارنة المنهجية بين المحرك الرئيسي المختلفة ، محرك ستيرلنغ في عملية هادئة (سواء بشكل مسموع أو من حيث تداخل الراديو) ، والقدرة على تشغيل مجموعة متنوعة من مصادر الحرارة (المشتركة للنفط مصباح -- "وقد اختار رخيصة ومتوفرة في كل مكان" --) ، اختار فريق ستيرلنغ. [38] وكانوا أيضا على علم أنه ، خلافا للمحركات الاحتراق الداخلي ، والبخار ، كانت قد أجريت عمليا أي عمل من تطور خطير على محرك ستيرلينغ لسنوات عديدة وأكد أن المواد الحديثة والدراية وينبغي تمكين تحسينات كبيرة [39] فيليبس مولد ستيرلنغ MP1002CA من 1951Encouraged بواسطة المحرك التجريبي الأول ، والتي أنتجت 16 واط من الطاقة من يحمل رمح والسكتة الدماغية من فيليبس] 30mm × 25mm ، [40 بدأ برنامج التنمية. وهذا العمل استمر طوال الحرب العالمية الثانية وبحلول أواخر 1940s سلمت 10 إلى نوع فرعي فيليبس يوهان دي ويت في دوردريخت أن يكون "productionised" وإدراجها في مجموعة المولدات. ونتيجة لذلك ، صنف في 200 واط من تتحمل والسكتة الدماغية من 55 ملم * 27 ملم ، وعين MP1002CA (شقة صغيرة تعرف باسم "مجموعة"). وبدأ إنتاج الدفعة الأولى المؤلفة من 250 في عام 1951 ، ولكن أصبح من الواضح أنه لا يمكن أن يتم بسعر تنافسي وظهور أجهزة الراديو الترانزستور مع الكثير من المتطلبات طاقة أقل يعني أن الأساس المنطقي الأصلي لمجموعة وتختفي. [وأنتجت في نهاية المطاف ما يقرب من 150 من هذه المجموعات. [41] بعض وجدت طريقها الى الجامعة وأقسام الهندسة كلية في جميع أنحاء العالم 42] أجيال من الطلاب إعطاء مقدمة قيمة في محرك ستيرلينغ. ذهب فيليبس في تطوير محركات ستيرلينغ تجريبية لمجموعة واسعة من التطبيقات واستمر في العمل في هذا المجال حتى أواخر 1970s ، لكنها لم تحقق النجاح التجاري فقط مع 'عكس ستيرلينغ محرك' cryocooler. لكن لم يتم اتخاذها من عدد كبير من براءات الاختراع وجمع ثروة من المعلومات التي المرخصة لشركات أخرى ، والتي شكلت الأساس للكثير من أعمال التطوير في العصر الحديث. [43] نحو نهاية القرن ، وضعت العديد من الشركات نماذج اختبارية لمحركات متوسطة القوة ، وفي بعض الحالات الصغيرة سلسلة الإنتاج. ظلت دون حل ولم يكن التوصل إلى كتلة السوق لأن تكاليف الوحدة مرتفعة جدا ، وبعض المشاكل التقنية. الآن في القرن الحادي والعشرين ، بعض النجاح التجاري هو بداية ليصبح ذلك ممكنا ، لا سيما مع وحدات التوليد المشترك للحرارة والكهرباء. في مجال محركات الطاقة المنخفضة ، وخطط كثيرة ، ومجموعات وانتهت محركات متوفرة تجاريا. وبصرف النظر عن النماذج التقليدية الصغيرة وبعض آلات أكبر للاستخدام الحقيقي ، وعرض نوع جديد في 1980s : في درجات الحرارة المنخفضة نوع لوحة مسطحة. نظرية المقال الرئيسي : دورة ستيرلنغ وضغط حجم الرسم البياني / من cycleThe ستيرلنغ المثالية المثالية ستيرلنغ دورة تتكون من أربع عمليات الحرارية بناء على سائل العمل : متحاور التوسع. وتقيد التوسع في الفضاء وما يرتبط بها من حرارة الصرافة في درجة حرارة عالية ثابتة ، والغاز يخضع لتوسيع شبه متحاور امتصاص الحرارة من مصدر الحرارة. ثابت الحجم (المعروف isovolumetric أو isochoric) للحرارة الإزالة. يتم تمرير الغاز من خلال مجددة ، حيث يبرد نقل الحرارة إلى مجددة لاستخدامها في الدورة القادمة. متحاور ضغط. تمسك الفضاء وما يرتبط بها من ضغط الحرارة مبادل عند درجة حرارة منخفضة ثابتة بحيث يخضع لضغط الغاز بالقرب من متحاور رفض الحرارة إلى بالوعة الباردة ثابت الحجم (المعروف isovolumetric أو isochoric) بالإضافة للحرارة. الغاز يمر من خلال العودة المجداد حيث يسترد جزءا كبيرا من حرارة نقل في 2 و 3 ، تسخين في طريقها للتوسع الفضاء. نظرية الكفاءة الحرارية تعادل دورة كارنو افتراضية -- أي على أعلى مستوى ممكن من الكفاءة في أي محرك الحرارة. ومع ذلك ، على الرغم من أنه مفيد لتوضيح المبادئ العامة ، ودورة نص الكتاب هو طريق طويل من تمثيل ما يجري بالفعل داخل محرك ستيرلينغ العملية ، وينبغي ألا ينظر اليها على أنها أساس للتحليل. في الواقع فقد قيل أن استخدامه العشوائي في كتب كثيرة على مستوى الديناميكا الحرارية الهندسية وأساء إلى دراسة محركات ستيرلينغ بشكل عام. [44] [45] الأخرى في العالم الحقيقي قضايا الحد من كفاءة المحركات الفعلية ، ويرجع ذلك إلى حدود نقل الحرارة الحمل الحراري ، وتدفق لزج (الاحتكاك). هناك أيضا اعتبارات عملية ميكانيكية ، على سبيل المثال قد يكون يحبذ وجود صلة بسيطة الحركية خلال آلية أكثر تعقيدا حاجة لتكرار دورة مثالية ، والقيود التي تفرضها المواد المتاحة مثل خصائص غير المثالي للغاز العمل ، والتوصيل الحراري ، وقوة الشد والقوة زحف تمزق ، وذوبان نقطة. عملية
محرك ستيرلينغ ايكو السلطة هي طريقة متميزة لأكثر متعة بناء محرك ستيرلينغ بينما تنفق أقل من المال.وسوف ينفقون أموالا أقل لأننا مصممة بعناية المحرك قوة منظمة التعاون الاقتصادي للحزمة مسطحة ، حتى نتمكن من الحفاظ على التصنيع والتخزين وتكاليف الشحن منخفضة. ونحن أيضا استخدام ليزر باستخدام الحاسب الآلي لقطع الدقة لوحة الألومنيوم أعلى للمحرك. وهذا يوفر لك المال ويجعل من الأسهل لتجميع المحرك.والشيء الأكثر متعة حول هذا المحرك عندما يكون أصدقائك مشاهدة تشغيله ومحاولة لمعرفة كيف حصلت على محرك لتشغيل على "المياه"! لا نقول لهم انها حقا من الحرارة ، وليس الماء ، والذي يجعل من البعيد!قوة المحرك ايكو سوف اعطيكم الكثير من المرح وتستغرق وقتا طويلا حتى أخيك في القانون يجلس عليه أو الكلب يمضغ عنه. ولكن إذا كان الطفل جارك مغفل العصي سكين جيبه من خلال الحجاب الحاجز ، ثم جيدا ان الوقت قد حان لإعادة دورة هذا المحرك وشراء واحدة جديدة.اذا كنت حقا بحاجة محركا الذي سيقوم بتشغيل أسرع قليلا ، أو تعمل على الخلافات أصغر قليلا درجة الحرارة (مثل الثلج) ، ثم كنت تريد شراء على استعداد لتشغيل ملم أو 1 ملم المحرك 5 عدة.هذا غير مستحسن محرك لمن لا يعرف نهاية التي تضغط سائق لالتقاط أو لمن لم يقرأ التعليمات. نحن لا نضمن أن سيكون لديك مهارات للحصول عليه لتشغيل. لدينا 5 ملم هو أسهل لبناء محرك ، لذلك قد ترغب في النظر في شراء هذا بدلا من ذلك.إذا كنت تريد سهلة للغاية لبناء عدة ، نوصي هذه المجموعة محرك كهربائي.--------------------------------إذا كنت تعتقد أن هذا المحرك هو بارد ، ثم ربما لديك ما لا يقل عن اثنين من الأصدقاء ، كانوا يعتقدون ايضا انها باردة ، لذلك نقترح توفير المال عن طريق شراء حزمة الثلاثة. تبقي واحدة عدة لنفسك ، وتعطي المحركات الأخرى لأبيك ، أخيك ، أو أصدقائك الذين يعتقدون أنهم فقط باردة!إذا كنت مدرس (أو إذا كنت ترغب في تقديم هدية كبيرة لصفك العلم المفضل) ونحن أيضا بيع محركات كهربائية ايكو (بأسعار أقل من ذلك) باعتبارها حزمة عشرة.وهنا لالتوافه متعة اختبار على محرك ستيرلينغ ايكو الطاقة :مسابقة السؤال رقم 1 : كم من هذا المحرك ستيرلنغ اتخاذها لتطوير؟الجواب : أكثر من ثلاث سنوات من الجهد وإيقاف تشغيل. وكانت مشكلة كبيرة في معرفة كيفية بناء لوحة أعلى بتكلفة معقولة. تريد شركة واحدة أكثر من 35،000 دولار فقط لبناء أداة لجعل لوحة أعلى.السؤال رقم 2 : كيف أجزاء كثيرة في هذا المحرك.هناك 50 أجزاء نحن المسار في قاعدة البيانات لدينا في الوقت الحالي (ولكن من شأنها أن تذهب على الأرجح متابعة).السؤال رقم 3 : كيف مختلف البائعين هناك؟هناك خمسة عشر مختلف البائعين والعرف كل شيء باستثناء أشياء مثل السحابات والمظاريف والاكياس البلاستيكية.السؤال رقم 4 : كم من الناس مختلفة وعملت على تطوير هذا المحرك؟جواب : في المقام الأول عن 4 أشخاص ، ولكن اذا كنت تعول كل من كان ضالعا أنه سيكون على الأرجح نحو 15.السؤال رقم 5 : محرك تبدو في غاية البساطة ، وكيف يمكن أن اتخذت هذا الوقت الطويل ولها الكثير من التعقيد؟الجواب : هل شاهدتم دورة الالعاب الاولمبية؟ تبدو أنها تجعل من السهل التفوق ونحن نفعل ذلك!لماذا لا تشتري واحد اليوم؟ملاحظة : هذه المجموعة لا تحتاج إلى محرك بعض المهارات لوضع معا. لهذا السبب نحن نوصي 9 ملم حزمة للمعارض العلوم. ونحن نعتقد أن انخفاض ضغط الوالدين وجود مشغل واحد ومجموعة واحدة تعمل يستحق الاموال الاضافية.وينبغي أن بعض الناس على استعداد لشراء تشغيل محركات بدلا من مجموعات. هذا المحرك عدة ليست للجميع.