Stirling – die Idee nach der Dampfmaschine
Der Stirlingmotor
Ich habe mir einmal weiter über alternative Antriebsarten Gedanken gemacht. Dabei ist mir der Stirlingmotor in den Sinn gekommen, der für viele wahrscheinlich in der Funktion eher unbekannt ist. Dabei sei gesagt, dass der Stirlingmotor nach der Dampfmaschine die zweite Entwicklung hinsichtlich von Wärmekraftmotoren war. Robert Stirling (brit. Pastor und Ingenieur) reagierte damit auf die neuen Hochdruckdampfmaschinen und die damit verbundenen tödlichen Kesselexplosionen. Somit sollte der Stirlingmotor auch die Arbeitssicherheit erhöhen. Doch wie funktioniert er?
Die Funktion des Stirlingmotors
Grundsätzlich basiert der Stirlingmotor auf dem Prinzip eines Temperaturunterschiedes, genauer: Eines Entropieunterschiedes. Jeder weiß: Wenn sich ein Gas erwärmt, dann dehnt es sich aus und umgekehrt. Diese Ausdehnung muss auf eine Welle übertragen werden und so eine Drehung implizieren. Doch wie genau? Man nehme einmal einen Zylinder mit einem Kolben. Grundsätzlich könnte man nun genau so vorgehen, wie bei einem Otto- oder Dieselmotor. So würde man nun den Zylinder abwechselnd erhitzen und kühlen, um so den Hub auszulösen. So kompliziert sich das aber anhört, so kompliziert und unwirtschaftlich ist das auch. Stirling dachte sich eine komfortablere Lösung aus, mit der die Temperatur am Kolben konstant bleiben kann: So werden nun zwei Kolben 90 Grad zueinander gestellt, wobei der eine gekühlt, und der andere erwärmt wird. Das Medium (Helium, Wasserstoff o.ä.) befindet sich im Zylinderinnenraum eines jeden Zylinders, welche mit einem Kanal verbunden sind. So dehnt sich nun das Gas im erwärmten Zylinder aus und strömt in den Zylinder des kühlen Zylinders. Dort erkaltet es, das Volumen wird kleiner und das Gas strömt wieder zurück, usw.
Diese geniale Idee hat sich bisher allerdings noch nicht wirklich durchgesetzt. Allerdings werden damals aufgegebene Ansätze vieler Hersteller, die Motorabwärme eines Verbrennungsmotors somit zu nutzen nun von BW wieder aufgenommen – unter dem Namen “Turbosteamer”. Dadurch sollen 15 % weniger Kraftstoff verbraucht und etwa 13 PS mehr anliegen. Ob sich das System dieses Mal durchsetzt wird sich zeigen.
Schlagwörter: Kolben, Stirlingmotor, Zylinder
