Auslegung einer Gaslagerung fur den Kolben einer Freikolben-Stirling-Kaltemaschine

Masterarbeit aus dem Jahr 2021 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1,0, Technische Hochschule Rosenheim, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Masterarbeit beschreibt die Auslegung eines gasgelagerten Kolbens fur eine neuartige Mehrzylinder-Freikolben-Stirling-Kaltemaschine vom Alpha-Typ. Im Gegensatz zu herkommlichen Gaslagern erfolgt die Druckversorgung dabei intern durch den Kompressionsdruck des Kolbens. Die daraus resultierende periodische Anderung der Druckverhaltnisse macht einen anderen Berechnungsansatz als bei bisher beschriebenen Gaslagern erforderlich. Daher wurde ein Modell mit der Software Simulink erstellt, das auf Grundlage der Kolbenbewegung kontinuierlich die Druckverhaltnisse und die daraus resultierenden Massestrome berechnet. Mithilfe der Simulationsergebnisse konnte die Tragkraft und die statische Steifigkeit des Gaslagers in Abhangigkeit der Exzentrizitat des Kolbens und des Phasenwinkels der Kolbenbewegung ermittelt werden. Durch eine Parameterstudie mit dem Simulink Modell wurden einfache Auslegungsgleichungen hergeleitet, die zur uberschlagigen Dimensionierung von Gaslagern fur Stirling-Maschinen dienen konnen. Auch wenn die Auslegung der Gaslagerung fur eine Stirling-Maschine vom Alpha-Typ erfolgte, durften die Ergebnisse mit relativ geringem Aufwand auf andere Typen ubertragbar sein. Kenntnisse uber die Funktionsweise und den allgemeinen Aufbau von Stirling-Maschinen werden in der Arbeit vorausgesetzt.