المجتمع محرك ستيرلينغ الأعضاء مراجعات :استعراض متوسط العملاءعدد المراجعات : 2تصنيف philip_g7jur هذا المنتج على الاثنين 12 آذار / مارس 2007 ، وكتب :المرة الثانية لاكيأول ايكو قوة محرك ستيرلينغ بنيت أنا لم تنجح. على أي حال كنت ارسلت عدة استبدال تحسن ، والتي ذهب معا سهلة وعملت أول مرة. وأود أن يعطي هذا الاستعراض من فئة الخمس نجوم ، ولكن أقراص الفيديو الرقمية ثلاثة منهم حتى الآن مشاكل خطيرة أنهم لن يلعب بشكل صحيح على جميع لاعبي فريقي ثلاثة دي في دي. الحصول على هذه فرزها وثم وهذا هو مجموعة كبيرة.don.clucas تقييم هذا المنتج من حزيران / يونيو الثلاثاء 13 يونيو 2006 ، وكتب :مشروع رائع ابنة الأبوانا مسرور للحصول على نموذج محرك ستيرلينغ مجموعة التي وصلت في ظرف بريدي شقة. تجميع مع ابنتي من العمر 8 سنوات وكان مشروع رائع تحديا يتطلب فقط بعض الأدوات المنزلية الأساسية والغراء.للتعليمات ، على دي في ديبرعاية LinksStirling قارن الفنادق من أكثر من 30 مواقع الحجز! www.hotelium.com موسوعة كولومبيا : محرك ستيرلينغ Library > Miscellaneous > Columbia EncyclopediaStirling engine, an external combustion reciprocating engine having an enclosed working fluid that is alternately compressed and expanded to operate a piston, thus converting heat from a variety of sources into mechanical energy." onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">أعلى الصفحة الرئيسية> مكتبة> متنوعة> محرك EncyclopediaStirling كولومبيا ، وهو محرك الاحتراق الخارجية يتبادل وجود السوائل العمل المغلقة التي يتم ضغط بالتناوب وتوسيعها لتشغيل المكبس ، وبالتالي تحويل الحرارة من مجموعة متنوعة من المصادر إلى طاقة ميكانيكية. ويمكن لمحرك ستيرلينغ استخدام أي نوع من الوقود ، فضلا عن الطاقة الشمسية والحرارة من المياه من الينابيع الحارة. اخترع المحرك في 1816 من قبل وزير الاسكتلندي ، روبرت ستيرلنغ ، وذلك قبل محركات البنزين والديزل يبدو. محركات ستيرلينغ هي محركات الحرارة فريد من نوعه لكفاءتها النظرية تساوي تقريبا على أساس كفاءاتهم الأقصى النظري ، والمعروفة باسم كفاءة دورة كارنو. محركات ستيرلينغ اثنين بيستونز أن إنشاء زاوية 90 درجة ومرحلة مسافتين درجة حرارة مختلفة ، وأغلقت سائل العمل داخل المحرك. ويمكن تصنيف المحركات والنوع الثاني بيستونز أو نوع المحل. بيستونز اثنين من نوع المحرك وقوة بيستونز اثنين ، ونوع المحل واحد السلطة ومكبس مكبس المحل الذي يعمل على التحكم عندما يتم تسخين غرفة الغاز ، وعندما يتم تبريد عليه. عندما يتم تسخين السائل في اسطوانة توسعها ، مما اضطر القوة للتحرك المكبس ونقل السوائل إلى منطقة باردة للتبريد. وبعد ذلك recompressed ونقل إلى منطقة ساخنة لبدء الدورة من جديد. لأن السوائل المستخدمة داخل محرك ستيرلينغ أبدا ترك المحرك ، وأنه لم يتم مدعوم من قبل محرك الاحتراق المتفجرة ، كما هو الحال في البنزين أو الديزل ، وهناك العادم الصمامات التي لا تنفيس الضغط العالي السوائل. ونتيجة لذلك ، ومحركات ستيرلينغ هادئة جدا ، ويمكن استخدامها في تطبيقات متخصصة ، مثل الغواصات أو مولدات الطاقة المساعدة ، حيث التشغيل الهادئ هو المهم. -------------------------------------------------- --------------------يتم توفير الحرارة من خلال الجدار. مثل محرك الاحتراق الداخلي ، محرك ستيرلينغ يوفر العمل عن طريق دورة التي مكبس ضغط الغاز في انخفاض درجة الحرارة ، وتتيح لها التوسع في درجة حرارة عالية. يتم توفير ففي الحالة الأولى يتم توفير الحرارة من الاحتراق الداخلي للوقود في اسطوانة ، ولكن في محرك ستيرلينغ الحرارة (التي تم الحصول عليها من الوقود من الخارج حرق) للغاز من خلال جدار الاسطوانة (انظر الشكل). مبدأ محرك ستيرلينغ ، نوع المحل. ويتم تحقيق التغيرات السريعة في درجة الحرارة المطلوبة الغاز عن طريق مكبس الثاني في اسطوانة ، ودعا إلى المحل ، والتي تتحرك صعودا وهبوطا نقل الغاز جيئة وذهابا بين مسافتين ، واحد في ارتفاع درجة حرارة ثابتة ، والأخرى في درجة حرارة ثابتة منخفضة. عندما يتم رفع المحل ، فإن تدفق الغاز من الفضاء الساخن عن طريق سخان وبرودة أنابيب في الفضاء الباردة. عندما فإنه يتم نقل نحو الانخفاض ، فإن الغاز العودة إلى الفضاء الساخنة على طول المسار نفسه. أثناء السكتة الدماغية نقل الغاز لأول مرة أن يصل العائد على كمية كبيرة من الحرارة إلى برودة ؛ كمية متساوية من الحرارة لابد من تناولها من خلال سخان الشوط الثاني. انظر أيضا محرك الاحتراق الداخلي. -------------------------------------------------- ------------------------------ ---------- ويكيبيديا : محرك ستيرلينغ Library > Miscellaneous > Wikipedia This article has multiple issues." onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">أعلى الصفحة الرئيسية> مكتبة> متنوعة> ويكيبيديا هذه المقالة وقضايا متعددة. الرجاء المساعدة على تحسين المقالة أو مناقشة هذه القضايا في صفحة النقاش. انها تحتاج الى مراجع أو مصادر إضافية للتحقق منها. الموسومة منذ أكتوبر 2009. ويمكن أن تحتوي على مراجع غير لائق على المصادر الذاتية المنشورة. الموسومة منذ أكتوبر 2009. نوع ألفا محرك ستيرلينغ. ويحتفظ توسيع اسطوانة (الحمراء) في درجة حرارة عالية في حين ضغط الاسطوانة (الأزرق) يتم تبريد. الممر بين اثنين من الاسطوانات تحتوي على محرك ستيرلينغ regenerator.A هو محرك الحرارة التي تعمل بواسطة ضغط دوري والتوسع في الهواء أو الغاز الأخرى ، وسائل العمل ، وعلى مستويات مختلفة مثل درجة الحرارة أن هناك التحويل الصافي من الطاقة الحرارية إلى ميكانيكية عمل [1]. المحرك مثل محرك البخار في أن جميع من حرارة المحرك التدفقات داخل وخارج الجدار من خلال المحرك. ومن المعروف تقليديا هذا بمثابة محرك الاحتراق الخارجي في المقابل إلى محرك الاحتراق الداخلي حيث المدخلات الحرارة هي احتراق وقود داخل الجسم من السوائل العمل. وخلافا للاستخدام المحرك البخاري من الماء في مراحلها سواء السائل والغازي والسائل العمل ، ومحرك ستيرلينغ يرفق كمية محددة من السوائل الغازية بشكل دائم مثل الهواء أو الهليوم. كما هو الحال في جميع محركات الحرارة ، ودورة عامة تتألف من ضغط غاز تبريد والتدفئة والغاز والتوسع في الغاز الساخن ، وأخيرا تبريد الغاز قبل تكرار الدورة. ولدت أصلا في 1816 والمحرك وزراء الصناعة لمنافسة محرك البخار ، ويقتصر إلى حد كبير من الناحية العملية لاستخدام الطاقة المنخفضة التطبيقات المحلية لأكثر من قرن. [2] لاحظ محرك ستيرلينغ لكفاءته العالية ، وتشغيل هادئ ، و السهولة التي يمكن أن تستخدم ما يقرب من أي مصدر الحرارة. وقد أصبح هذا التوافق مع مصادر الطاقة البديلة والمتجددة هامة على نحو متزايد مع ارتفاع أسعار الوقود التقليدي ، وكذلك في ضوء القلق الذي مثل ذروة النفط وتغير المناخ. هذا المحرك هو اهتمام مثير حاليا منصب عنصرا أساسيا في الجمع بين الحرارة الصغرى والسلطة (حزب الشعب الجمهوري) وحدات ، والتي هي أكثر كفاءة وأكثر أمانا من محرك البخار قابلة للمقارنة. [3] [4] محتويات [إخفاء] 1 الاسم والتعريف 2 وصف وظيفي 2.1 المكونات الرئيسية 2.1.1 مصدر الحرارة 2.1.2 المنقه 2.1.3 سخان 2.1.4 مجددة 2.1.5 تبريد 2.1.6 الحرارة بالوعة 2.2 تكوينات 2.2.1 ألفا ستيرلنغ 2.2.1.1 عمل محرك ستيرلينغ نوع ألفا 2.2.2 بيتا ستيرلنغ 2.2.2.1 عمل محرك ستيرلينغ نوع بيتا 2.2.3 غاما ستيرلنغ 2.2.4 أنواع أخرى 2.2.4.1 محركات المكبس الحرة 2.2.4.2 دورة Thermoacoustic 3 التاريخ 3.1 القرن التاسع عشر في وقت لاحق 3.2 انتعاش في القرن العشرين 4 نظرية 4.1 عملية 4.2 الضغط 4.3 زيوت التشحيم والاحتكاك 5 التحليل 5.1 مقارنة مع محركات الاحتراق الداخلي 5.1.1 المزايا 5.1.2 عيوب 5.1.2.1 الحجم وقضايا التكلفة 5.1.2.2 والسلطة ، وقضايا عزم الدوران 5.1.2.3 قضايا الغاز الاختيار 6 تطبيقات 6.1 التدفئة والتبريد 6.2 الجمع بين الحرارة والطاقة 6.3 توليد الطاقة الشمسية 6.4 cryocoolers ستيرلنغ 6.5 الحرارة مضخة 6.6 محركات بحرية 6.7 الطاقة النووية 6.8 محركات السيارات 6.9 مركبات كهربائية 6.10 محركات الطائرات 6.11 الفرق في درجة الحرارة قليلة محركات 7 تطبيقات حديثة أخرى 7.1 الحرارة الصوتية محرك ستيرلينغ 7.2 MicroCHP 7.3 تشيب التبريد 8 البدائل 9 معرض الصور (10) انظر أيضا 11 المراجع 12 ببليوغرافيا 13 قراءات إضافية 14 وصلات خارجية اسم وتعريف وكان روبرت ستيرلنغ مخترع المثال العملي الأول من دورة محرك الهواء مغلقة في 1816 ، واقترح من قبل جنكينز Fleeming في أقرب وقت 1884 أن جميع هذه المحركات بشكل عام ولذلك ينبغي أن يسمى محركات ستيرلينغ. العثور على هذه التسمية لصالح اقتراح قليلا ، وأنواع مختلفة في السوق لا تزال معروفة من قبل باسم مصممي الفردية أو الشركات المصنعة ، على سبيل المثال رايدر ، محرك روبنسون أو هاينريكي الجوية (الساخنة). في 1940s ، كانت شركة فيليبس في البحث عن اسم مناسب للنسختها الخاصة من محرك الهواء '، التي كانت في ذلك الوقت قد تم اختباره من قبل مع الغازات الأخرى ، وتسوية في نهاية المطاف على' محرك ستيرلينغ في نيسان / أبريل 1945. [5 ] ومع ذلك ، ما يقرب من ثلاثين عاما في وقت لاحق وكان غراهام ووكر التحسر لا تزال حقيقة أن مصطلحات مثل 'محرك الهواء الساخن' لاستخدامه بالتبادل مع استمرار 'ستيرلينغ محرك' والتي تم تطبيقها على نطاق واسع في حد ذاته وبشكل عشوائي. وقد تحسنت الحالة إلى حد ما الآن ، على الأقل في الكتابات الأكاديمية ، وهي الآن مقبولة عموما أن محرك ستيرلنغ 'ينبغي أن تشير حصرا إلى دائرة مغلقة التجدد حرارة المحرك مع السوائل الغازية تعمل بشكل دائم ، حيث يتم تعريف المغلقة بوصفها دورة الحرارية في النظام الذي يرد بشكل دائم سائل العمل داخل المنظومة والتجدد ويصف استخدام نوع معين من المبادلات الحرارية الداخلية وتخزين الحراري ، المعروفة باسم مجددة. وجود محرك يعمل على نفس المبدأ ولكن باستخدام السائل بدلا من السوائل الغازية في عام 1931 وكان يسمى حرارة المحرك مالون [6]. ويترتب على ذلك من تشغيل دورة مغلقة أن محرك ستيرلينغ محرك الاحتراق الداخلي هو خارجي يهدف إلى عزل السوائل عملها من مدخلات الطاقة المزودة من قبل مصدر الحرارة الخارجية. هناك العديد من التطبيقات الممكنة للمحرك ستيرلينغ التي سقط معظمها في فئة يتبادل محرك المكبس. وصف وظيفي وقد تم تصميم المحرك بحيث يتم ضغط عموما الغاز العاملة في الجزء الأكثر برودة من المحرك وأوسع نطاقا في جزء سخونة مما أدى إلى تحويل صافي الحرارة إلى العمل. [7] وحرارة التجدد الداخلي الصرافة زيادة كفاءة المحرك ستيرلنغ الحراري مقارنة لأبسط محركات الهواء الساخن التي تفتقر إلى هذه الميزة. المكونات الرئيسية خفض الرسم التخطيطي ، بعيدا من بيتا محرك معيني تصميم محرك ستيرلينغ التكوين : الوردي -- هوت جدار الاسطوانة رمادية داكنة -- الباردة جدار الاسطوانة (مع مدخل المبرد والأنابيب منفذ باللون الأصفر) خضراء داكنة -- العزل الحراري التي تفصل بين طرفي الأسطوانة ضوء أخضر -- المحل مكبس كحلي -- مكبس السلطة الضوء الأزرق -- الربط وكرنك الحذافات غير مبين : حرارة مصدر الحرارة والمصارف. في هذا التصميم يتم إنشاء مكبس المحل دون المجداد بنيت لهذا الغرض. ونتيجة لذلك لا بد من عملية دورة مغلقة الحرارة التي تحرك محرك ستيرلينغ أن ينتقل من مصدر الحرارة إلى سائل العمل من المبادلات الحرارية وأخيرا إلى بالوعة الحرارة. نظام محرك ستيرلينغ واحد على الأقل مصدر الحرارة ، واحد بالوعة الحرارة والمبادلات الحرارية تصل إلى خمس سنوات. قد تكون بعض أنواع الجمع أو الاستغناء عن بعض هذه. مصدر الحرارة نقطة التركيز مرآة مكافئ مع محرك ستيرلنغ في وسطها وتعقب على الطاقة الشمسية في دي Plataforma المرية للطاقة الشمسية (بي اس ايه) في مصدر الحرارة SpainThe قد يكون احتراق وقود ، ومنذ نواتج الاحتراق لا يختلطان مع السوائل العمل (أي ، خارجي الاحتراق) وتتلامس مع الأجزاء الداخلية تتحرك للمحرك ، والمحرك ستيرلنغ يمكن أن تعمل على الوقود من شأنه أن الأضرار الأخرى (أي الاحتراق الداخلي) الداخلية للمحركات ، مثل غاز مقالب القمامة التي تتضمن siloxane. وتتركز بعض المصادر الأخرى حرارة مناسبة الطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة النووية وحرارة النفايات ، أو حتى البيولوجية. قد إذا كان مصدر الحرارة الطاقة الشمسية ، والطاقة الشمسية المرايا الشمسية العادية ، ويمكن استخدام الأطباق. ليتم استخدامها أيضا ، وقد دعا فريسنل العدسات (على سبيل المثال ، لاستكشاف سطح الكوكب) [8]) تعمل بالطاقة الشمسية محركات ستيرلينغ تزداد شعبية ، لأنها خيار للغاية سليمة بيئيا لإنتاج الطاقة. أيضا ، بعض تصاميم جذابة اقتصاديا في مشاريع التنمية. [9] المنقه ومبادل حراري اختياري هو المنقه استخدامه عند المرجوة بكفاءة عالية من المدخلات احتراق الوقود لانتاج الطاقة الميكانيكية. كما سخان للمحرك وقود لاطلاق بكفاءة عالية يجب أن تعمل في درجة حرارة عالية موحدة تقريبا ، ويوجد قدر كبير من فقدان الحرارة من غازات الاحتراق تخرج من الموقد ما لم يمكن ذلك عن طريق التسخين تبريد الهواء اللازم للاحتراق. المحركات المستخدمة في التوليد المشترك للحرارة وأنظمة الطاقة يمكن بارد بدلا من غازات العادم في "الجانب" البارد للمحرك. سخان في الصغيرة ، والمحركات منخفضة الطاقة وهذا قد تتكون ببساطة من جدران الفضاء الساخن (ق) ، ولكن حيث هناك حاجة لزيادة صلاحيات أكبر مساحة السطح وهناك حاجة لنقل الحرارة كافية. تطبيقات النموذجية هي داخلية وخارجية متعددة أو زعانف صغيرة تحمل أنابيب تصميم المبادلات الحرارية محرك ستيرلينغ هو التوازن بين نقل الحرارة العالية والمنخفضة اللزوجة ضخ الخسائر والقتلى الفضاء منخفضة. مع المحركات العاملة على القوى والضغوط العالية ، لا بد من إجراء المبادلات الحرارية على الجانب الساخن من السبائك الإبقاء على قوة كبيرة في درجات الحرارة وأيضا لا تأكل أو الزحف. المجداد المقال الرئيسي : التجديدي مبادل حراري في محرك ستيرلينغ ، ومجددة هو مبادل حراري الداخلية وتخزين مؤقت للحرارة وضعت بين المسافات الباردة والساخنة مثل هذا السائل يمر من خلال العمل لأول مرة في اتجاه واحد ثم من جهة أخرى. وتتمثل مهمتها في الاحتفاظ داخل منظومة أن الحرارة التي من شأنها أن خلاف ذلك يتم تبادلها مع البيئة في درجات الحرارة المتوسطة إلى الحد الأقصى والحد الأدنى من درجات الحرارة دورة ، [10]) ، مما يمكن من الكفاءة الحرارية لنهج دورة كارنو الحد من كفاءة تلك الحدود القصوى التي يحددها والدنيا. الأثر الرئيسي للتجديد في محرك ستيرلينغ هو زيادة الكفاءة الحرارية إلى حد كبير إعادة التدوير 'الحرارة في الداخل التي ستمر على خلاف ذلك من خلال المحرك بشكل لا رجعة فيه. كأثر ثانوي ، وزيادة الكفاءة الحرارية يبشر ارتفاع انتاج الطاقة من مجموعة معينة من الملفات الساخنة والباردة المبادلات الحرارية نهاية (لأنه من هذه التي تحد عادة إنتاجية المحرك الحرارة) ، وإن كان لا يجوز في ممارسة هذه السلطة لا إضافية تتحقق تماما كما الاضافية "الفضاء الميت" (غير كنس وحدة التخزين) والخسائر ضخ الكامنة في عملية regenerators يميل إلى أن يكون له تأثير عكسي. ومجددة وتعمل مثل مكثف الحرارية. ومجددة مثالية لديها القدرة الحرارية عالية جدا ومنخفضة جدا موازية التوصيل الحراري لتدفق السوائل ، والموصلية الحرارية عالية جدا عمودي على تدفق السوائل ، أي ما يقرب من حجم ، ويدخل إلى أي احتكاك السائل العمل. وبما أن هذه الحدود المجداد النهج المثالي ، ويزيد من كفاءة المحرك ستيرلنغ. [11] ويتمثل التحدي لتصميم محرك ستيرلينغ المجداد هو توفير ما يكفي من القدرة على نقل الحرارة من دون إدخال الكثير من حجمها الداخلي إضافية ('الفضاء القتلى') أو مقاومة التدفق ، وكلاهما يميل للحد من قوة وكفاءة. هذه الصراعات الكامنة تصميم واحدة من العديد من العوامل التي تحد من كفاءة محركات ستيرلينغ العملية. تصميم نموذجي هو كومة من الاسلاك المعدنية غرامة تنسجم مع المسامية منخفضة للحد من مساحة ميتة ، ومع السلك محاور متعامدة مع تدفق الغاز للحد من التوصيل في هذا الاتجاه لزيادة الحمل الحراري وانتقال الحرارة. [12] ومجددة هي عنصر أساسي اخترعها روبرت ستيرلنغ وجودها يميز محرك ستيرلينغ الحقيقي من أي دورة المغلقة الأخرى محرك الهواء الساخن. ومع ذلك ، قد لا يزال العديد من محركات دون مجددة واضحة يمكن وصفها بشكل صحيح كما محركات ستيرلينغ كما في تكوينات بسيطة وبيتا جاما مع 'الفضفاضة' المحل ، والسطوح من المحل واسطوانة من النقد دوريا مع حرارة السائل توفير العمل تأثير كبير على التجدد وبخاصة في محركات صغيرة الضغط المنخفض. وينطبق الشيء نفسه من الممر الذي يربط بين اسطوانات الساخنة والباردة من ألفا محرك التكوين. المبرد في الصغيرة ، والمحركات منخفضة الطاقة وهذا قد تتكون ببساطة من الجدران الباردة للفضاء (ق) ، ولكن حيث هناك حاجة لزيادة القوى برودة باستخدام السائل مثل المياه وهناك حاجة لنقل الحرارة كافية. الحرارة بالوعة بالوعة الحرارة عادة على البيئة في درجة حرارة الغرفة. في حالة متوسطة لمحركات الطاقة العالية ، لا بد من المبرد لنقل الحرارة من المحرك إلى الهواء المحيط. يمكن استخدام محركات بحرية في المياه المحيطة. في حالة الجمع بين الحرارة وأنظمة الطاقة ، المحرك مياه التبريد ويستخدم مباشرة أو غير مباشرة لأغراض التدفئة. بدلا من ذلك ، قد يتم تزويد الحرارة عند درجة حرارة الغرفة والمحافظة على حرارة الحوض في انخفاض درجة الحرارة عن طريق وسائل مثل السوائل المبردة (انظر السائل الاقتصاد النيتروجين) أو الماء المثلج. تكوينات هناك نوعان رئيسيان من محركات ستيرلينغ التي تتميز الطريقة التي نقل الجوي بين الجانبين الساخنة والباردة من الاسطوانة : ألفا مكبس اثنين نوع التصميم والمكابس في اسطوانات مستقلة ، وتحركها الغاز بين المسافات الباردة والساخنة. والتشريد نوع محركات ستيرلينغ ، والمعروفة باسم بيتا وغاما أنواع ، استخدام المحل معزولة ميكانيكية لدفع الغاز العاملة بين الجانبين الساخنة والباردة للاسطوانة. في المحل هي كبيرة بما يكفي لعزل الجانبين الساخنة والباردة للاسطوانة وحراريا لتهجير كمية كبيرة من الغاز. ويجب أن لديها ما يكفي من وجود فجوة بين المحل والجدار للسماح للاسطوانة الغاز في التدفق في جميع أنحاء المحل بسهولة. ألفا ستيرلنغ وستيرلنغ ألفا يحتوي على المكابس السلطة اثنين في اسطوانات منفصلة ، واحدة ساخنة وباردة واحدة. وتقع اسطوانة الساخنة داخل مبادل حرارة الحرارة المرتفعة والباردة اسطوانة تقع داخل مبادل الحرارة درجة حرارة منخفضة. هذا النوع من المحرك ونسبة القوة إلى الحجم الكبير ولكن لديه مشاكل فنية بسبب ارتفاع درجة الحرارة عادة من المكبس الساخنة ومتانة الاختام فيها. [13] وفي الممارسة العملية ، وهذا عادة ما يكون المكبس يحمل رأس كبير العازلة للتحرك الاختام بعيدا عن المنطقة الساخنة على حساب مساحة بعض القتلى إضافية. عمل محرك ستيرلينغ نوع ألفا الرسوم البيانية التالية لا تظهر مبادلات الحرارة الداخلية في الضغط وتوسيع المساحات ، والتي هناك حاجة لانتاج الطاقة. سيدرج مجددة في الأنبوب الذي يربط بين اثنين من الاسطوانات. كما تم حذف العمود المرفقي. 1. معظم الغاز العاملة على اتصال مع جدران الاسطوانة الساخنة ، وقد تم تسخينه والتوسع ودفع المكبس الباردة إلى الجزء السفلي من السفر في الاسطوانة. التوسع مستمر في اسطوانة الباردة ، والتي هي 90 درجة وراء مكبس ساخنة في دورة ، واستخراج المزيد من العمل من الغاز الساخن. 2. الغاز هو الآن في حجمها الأقصى. المكبس الساخن اسطوانة تبدأ في نقل أكثر من الغاز في الاسطوانة الباردة ، حيث يبرد وانخفاض الضغط. 3. تقريبا كل الغاز هو الآن في اسطوانة الباردة ، ولا تزال التبريد. المكبس الباردة ، والمدعوم من الزخم دولاب الموازنة (أو أزواج مكبس أخرى على عمود واحد) يضغط على الجزء المتبقي من الغاز. 4. الغاز يصل حجمها الحد الأدنى ، وانه سيوسع الآن في اسطوانة الساخنة حيث سيتم تسخينه مرة أخرى ، يقود مكبس الساخنة في السكتة الدماغية وسعها. نوع ألفا إكمال دورة ستيرلنغ بيتا ستيرلنغ وستيرلنغ بيتا ومكبس قوة واحد مرتبة داخل الاسطوانة نفسها على جذع نفس المحل المكبس. المكبس المحل هو فضفاض يصلح ولا أي استخراج الطاقة من الغاز ولكن لا يخدم سوى توسيع لمكوك الغاز عمل من المبادلات الحرارية الساخنة إلى مبادل حراري الباردة. عندما يتم الضغط الغاز العمل في نهاية حار من اسطوانة توسعها ويدفع المكبس السلطة. عندما يتم الضغط عليه حتى النهاية الباردة لأنها اسطوانة العقود وعلى قوة الدفع للآلة ، وتعزيز عادة بواسطة دولاب الموازنة ، يدفع المكبس القوة وسيلة أخرى لضغط الغاز. وخلافا للنوع ألفا ، ونوع بيتا يتجنب المشاكل التقنية من الملفات الساخنة الاختام تتحرك. [14] عمل محرك ستيرلينغ نوع بيتا مرة أخرى ، والرسوم البيانية التالية لا تظهر مبادلات حرارية داخلية أو مجددة ل، الأمر الذي يمكن وضعها في مسار الغاز في جميع أنحاء المحل. 1. قوة المكبس (الرمادي الداكن) وضغط الغاز ، والمكبس المحل (رمادي فاتح) انتقلت ذلك أن معظم الغاز المتاخمة لمبادل حراري حار. 2. الزيادات في ضغط الغاز الساخنة ويدفع المكبس السلطة الى ابعد حد من السكتة الدماغية السلطة. 3. المكبس يتحرك الآن المحل ، تحويلة الغاز إلى نهاية باردة من اسطوانة. 4. يتم ضغط الغاز وتبريده الآن من زخم دولاب الموازنة. هذا يستغرق أقل من الطاقة ، منذ عندما يتم تبريد الضغط على إسقاط. نوع بيتا إكمال دورة ستيرلنغ غاما ستيرلنغ وستيرلنغ غاما هو مجرد ستيرلنغ بيتا فيه هي التي شنت على السلطة في مكبس اسطوانة منفصلة جنبا إلى جنب مع المحل اسطوانة المكبس ، ولكن لا يزال متصلا إلى دولاب الموازنة نفسها. ويمكن لاسطوانات الغاز في اثنين من التدفق بحرية بينها وبين بقايا هيئة واحدة. هذا التكوين يعطي نسبة انخفاض الضغط ولكن ابسط ميكانيكيا وغالبا ما تستخدم في محركات ستيرلينغ متعددة اسطوانة. أنواع أخرى تكوينات أخرى ستيرلنغ مواصلة اهتمام المهندسين والمخترعين. تصور توم جفت من تكوين انه يحب أن يسمى "دلتا" النوع ، على الرغم من هذا التعيين في الوقت الراهن لم يتم التعرف على نطاق واسع ، وجود المحل والسلطة بيستونز اثنين ، واحد الباردة والساخنة واحد. [15] وهناك أيضا محرك ستيرلينغ الدوارة التي تسعى إلى تحويل السلطة من دورة ستيرلنغ مباشرة في عزم الدوران ، مماثل لمحرك الاحتراق الدوارة. ولم يتخذ بعد أي عملية بناء محرك لكن عددا من المفاهيم النماذج ، وأنتجت براءات الاختراع ، مثل محرك Quasiturbine. [16] وثمة بديل آخر هو محرك Fluidyne (Fluidyne المضخات الحرارية) ، والتي تستخدم المكابس الهيدروليكية لتنفيذ دورة ستيرلنغ. أعمال التي ينتجها محرك Fluidyne يذهب الى ضخ السائل. في أبسط أشكالها ، المحرك يحتوي على الغاز العاملة ، السائل واثنين من صمامات عدم العودة. مفهوم محرك Ringbom نشرت في عام 1907 لا يوجد لديه آلية دوارة أو الربط لالمحل. والدافع بدلا من ذلك عن طريق مكبس لمساعدة صغيرة ، وعادة عصا سميكة المحل ، مع حركة محدودة بسبب توقف. [17] محركات المكبس الحرة مختلف تكوينات الحرة المكبس ستيرلنغ... ف "اسطوانة الحرة" ، G. Fluidyne ، H. "مزدوج الفعل" ستيرلنغ (عادة 4 اسطوانات) "مكبس حرة" محركات ستيرلينغ تشمل تلك مع بيستونز السائلة وتلك التي أغشية والمكابس. في مكبس "الحرة" الجهاز ، يمكن إضافة الطاقة أو تحذف من قبل المولد على خطي الكهربائية ، ومضخة أو جهاز المحورية الأخرى. هذا الالتفاف حول الحاجة إلى وجود صلة ، ويقلل من عدد من الأجزاء المتحركة. في بعض التصاميم يتم القضاء على ما يقرب من الاحتكاك وارتداء باستخدام المحامل الغاز غير اتصال أو تعليق دقيق جدا من خلال الينابيع مستو. في أوائل 1960s ، اخترع وزن بيل نسخة مجانية من مكبس محرك ستيرلينغ من أجل التغلب على صعوبة التشحيم الفتلة الآلية. [18] وفي حين أن اختراع الأساسي المجاني مكبس محرك ستيرلينغ ويعزى عموما إلى بيل ، مستقلة عن الاختراعات وقدمت مثل هذا النوع من المحركات من التراث الأوروبي المتوسطي كوك ، Yarborough والغرب جيم في مختبرات هارويل في UKAERE. [19] جنرال موتورز بنسون قدمت أيضا مساهمات هامة في وقت مبكر وعلى براءة اختراع رواية العديد من الخطوط مكبس تكوينات. [20] ما يبدو أن أول ذكر لآلة دورة ستيرلنغ باستخدام التحرك بحرية المكونات هو الكشف عن براءات الاختراع البريطاني في عام 1876. [21]) وهذا الجهاز كان على النحو المتوخى في الثلاجة (أي عكس دورة ستيرلنغ). المنتج المستهلك الأول للاستفادة من حر جهاز ستيرلنغ المكبس وثلاجة محمولة المصنعة من قبل شركة Twinbird اليابان وعرضت في الولايات المتحدة من قبل كولمان في عام 2004. دورة Thermoacoustic Thermoacoustic أجهزة مختلفة جدا من الأجهزة ستيرلنغ ، على الرغم من أن المسار الفردية سافر من قبل كل جزيء الغاز العاملة لا تتبع دورة ستيرلنغ الحقيقي. وتشمل هذه الأجهزة محرك thermoacoustic وثلاجة thermoacoustic. عالية السعة الموجات الصوتية يسبب ضغط دائمة وتوسيع مماثل للمكبس السلطة ستيرلنغ ، في حين الخروج من مرحلة الموجات الصوتية تتسبب في تشريد السفر على طول الانحدار درجة الحرارة ، ومشابهة للمكبس المحل ستيرلنغ. وهكذا جهاز thermoacoustic عادة لا يكون لها المحل ، كما هو موجود في بيتا أو غاما ستيرلنغ. تاريخ وتوضيحات لتطبيق روبرت ستيرلنغ في براءات الاختراع 1816 من الهواء تصميم المحركات التي جاءت لاحقا والمعروفة باسم محرك ستيرلينغ ستيرلنغ EngineThe (أو محرك ستيرلينغ الجوية كما كانت تعرف في ذلك الوقت) اخترع وبراءة اختراع من قبل ستيرلنغ روبرت في 1816. [22] وجاء ذلك عقب محاولات سابقة في صنع محرك الهواء ولكن ربما كان الأولى أن يطرح للاستخدام العملي عندما كان يعمل في 1818 محركا بناها ستيرلنغ ضخ المياه في محجر [23]) والموضوع الرئيسي لبراءات الاختراع ستيرلنغ الأصلي هو مبادل حراري الذي دعا إلى economiser "" لتعزيزه من الاقتصاد في استهلاك الوقود في مجموعة متنوعة من التطبيقات. البراءة كما وصف بالتفصيل توظيف نموذج واحد من economiser في تصميمه المغلقة دورة فريدة من نوعها محرك الهواء [24] في التطبيق الذي هو عليه الآن يعرف عموما بأنه 'مجددة. تطور لاحق من قبل ستيرلنغ روبرت جيمس وشقيقه ، وهو مهندس ، أسفرت عن براءات الاختراع لتحسين تكوينات مختلفة من المحرك الأصلي بما في ذلك الضغط الذي كان قبل 1843 زيادة انتاج الطاقة بما فيه الكفاية لدفع كافة الأجهزة في مسبك الحديد دندي. [25] على الرغم من انه تم المتنازع عليها [26] يفترض على نطاق واسع أنه فضلا عن توفير الوقود والدافع وراء المخترعين لخلق عالم أكثر أمنا بديل لمحركات البخار من الوقت ، [27] المراجل التي انفجرت مما تسبب في كثير من الأحيان العديد من الإصابات والوفيات الناجمة عنها. [28 عانى] [29] الحاجة لمحركات ستيرلينغ لتشغيل في درجات حرارة عالية جدا لزيادة كفاءة الطاقة والقيود التي تتعرض لها من المواد من اليوم ومحركات القليلة التي بنيت في تلك السنوات المبكرة إخفاقات متكررة بشكل غير مقبول (وإن كان لها عواقب وخيمة أقل بكثير من انفجار مرجل [30]) -- على سبيل المثال ، تم استبدال محرك مسبك دندي بواسطة محرك البخار بعد فشل ثلاث أسطوانات الساخنة في أربع سنوات. [31] وفي وقت لاحق التاسع عشر قرن وأواخر القرن التاسع عشر نموذجي / أوائل القرن العشرين ضخ المياه من محرك CompanySubsequent محرك رايدر إريكسون إلى فشل محرك مسبك دندي لا يوجد سجل للاخوة ستيرلنغ وجود أي تورط مزيد من تطوير محرك الهواء والمحرك ستيرلنغ أبدا مرة أخرى تنافست مع البخار كمصدر للطاقة النطاق الصناعي (المراجل البخارية أصبحت أكثر أمنا [32]) ، والمحركات البخارية أكثر كفاءة ، وبالتالي تقدم أقل من هدف لمنافسة المحرك الرئيسي). ومع ذلك ، من محركات أصغر من حوالي 1860 (، وستيرلنغ نوع الهواء الساخن وأنتجت بأعداد كبيرة إيجاد التطبيقات أينما كانت هناك حاجة إلى مصدر موثوق للطاقة منخفضة إلى متوسطة ، مثل رفع المياه أو الهواء لتوفير أجهزة الكنيسة [33] وهذه تعمل عموما عند درجات حرارة منخفضة حتى لا ضريبة المواد المتاحة ، كذلك كانت غير فعالة نسبيا. ولكن وجهة نظرهم أن بيع ، على عكس محرك البخار ، وأنها يمكن أن تكون تعمل بأمان من قبل أي شخص قادر على إدارة النيران. [34] وهناك عدة أنواع بقيت في الإنتاج إلى ما بعد نهاية القرن ، ولكن في ما عدا بعض التحسينات الطفيفة على تصميم الميكانيكي للمحرك ستيرلينغ في حالة ركود عامة خلال هذه الفترة. [35] نهضة القرن العشرين خلال الجزء المبكر من القرن العشرين دور محرك ستيرلينغ كمحرك "المحلية" [36] واتخذت تدريجيا من السيارات الكهربائية ومحركات الاحتراق الداخلي الصغيرة. وبحلول أواخر 1930s كانت منسية إلى حد كبير ، أنتجت فقط للعب وعدد قليل من مراوح التهوية الصغيرة. [37] وفي هذا الوقت فيليبس تسعى لتوسيع مبيعات أجهزة الراديو في المجالات التي لها والكهرباء غير متوفرة وتوريد البطاريات غير مؤكد. قررت إدارة فيليبس أن استهلاك منخفض للطاقة المولدات المحمولة من شأنه أن يسهل هذه المبيعات وكلف مجموعة من المهندسين في مختبر أبحاث الشركة في ايندهوفن لتقييم البدائل. بعد المقارنة المنهجية بين المحرك الرئيسي المختلفة ، محرك ستيرلنغ في عملية هادئة (سواء بشكل مسموع أو من حيث تداخل الراديو) ، والقدرة على تشغيل مجموعة متنوعة من مصادر الحرارة (المشتركة للنفط مصباح -- "وقد اختار رخيصة ومتوفرة في كل مكان" --) ، اختار فريق ستيرلنغ. [38] وكانوا أيضا على علم أنه ، خلافا للمحركات الاحتراق الداخلي ، والبخار ، كانت قد أجريت عمليا أي عمل من تطور خطير على محرك ستيرلينغ لسنوات عديدة وأكد أن المواد الحديثة والدراية وينبغي تمكين تحسينات كبيرة [39] فيليبس مولد ستيرلنغ MP1002CA من 1951Encouraged بواسطة المحرك التجريبي الأول ، والتي أنتجت 16 واط من الطاقة من يحمل رمح والسكتة الدماغية من فيليبس] 30mm × 25mm ، [40 بدأ برنامج التنمية. وهذا العمل استمر طوال الحرب العالمية الثانية وبحلول أواخر 1940s سلمت 10 إلى نوع فرعي فيليبس يوهان دي ويت في دوردريخت أن يكون "productionised" وإدراجها في مجموعة المولدات. ونتيجة لذلك ، صنف في 200 واط من تتحمل والسكتة الدماغية من 55 ملم * 27 ملم ، وعين MP1002CA (شقة صغيرة تعرف باسم "مجموعة"). وبدأ إنتاج الدفعة الأولى المؤلفة من 250 في عام 1951 ، ولكن أصبح من الواضح أنه لا يمكن أن يتم بسعر تنافسي وظهور أجهزة الراديو الترانزستور مع الكثير من المتطلبات طاقة أقل يعني أن الأساس المنطقي الأصلي لمجموعة وتختفي. [وأنتجت في نهاية المطاف ما يقرب من 150 من هذه المجموعات. [41] بعض وجدت طريقها الى الجامعة وأقسام الهندسة كلية في جميع أنحاء العالم 42] أجيال من الطلاب إعطاء مقدمة قيمة في محرك ستيرلينغ. ذهب فيليبس في تطوير محركات ستيرلينغ تجريبية لمجموعة واسعة من التطبيقات واستمر في العمل في هذا المجال حتى أواخر 1970s ، لكنها لم تحقق النجاح التجاري فقط مع 'عكس ستيرلينغ محرك' cryocooler. لكن لم يتم اتخاذها من عدد كبير من براءات الاختراع وجمع ثروة من المعلومات التي المرخصة لشركات أخرى ، والتي شكلت الأساس للكثير من أعمال التطوير في العصر الحديث. [43] نحو نهاية القرن ، وضعت العديد من الشركات نماذج اختبارية لمحركات متوسطة القوة ، وفي بعض الحالات الصغيرة سلسلة الإنتاج. ظلت دون حل ولم يكن التوصل إلى كتلة السوق لأن تكاليف الوحدة مرتفعة جدا ، وبعض المشاكل التقنية. الآن في القرن الحادي والعشرين ، بعض النجاح التجاري هو بداية ليصبح ذلك ممكنا ، لا سيما مع وحدات التوليد المشترك للحرارة والكهرباء. في مجال محركات الطاقة المنخفضة ، وخطط كثيرة ، ومجموعات وانتهت محركات متوفرة تجاريا. وبصرف النظر عن النماذج التقليدية الصغيرة وبعض آلات أكبر للاستخدام الحقيقي ، وعرض نوع جديد في 1980s : في درجات الحرارة المنخفضة نوع لوحة مسطحة. نظرية المقال الرئيسي : دورة ستيرلنغ وضغط حجم الرسم البياني / من cycleThe ستيرلنغ المثالية المثالية ستيرلنغ دورة تتكون من أربع عمليات الحرارية بناء على سائل العمل : متحاور التوسع. وتقيد التوسع في الفضاء وما يرتبط بها من حرارة الصرافة في درجة حرارة عالية ثابتة ، والغاز يخضع لتوسيع شبه متحاور امتصاص الحرارة من مصدر الحرارة. ثابت الحجم (المعروف isovolumetric أو isochoric) للحرارة الإزالة. يتم تمرير الغاز من خلال مجددة ، حيث يبرد نقل الحرارة إلى مجددة لاستخدامها في الدورة القادمة. متحاور ضغط. تمسك الفضاء وما يرتبط بها من ضغط الحرارة مبادل عند درجة حرارة منخفضة ثابتة بحيث يخضع لضغط الغاز بالقرب من متحاور رفض الحرارة إلى بالوعة الباردة ثابت الحجم (المعروف isovolumetric أو isochoric) بالإضافة للحرارة. الغاز يمر من خلال العودة المجداد حيث يسترد جزءا كبيرا من حرارة نقل في 2 و 3 ، تسخين في طريقها للتوسع الفضاء. نظرية الكفاءة الحرارية تعادل دورة كارنو افتراضية -- أي على أعلى مستوى ممكن من الكفاءة في أي محرك الحرارة. ومع ذلك ، على الرغم من أنه مفيد لتوضيح المبادئ العامة ، ودورة نص الكتاب هو طريق طويل من تمثيل ما يجري بالفعل داخل محرك ستيرلينغ العملية ، وينبغي ألا ينظر اليها على أنها أساس للتحليل. في الواقع فقد قيل أن استخدامه العشوائي في كتب كثيرة على مستوى الديناميكا الحرارية الهندسية وأساء إلى دراسة محركات ستيرلينغ بشكل عام. [44] [45] الأخرى في العالم الحقيقي قضايا الحد من كفاءة المحركات الفعلية ، ويرجع ذلك إلى حدود نقل الحرارة الحمل الحراري ، وتدفق لزج (الاحتكاك). هناك أيضا اعتبارات عملية ميكانيكية ، على سبيل المثال قد يكون يحبذ وجود صلة بسيطة الحركية خلال آلية أكثر تعقيدا حاجة لتكرار دورة مثالية ، والقيود التي تفرضها المواد المتاحة مثل خصائص غير المثالي للغاز العمل ، والتوصيل ، واضحة جدا وسهلة المتابعة. وأحاطت الجمعية من انقطاع الورق المقوى وضوء ورقة أجزاء alluminium حوالي 4 ساعات والمحرك يعمل في المرة الأولى دون الحاجة إلى التكيف.أنا متأكد من أن الكثير من الناس سوف تحصل على ساعات من المرح والمتعة من هذه المجموعة.دون Clucas المدير الفني -- الهمس نيوزيلندا للتكنولوجيا المحدودة كرايست تشيرش.

مقارنة سريعة بين المايكروبروسيسور و المايكروكونترولر و الـ PLC
نستعرض سويا مقارنة سريعة و ملخصة عن المايكروبروسيسور Microprocessor و المايكروكونترولر Microcontroller و الـ PLC!
1- المايكروبروسيسور Microprocessor:
يتألف المايكروبروسيسور من وحدة معالجة مركزية تدعى بـ CPU و هي اختصاراً لـ: Central Processing Unit. و من وحدتي الربط -التي تربط المعالج مع الوسط الخارجي- المنطقي و تدعى عادةً بـ Peripheral I/O Ports.كما يتواجد ذاكرة عشوائية صغيرة السعة RAM أما ذاكرة البرنامج فهي صغيرة جدا و قد صممت لحفظ جزئ صغير من البرنامج (و عادةً يكون جزء القراءة و الكتابة من و إلى EEPROM). كما يتم تخزين فيها بعض عناوين المعلومات المتوفرة في الذاكرة الخارجية EEPROM. لذلك فالمايكروبروسيسور بحاجة إلى ذاكرة مساعدة و هذا يقتضي أن تكون وحدتي الاتصال مؤلفة من جزئيين:
1- البيانات Data Lines: و هي مدخل البيانات التي يجب أن يتم إيصالها للمعالج ليقوم بمعالجتها. و لها 8 أو 16 أو 32 مدخل Pin على حسب نوع المعالج و قدرته أي 8 بت أو 16 بت أو 32 بت أما هذه البيانات تكون متوفرة عادة في الذاكرة المساعدة الخارجية.
2- العنوانين Address Lines: وهي مخرج من المعالج يرسل عليه عناوين المعلومات المتوفرة في الوسط الخارجي (الذاكرة المساعدة مثلا). فيقوم المعالج بوضع العنوان على شكل 8 أو 16 أو 32 بت و من ثم يقرأ المعلومة التي يحتاجها عن طريق مدخل البياناتData Lines.
و مثالا على بعض أصناف معالجات المايكروبروسيسور هو معالج 68000 من شركة Motorola و المعالج الشهير Z80.
الخلاصة: إن المايكروبروسيسور لا يمكنه أن يعمل مستقلاً بدون وجود بعض المساعدات مثل الذواكر مثلاً! و إذا ما نظرنا إلى دارة تحوي معالج مايكروبروسيسور فيمكننا أن نشاهد بالقرب من المعالج الذواكر المساعدة مثل ROM-EPROM-EEPROM. إذا فدرة المايكروبروسيسور هي الأكثر تعقيدا من المليكروكونترولير و الـ PLC.
2-المايكروكونترولر Microcontroller:
و هو عبارة عن مايكروبروسيسور تم تطويره بحيث تم وضع جميع المكونات التالية في شريحة واحدة مدمجة:
1- وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit CPU
2- ذاكرة مؤقتة (عشوائية) Read Access Memory RAM
3 - ذاكرة قابلة للقراءة و الكتابة كهربائية EEPROM
4- مداخل الربط المنطقية بين المعالج و الوسط الخارجي Peripheral I/O Units
يجب أن نذكر أن هناك بعض الحالات التي يتم استخدام ذاكرة إضافية للمعالج عندما تكون كمية المعلومات المراد تخزينها أكبر من سعة الذاكرة الداخلية للمعالج!
الخلاصة: المايكروكونترولر هو جيل جديد و مطور عن المايكروبروسيسور و أن جميع ملحقات المعالج تم وضعها في شريحة واحدة و من هنا فبناء دائرة تحوي مايكروكونترولر تكون بسيطة و صغيرة و ليست معقدة!
3- الـPLC:
الـ PLC هي اختصار لـ Programmable Logic Controller و هو بالنهاية عبارة عن دارة تحوي على معالج مايكروكونترولر مربوط إلى وحدات إدخال رقمية أو تشابهيه و وحدات خرج رقمية أو تشابهيه. فكل ما عليك فعله هو أن تقوم ببرمجة الـ PLC على حسب إشارات الدخل و الخرج التي تريدها و لكن بلغة تختلف من شركة لأخرى و بعض الشركات المتطورة تستخدم لغة FBD أي Function Block Diagram مثل شركة Vacon PLC.
الخلاصة: الـ PLC هو عبارة عن دارة معالج موصلة لمداخل و مخارج تناسب جميع التطبيقات General Purpose I/O Unit فهو مثلاً مجهز بدارة الاتصال التسلسلي و ريليات قيادة من أجل التيارات العالية (من 1 و حتى 10 أمبير)...الخ. ولذلك كل ما يجب علينا إتباعه هو أن نقوم بتوصيل مداخل و مخارج الـ PLC إلى الجهاز الذي نريد أن نتحكم به بعد برمجته طبعاً!
ما هو الP.L.C ( أو متحكمات المنطق القابلة للبرمجة) هو جهاز إلكتروني يستخدم في عمليات الأتمتة في الأنظمة الصناعية كالتحكم بآلية عمل خطوط الإنتاج في مصنع ما ، و على عكس أنظمة الكمبيوتر التقليدية فقد صمم ليلائم ظروفاً أكثر صعوبة من حيث مجالات تحمل درجات الحرارة والغبار والأتربة ومقاومتها لظروف التشويش الكهرطيسي وغيرها من ظروف الانضغاط والاهتزاز الميكانيكي . تتحكم بعمل هذه المتحكمات برامج مخزنة في ذواكر للقراءة فقط . وال PLC هو مثال هام لأنظمة الزمن الحقيقي Real Time Systems حيث يكون الخرج استجابة مباشرة لدخل معين خلال زمن محدد مدروس ، وإذا لم تتم هذه الاستجابة فذلك سيؤدي إلى أخطاء في عملية التحكم الموكلة إليه ، و لذلك ، صمم ببنية من الحاكمات الرقمية التسلسلية .
تطوره : لقد اخترع الـ PLC للوفاء بحاجات مصانع السيارات الأمريكية التي احتاجت وحدة للتحكم فريدة من نوعها ، وكانت تستخدم هذه المصانع قبل اختراعه أعداداً هائلة من المؤقتات والحاكمات ومتحكمات الحلقات المغلقة لإنجاز مهام التحكم و تتالي الأوامر الرقمية وحماية قيمها من التشويش ، ولكن التطور السنوي المصاحب للطرازات والنماذج المنتجة سنوياً جعل من عملية تطوير النظام الصناعي أمراً باهظاً ومضيعاً للوقت ، كما كانت تتطلب عملية إعادة تأهيل أنظمة الحاكمات لخبرات كهربائية مكثفة ودقيقة لكي تعيدها إلى وضعيتها المثلى في العمل ، وفي عام 1968 طرحت شركة جنرال موتورز طلباً لنظام يحل محل نظام الحاكمات المستخدم سابقاًَ والمسمى بـ Hard-Wired Relay System . إذن ، اخترع الـ PLC ليحل محل ذلك النظام المعقد من آلاف الحاكمات والمؤقتات ، وحينها ، أمكن لجهاز واحد من الـ PLC أن يبرمج ليأخذ مكان ذلك العتاد الضخم من الحاكمات و المؤقتات ، وقد تبنت هذا الجهاز مجموعات كبيرة من معامل تصنيع السيارات حيث تم استبدال عملية إعادة تأهيل الحاكمات ببرنامج يحمل دورياً لوحدات التحكم PLC في حال تطوير المنتج المصنع . واتخذ تطوير هذا الجهاز مناحي عدة على مر السنين ، حيث أصبح يلبي حاجات أكثر لعمليات التحكم المتتالي للحاكمات والحركات والمعالجات وأنظمة توزيع المهام والشبكات ، كما أن القدرات الفريدة لهذا الجهاز بتخزين البيانات و المعطيات ( وعمليات الأرشفة ) وبمعالجة الأوامر والعمليات وبالتواصل مع أكثر من وحدة وتناقل المعطيات معها جعلت منه منافساً حقيقياً للكمبيوتر ، ولكن المنافسة أخذت فيما بعد شكل صداقة وعلاقة ودية بعدما تمكن المصنعون أن يجعلوا منهما وحدة متكاملة لتراسل المعطيات والتحكم المتبادل لتحقيق نظام تحكم أمثل بالمنشأة الصناعية . كيف تختار جهاز الـ PLC الأفضل لمنشأتك الصناعية : 1 ) توافقيته مع الأجهزة التي تعمل في المنشأة ، حيث تكون بعض الأجهزة غير قابلة للتحكم بها عن طريق هذا الجهاز ، بينما يكون الآخر قادراً ولكن بحاجة لنوعية معينة من الـ PLC فتبقى عليك حينها مهمة البحث عن الجهاز الأفضل والأكثر توافقية . 2 ) ظروف وبيئة العمل التي سيوضع فيها الـ PLC ( درجات الحرارة ، التشويش الكهرطيسي ، الغبار و الأتربة ، الاهتزاز الميكانيكي ... الخ ) حيث تتفاوت الـ PLC في قدراتها على مقامة هذه الظروف تبعاً لأنماطها وتطبيقاتها . 3 ) عدد الأجهزة المراد التحكم بها عن طريق وحدة الـ PLC ، حيث تتفاوت كذلك الوحدات فيما بينها من حيث مداخل ومخارج المعطيات والتيارات المصاحبة لها وأنواعها ( مستمر أو متناوب ) . 4 ) الوظائف المراد إيعازها إلى الـ PLC حيث توفر الشركات المصنعة مزايا إضافية لكل نموذج تبعاً للوظائف التي ستوكل إليه ، مثل العدادات السريعة أو ساعات الزمن الحقيقي . ودراسة هذا الموضوع ضروري حيث ستكتشف أن المصنع قد يوفر لك نموذجاً يغنيك عن كيانٍ مستقل لم تأخذ في حسبانك أنك قد توفر ثمن شرائه بشرائك لمتحكم بميزة وظيفية إضافية . الـ HMI .. ما هي ؟ إن من أهم المتطلبات في نظام التحكم الصناعي هو القدرة الدائمة على التحكم بهذا النظام وإعطائه بيانات ومعلومات عن حالة النظام الذي يتحكم به عند الحاجة لذلك ، فمثلاً ، عند قيادة سيارة أو مركبة معينة يستخدم السائق المقود للتحكم بجهة العجلات ، وبالتالي جهة المركبة ، والمكابح و المبدل السرعة للتحكم بسرعتها ، ويقوم بعملية التحكم هذه من خلال النظر إلى الخارج من خلال الواجهة الزجاجية للسيارة ومؤشر السرعة : إذن ، يتكون الواجهة والمؤشر السرعة هي أدوات السائق لتحقيق تحكم أفضل بمهام المركبة . تسمى واجهة التحكم بالنظام الصناعي بالـ HMI أو Human Machine Interface ، وتوفر الشركات المصنعة مجموعات ضخمة من هذه الأجهزة لتعطي أكبر قدر من التحكم المباشر بين الفني المراقب لعمل المصنع ونظام التحكم . أنظمة سكادا SCADA Systems : إن واجهات التفاعل المباشر ما بين نظام التحكم و العنصر البشري تتطلب برمجيات فائقة في القدرة لتحقيق هذا الغرض و الملاءمة مع المزايا التي توفرها الواجهة ، وبالتالي : كان نظام SCADA نظاماً كمبيوترياً رائعاً لتحقيق الهدف ، حيث يتيح تحكماً كاملاً بجميع الوحدات الموصولة مع الـ PLC وذلك باستخدام جهاز كمبيوتر بعيد عن مكان التصنيع ، و الاسم اختصار لـ Supervisory Control and Data Acquisition أو نظام كسب المعطيات والتحكم التوجيهي . نرجو أن يكون الموضوع قد وفر لكم معلومات أولية عن أجهزة PLC التي شاع سيطها في أنظمة التحكم و الأتمتة الصناعية ، و هو مترجم عن محاضرة ألقيت في مركز العلوم التخصصي SSC للتعريف بهذا الجهاز .المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة : Programmable Logic Controller (PLC) :
لطالما سمعنا هذا الاسم قبلاً و كنا لا نعلم ما هو ، و ما هي ماهيته ، أهو شبيه بالمتحكم الصغري أم أنه شبيه بالحاسب الآلي ، و لكن ما أن رأيناه حتى زال ذلك الغموض الذي يلفه و في هذه السلسلة من المقالات سأحاول توضيح أهم النقاط التي توضح أجزاءه و مهامته و طرق استخدامه … و لكني لن أستخدم مرجعاً محدداً حالياً و إنما سأعتمد على المعلومات التي اكتسبتها من الدورات التدريبية .
و بدايةً أحب أن أعرفكم أن هذا المتحكم هو جهاز كهربائي الكتروني يحتوي على معالج و ذواكر يجعلناه قابلا للبرمجة و التخزين و يحوي على مداخل و مخارج تساعده على استقبال و إرسال مختلف أنواع الاشارات بهدف التحكم بالآلات و العمليات (الصناعية غالباً) و يتم وصل المفاتيح و الحساسات و المحركات و المضخات و المصابيح (و العديد من الأجهزة) على هذه المداخل و المخارج لماذا الـ PLC ؟؟؟
سؤال يوجّهه الجميع عندما يسمعون هذا الاسم لأول مرة … لماذا لا نستخدم الأجهزة المعتادة كالزالجات و المبدلات و القواطع و ما إلى هنالك من التجهيزات المستخدمة في دارات التحكم الكلاسيكية ؟
في بداية ظهور الـ (PLC) أي في أواخر الستينات من القرن الماضي لم تكن الأجوبة مقنعة لأن كلفة تصنيع المعالجات و الذواكر كانت كبيرة و غير دقيقة بشكل دائم أما الآن و للأسباب التي سنأتي على ذكرها فإن الفرق غدا و اضحاً و لا يحتاج إلى مقارنة ، و هذه الأسباب على سبيل الذكر لا الحصر تتلخص بالتالي :
· الحجم الصغير مقارنةً بدارات التحكم الكلاسيكية
· عند حدوث خطأ ما يمكن صيانته بسهولة أكبر بكثير لأننا لا نملك الكثير من التوصيلات و الأجهزة التي يجب تفقدها كما في الدارات الكلاسيكية
· في حال أردنا تغيير طريقة عمل النظام فإننا لا نحتاج إلى إعادة التوصيل أو بناء دارة جديدة إنما فقط برنامج جديد يوضع مكان البرنامج القديم بسهولة فائقة .
· في معظم التطبيقات (و خاصة الصناعية) فإن كلفة تركيب دارة تحكم تعتمد على الـ (PLC) هي أقل بكثير من الدارات الكلاسيكية و نلاحظ ذلك مع ازدياد حجم التطبيق ضخامةً و دقة .
· سهولة مراقبة النظام حيث أننا يمكن أن نكتشف العطل بمجرد النظر إلى الـ (PLC) .
· سهولة أكبر في بناء الدارات العملية و ذلك بسبب قلة العناصر كما ذكرنا سابقاً .
مع العلم أننا قد نرى بعض التطبيقات التي تبرز صفات ايجابية غير تلك الآنفة الذكر و لكن تختلف بحسب طبيعة و بيئة التطبيق نفسه .
أنواع أجهزة الـ (PLC) :
تقسم الـ (PLCs) إلى أربعة أجيال رئيسية و ذلك تبعاً لنوع الذواكر المستخدمة و كذلك المعالجات و طرق البرمجة المتبعة لتلقين المتحكم المنطقي القابل للبرمجة البرنامج المناسب للتطبيق .
و هناك ثلاثة تقسيمات أساسية يمكن أن نصنف أجهزة الـ (PLC) ضمنها وسنرفق مع كل نوع شكلاً توضيحياً له من إحدى منتجات شركة Siemens هي :
1. متحكمات مدمجة Compact : و هي الأكثر اقتصادية و الأقل كلفة و بالتالي الأقل تعقيداً و مقدرة على تنفيذ العمليات الصعبة و المعقدة و تكون عبارة عن كتلة واحدة لا تتجزأ تحتوي على عدد محدود المداخل و المخارج و المعالج و الذواكر .
2. متحكمات تركبيبة Modular : تعتبر أرقى أنواع الـ (PLC) و ذلك بسبب مرونتها الشديدة و قابليتها للتوسع بشكل كبير دون الحاجة للكثير من التعديلات على البنية الأساسية و تتميز بأنها تصل لأعداد كبيرة من المداخل و المخارج للـ (PLC) الواحد قد تصل إلى 130000 نقطة دخل – خرج حيث أنها تعتمد على مبدأ البطاقات أي أنه كلما أضفت بطاقات أكثر حصلت على حريات أكبر و امكانيات أكبر للمتحكم .
3. متحكمات هجينة Hybrid : و هي تركيبة هجينة بين النوعين السابقين ، تتميز بأن عدد المداخل و المخارج أكبر منه في الـ (Compact) و لكنها لا ترتقي لمستوى (Modular) من حيث الذواكر و عدد المداخل و المخارج و حتى التطبيقات التي يمكنها انجازها .
أما الشركات المصنعة للمتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة فهي كثيرة و على سبيل المثال لا الحصر نذكر منها : Siemens , Allen Bradly , LS , Koyo و Moeller .
و لكن تسمية (PLC) لن نستطيع إيجادها إلا على الأجهزة التي تنتجها شركة (Allen Bradly) لأنها أول من ابتكر هذا المصطلح لذلك فإن باقي الشركات تسوق لمنتجاتها تحت تسميات و فئات مختلفة و لكنها معروفة بشكل عام على أساس أنها (PLC) .
و لاستخدام الـ (PLC) و برمجته يجب أن يتوفر كحد أدنى : حاسب آلي و برمجية مخصصة للتعامل مع النوع المستخدم و كبل التوصل المستخدم لربط الـ (PLC) مع الحاسب الآلي و برمجته .
في العدد القادم من المجلة سنقدم إن شاء الله الحلقة الثانية من هذه السلسلة و سنتطرق فيها للمخطط الصندوقي لجهاز الـ (PLC) و لدورة عمله البرمجية و للغات البرمجة المستخدمة في برمجته .


المهندس وائل خربوطلي هندسة تحكم آلي
لطالما سمعنا هذا الاسم قبلاً و كنا لا نعلم ما هو، و ما هي ماهيته، أهو شبيه بالمتحكم الصغري أم أنه شبيه بالحاسب الآلي؟ و لكن ما أن رأيناه حتى زال ذلك الغموض الذي يلفه و في هذه السلسلة من المقالات سأحاول توضيح أهم النقاط التي توضح أجزاءه و مهامته و طرق استخدامه … و لكني لن أستخدم مرجعاً محدداً حالياً و إنما سأعتمد على المعلومات التي اكتسبتها من الدورات التدريبية .
و بدايةً أحب أن أعرفكم أن هذا المتحكم هو جهاز كهربائي الكتروني يحتوي على معالج و ذواكر يجعلناه قابلا للبرمجة و التخزين و يحوي على مداخل و مخارج تساعده على استقبال و إرسال مختلف أنواع الاشارات بهدف التحكم بالآلات و العمليات (الصناعية غالباً) و يتم وصل المفاتيح و الحساسات و المحركات و المضخات و المصابيح (و العديد من الأجهزة) على هذه المداخل و المخارج و فيما يلي بعض أشكال الـ (PLC) التابعة لشركة Siemens (الأشكال مأخوذة من النشرة الخاصة بـ Siemens) التي تعتبر أقوى شركات العالم في هذا المجال :
ماذا الـ PLC ؟؟؟
سؤال يوجّهه الجميع عندما يسمعون هذا الاسم لأول مرة … لماذا لا نستخدم الأجهزة المعتادة كالزالجات و المبدلات و القواطع و ما إلى هنالك من التجهيزات المستخدمة في دارات التحكم الكلاسيكية ؟
في بداية ظهور الـ (PLC) أي في أواخر الستينات من القرن الماضي لم تكن الأجوبة مقنعة لأن كلفة تصنيع المعالجات و الذواكر كانت كبيرة و غير دقيقة بشكل دائم أما الآن و للأسباب التي سنأتي على ذكرها فإن الفرق غدا و اضحاً و لا يحتاج إلى مقارنة ، و هذه الأسباب على سبيل الذكر لا الحصر
تتلخص بالتالي :
الحجم الصغير مقارنةً بدارات التحكم الكلاسيكية
عند حدوث خطأ ما يمكن صيانته بسهولة أكبر بكثير لأننا لا نملك الكثير من التوصيلات و الأجهزة التي يجب تفقدها كما في الدارات الكلاسيكية
في حال أردنا تغيير طريقة عمل النظام فإننا لا نحتاج إلى إعادة التوصيل أو بناء دارة جديدة إنما فقط برنامج جديد يوضع مكان البرنامج القديم بسهولة فائقة .
في معظم التطبيقات (و خاصة الصناعية) فإن كلفة تركيب دارة تحكم تعتمد على الـ (PLC) هي أقل بكثير من الدارات الكلاسيكية و نلاحظ ذلك مع ازدياد حجم التطبيق ضخامةً و دقة .
سهولة مراقبة النظام حيث أننا يمكن أن نكتشف العطل بمجرد النظر إلى الـ (PLC) .
سهولة أكبر في بناء الدارات العملية و ذلك بسبب قلة العناصر كما ذكرنا سابقاً .
مع العلم أننا قد نرى بعض التطبيقات التي تبرز صفات ايجابية غير تلك الآنفة الذكر و لكن تختلف بحسب طبيعة و بيئة التطبيق نفسه .
أنواع أجهزة الـ (PLC) :
تقسم الـ (PLCs) إلى أربعة أجيال رئيسية و ذلك تبعاً لنوع الذواكر المستخدمة و كذلك المعالجات و طرق البرمجة المتبعة لتلقين المتحكم المنطقي القابل للبرمجة البرنامج المناسب للتطبيق .
و هناك ثلاثة تقسيمات أساسية يمكن أن نصنف أجهزة الـ (PLC) ضمنها وسنرفق مع كل نوع شكلاً توضيحياً له من إحدى منتجات شركة Siemens هي :
1.متحكمات مدمجة Compact : و هي الأكثر اقتصادية و الأقل كلفة و بالتالي الأقل تعقيداً و مقدرة على تنفيذ العمليات الصعبة و المعقدة و تكون عبارة عن كتلة واحدة لا تتجزأ تحتوي على عدد محدود المداخل و المخارج و المعالج و الذواكر .
2.متحكمات تركبيبة Modular : تعتبر أرقى أنواع الـ (PLC) و ذلك بسبب مرونتها الشديدة و قابليتها للتوسع بشكل كبير دون الحاجة للكثير من التعديلات على البنية الأساسية و تتميز بأنها تصل لأعداد كبيرة من المداخل و المخارج للـ (PLC) الواحد قد تصل إلى 130000 نقطة دخل - خرج حيث أنها تعتمد على مبدأ البطاقات أي أنه كلما أضفت بطاقات أكثر حصلت على حريات أكبر و امكانيات أكبر للمتحكم .
3.متحكمات هجينة Hybrid : و هي تركيبة هجينة بين النوعين السابقين ، تتميز بأن عدد المداخل و المخارج أكبر منه في الـ (Compact) و لكنها لا ترتقي لمستوى (Modular) من حيث الذواكر و عدد المداخل و المخارج و حتى التطبيقات التي يمكنها انجازها .
أما الشركات المصنعة للمتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة فهي كثيرة و على سبيل المثال لا الحصر نذكر منها : Siemens , Allen Bradly , LS , Koyo و Moeller .
و لكن تسمية (PLC) لن نستطيع إيجادها إلا على الأجهزة التي تنتجها شركة (Allen Bradly) لأنها أول من ابتكر هذا المصطلح لذلك فإن باقي الشركات تسوق لمنتجاتها تحت تسميات و فئات مختلفة و لكنها معروفة بشكل عام على أساس أنها (PLC) .
و لاستخدام الـ (PLC) و برمجته يجب أن يتوفر كحد أدنى : حاسب آلي و برمجية مخصصة للتعامل مع النوع المستخدم و كبل التوصل المستخدم لربط الـ (PLC) مع الحاسب الآلي و برمجته .
في العدد القادم من المجلة سنقدم إن شاء الله الحلقة الثانية من هذه السلسلة و سنتطرق فيها للمخطط الصندوقي لجهاز الـ (PLC) و لدورة عمله البرمجية و للغات البرمجة المستخدمة في برمجته .

المحرك الحراري Heat Engine
عندما تكون كمية الحرارة التي يمتصها النظام Qh أكبر من كمية الحرارة التي يفقدها النظام Qc وان الشغل W يبذل بواسطة النظام على الوسط الخارجي فإن هذه الدورة تعتبر دورة ماكنة حرارية. والماكنة الحرارية تعمل بحيث تعطي باستمرار شغل من خلال تحويل الحرارة إلى شغل ويمكن تعريف الكفاءة الحرارية لمحرك Thermal Efficiency على أنها الشغل المبذول بواسطة النظام على كمية الحرارة التي امتصها النظام.
ﺍQhﺍ - ﺍQcﺍ = ﺍWﺍ
يتضح من المعادلة السابقة أن كفاءة المحرك الحراري تكون 100% عندما تكون كمية الحرارة التي يفقدها النظام Qc تساوي صفر. وهذا بالطبع لا يمكن أن يحدث من ناحية عملية إذ أن هناك فقد مستمر للحرارة.
تنقسم المحركات إلى نوعين أساسيين هما مكائن الاحتراق الخارجي external-combustion engine ومكائن الاحتراق الداخلي internal combustion engine.
(1) External combustion engine: Stirling engine, Steam engine
(2) Internal combustion engine: Gasoline engine, diesel engine
وسنقوم بدراسة مثال عن كل نوع وهما محرك ستيرلنج ومحرك الجازولين.
Sterling Engineفي العام 1816 صمم العالم الاسكتلندي روبرت ستيرلينج محرك يقوم بتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية، وتم استخدام هذا المحرك في القطارات والسيارات قبل اكتشاف المحركات ذات الاحتراق الداخلي. ويمتاز محرك ستيرلنج بكفاءته العالية وقلة التلوث الذي يخرج من العادم ولكن تكلفة تصنيعه باهظة.
ويتركب هذا المحرك من اسطوانتين cylinder تحتوي كل اسطوانة على مكبس piston متصل بعمود نقل الحركة. توجد الاسطوانة الأولى على اليسار كما في الشكل عند المستودع الحراري الحار والثانية على اليمين عند المستودع الحراري البارد. وتتصل الاسطوانتين من خلال أنبوب يوجد في وسطه مادة عازلة لتفصل بين المنطقة الباردة والحارة تسمى regenerator. ويوجد الغاز (النظام) بين الاسطوانتين ومحصور من خلال المكبسين.
تتكون دورة عمل ماكنة ستيرلنج من خلال اربع مراحل موضحة في الشكل أعلاه وممثلة على منحنى الضغط والحجم PV Diagram.
المرحلة الأولى: عندما يكون المكبس الأيسر ثابت في أعلى مستوى له يتحرك المكبس الأيمن إلى الأعلى إلى منتصف الاسطوانة ضاغطاً الذي يفقد كمية حرارة Qc إلى المستودع البارد وتكون عملية ضغط الغاز في هذه المرحلة تحت درجة حرارة ثابتة عند Tc. ويقل الحجم ويزداد الضغط.
المرحلة الثانية: يتحرك المكبس الأيسر للأسفل بينما يستمر المكبس الأيمن في الحركة للأعلى وهذا يعني أن حجم الغاز يبقى ثابتاً وينتقل الغاز من الجانب البارد إلى الجانب الحار عبر الـ regenerator، ترتفع درجة حرارة الغاز إلى Th ويزداد ضغطه مع ثبوت الحجم.
المرحلة الثالثة: يتحرك المكبس الأيسر للأسفل بينما يثبت المكبس الأيمن عند أعلى مستوى له ويمتص الغاز حرارة من المستودع الحار Qh ويزداد حجمه ويقل ضغطه عند ثبوت درجة الحرارة عند Th.
المرحلة الرابعة: يتحرك المكبس الأيسر للأعلى ويتحرك المكبس الأيمن إلى الأسفل وعندها يكون حجم الغاز ثابتاً وينتقل الغاز إلى الاسطوانة على اليمين عند المستودع البارد وتقل درجة حرارته إلى Tc وضغطه ينخفض ويعود الغاز إلى وضعه الابتدائي لتكرار الدورة من جديد.
وبالتالي يمكن تلخيص الدورة السابقة لمحرك ستيرلينج على أن امتصاص الحرارة Qh عند درجة حرارة Th وفقدان حرارة Qc عند درجة حرارة Tc والفرق هو مقدار الشغل الذي بذله الغاز على المحيط الخارجي (المكبس المتصل بعمود نقل الحركة).
ﺍQcﺍ - ﺍQhﺍ = ﺍWﺍ
وتجدر الإشارة هنا إلى أن العديد من الافتراضات تم اعتبارها أثناء شرح فكرة عمل دورة ستيرلينج وتمثيلها على منحنى الضغط والحجم ومن هذه الافتراضات ما يلي:
(1) أن الغاز مثالي(2) لا يوجد تسرب للغاز من المكبس(3) لا يوجد فقد حراري من الاسطوانة إلى الخارج(4) لا يوجد احتكاك
وعليه فإن الشكل الأقرب للواقع لدورة ستيرلنج إذا أخذنا في الاعتبار العوامل السابقة فإنها كما في الشكل الموضح.

Gasoline Engineتعتبر ماكنة الجازولين من مكائن الاحتراق الداخلي وسنقوم بشرح فكرة عملها ومن ثم نقوم بحساب كفاءتها.
يوضح الشكل التالي فكرة عمل الماكنة ومراحلها المختلفة:
(1) شوط الأخذ Intake stroke
(2) شوط الانضغاط Compression stroke
(3) شوط الاحتراق Combustion stroke
(4) شوط العادم Exhaust stroke





نرى في الشكل السابق الجزء الأساسي من المحرك والذي يسمى المكبس Piston. يتصل المكبس بعامود الحركة crank shaft الرمز P في الشكل التوضيحي. وبدوران عامود الحركة يمكن إعادة المكبس إلى وضعه الابتدائية كما ويعمل هذا الجزء على تحويل الحركة الرأسية للمكبس إلى حركة دائرية.
تتمثل دورة محرك الجازولين في ستة مراحل مختلفة وهي الموضح في الشكل التالي:

وصف الدورة الكاملة للمحرك(1) مرحلة الأخذ: يبدأ المكبس عمله في الحركة من أعلى موضع له ليتحرك إلى الأسفل حيث يكون صمام الإدخال Intake valve مفتوح ليدخل خليط من الوقود والهواء إلى داخل اسطوانة الاحتراق. وتكون نسبة الوقود صغيرة بالنسبة للهواء ولكن كافية لإحداث الاحتراق. وهذا الشوط موضح في الفترة المحددة باللون الأصفر.
(2) مرحلة الانضغاط: يغلق صمام الأخذ عندما يبدأ المكبس في الحركة للأعلى ليضغط خليط الوقود والهواء وترتفع درجة حرارته تدريجياً ليساعد على رفع كفاءة الاحتراق. وهذا الشوط موضح في الشكل الجانبي باللون البنفسجي.
(3) مرحلة الاحتراق: في اللحظة التي يصل إليه المكبس إلى أعلى ارتفاع له يصبح الخليط عند ضغط عالي تنطلق شرارة كهربية لينتج عنها احتراق (انفجار) للوقود المكون للخليط فترتفع كلا من درجة الحرارة والضغط ارتفاعاً هائلاً وتكون هذه المرحلة تحت حجم ثابت لان العملية تتم بسرعة
(4) مرحلة القوة: يدفع الغاز المكبس بقوة للأسفل. مما ينتج عنه انخفاض الضغط ودرجة الحرارة وهذا الشوط موضح في الشكل الجانبي باللون البرتقالي.
(5) مرحلة صمام العادم: عندما يصل المكبس في حركته للأسفل إلى أدنى قيمة له يفتح صمام العادم لتخرج نواتج الاحتراق من المكبس ومنه إلى العادم
(6) مرحلة العادم: يتحرك المكبس المكبس إلى الأعلى نتيجة لدوران ناقل الحركة إلى طاردا ما تبقى من نواتج الاحتراق ليبدأ دورة جديدة بسحب كمية جديدة من الهواء والوقود. وهذا الشوط موضح في الشكل الجانبي باللون الاخضر.
مرة أخرى لا حظ أن حركة المكبس كانت دائما حركة رأسية للأعلى وللأسفل ولكن هذه الحركة تتحول بواسطة الجزء المغمور في الزيت (لتقليل الاحتكاك) من حركة رأسية إلى حركة دائرية ليأخذها عمود ناقل الحركة crank shaft ليدير عجلات السيارة والتي ستحرك السيارة للأمام أو للخلف.
دورة اوتو Otto Cycleفي المراحل الستة التي تم شرحها عن دورة ماكنة الجازولين تم إهمال عدد من العوامل مثل الاحتكاك والتفاعل الكيميائي بين الوقود والهواء والحرارة المفقودة عبر الاسطوانة، وهذا ما قام به العالم أوتو لحساب الكفاءة لهذا المحرك حيث افترض أن الغاز داخل الاسطوانة هو غاز مثالي وان الاحتكاك مهمل ولا يوجد فقد في الحرارة.
وبتمثيل المراحل الستة على منحنى الضغط والحجم نحصل على الشكل التالي:
(1) في المرحلة من 1 إلى 2 (مرحلة الانضغاط) تمثل ضغط للغاز في عملية اديباتيكية يقل الحجم من V1 إلى V2 وترتفع درجة الحرارة من T1 إلى T2 وذلك من خلال المعادلة
(2) في العملية من 2 إلى 3 (مرحلة الاحتراق) يزداد كلاً من الضغط ودرجة الحرارة من T2 إلى T3 ويمتص النظام كمية حرارة من الاشتعال Qh.
(3) في المرحلة من 3 إلى 4 (مرحلة القوة) تمثل تمدد للغاز في عملية اديباتيكية يزداد الحجم من V2 إلى V1 وتقل درجة الحرارة من T3 إلى T4 وذلك من خلال المعادلة
(4) في المرحلة من 4 إلى 1 (مرحلة صمام العادم) تنخفض درجة الحرارة من T4 إلى T1 وينخفض الضغط نتيجة لفتح صمام العادم كما شرحنا سابقا ويعود الضغط إلى الضغط الجوي ويفقد النظام كمية حرارة Qc.
(5) في المرحلة 5 إلى 1 (مرحلة العادم) و1 إلى 5 (مرحلة الآخذ) تكونان عير مؤثرتان في الحسابات لHنهما متعاكستان.
لإيجاد الكفاءة لهذه الدورة سنقوم بإيجاد كمية الحرارة المكتسبة Qh وكمية الحرارة المفقودة Qc. وحيث أن هاتان العمليتان تتمان عند حجم ثابت فإن كمية الحرارة المكتسبة هي
وتكون كمية الحرارة المفقودة هي (قد تم عكس حدود التكامل لتكون النتيجة موجبة)
من المعادليتن
&
نجد أن
إذا افترضنا أن V1/V2 تساوي r وهي نسبة الانضغاط compression ratio فإن الكفاءة تعطى بالعلاقة

Example: In actual gasoline engine r=9 and g=1.5 then the efficiency is