Конструктивно двигатель разделён на две рабочих полости – горячую и холодную, между которыми и циркулирует рабочее тело (воздух), перемещаемое поршнями. Как–то управлять этим потоком не требуется, разность давлений в полостях вырабатывается естественной механической работой при помощи возвратно–поступательных движений, совершаемых двигателем, посредством системы поршень–цилиндр.
Собрав всех своих главных мастеров, в том числе и тех, кто принимал участие в создании водного колеса, приводных и нагнетающих воздух механизмов, строителей металлургических печей, присоединив к ним головастых учеников дворян. Среди этого собрания я планировал найти людей, которые искренне заинтересуются двигателем, свалив на их плечи всю работу, не только по постройке, но и последующей доводке и модернизации действующего агрегата. Самолично и ежедневно ковыряться в железках мне «не позволяла религия», поэтому для себя я избрал не пыльную роль консультанта.
Повесив на доску большой лист бумаги, типа ватмана, я принялся указкой тыкать в нарисованную мной схему двигателя, объясняя его устройство и принцип работы.
– Так вот, господа–товарищи, – аудитория внимала каждому моему слову затаив дыхание. – Как из моих слов вы уже поняли, основа работы двигателя – это попеременный нагрев и охлаждение заключённого в цилиндре рабочего тела – воздуха.
Мне уже было понятно, что заставлять работать над двигателем никого не придётся, а наоборот, надо следить, как бы они единовременно, все разом не забросили свои основные трудовые обязанности, увлёкшись новым делом.
– Система поршень – цилиндр работает по простой схеме, – я показал указкой на своём чертеже их местонахождение. – Воздух (рабочее тело) изолирован от внешней среды цилиндром и поршнями. Поршни, в свою очередь, соединены с приводным механизмом. «Вытеснительный поршень» двигается вверх и вниз по цилиндру, перемещается сам и перемещает вслед за собой воздух между горячими и холодными полостями цилиндра. Такое свободное движение поршня обеспечивают приваренный с боку цилиндра трубчатый теплообменник (регенератор) используемый как нагреватель и холодильник, разделённые стальной сеткой регенератора. Внизу, как вы видите, в холодной полости цилиндра, расположен второй, так называемый «рабочий поршень».
Сделав небольшой перерыв, чтобы уже сказанная мной информация улеглась в их головах, я продолжил.
– Вся эта система работает следующим образом. Рабочий поршень перемещаем в крайнюю верхнюю (мёртвую) точку, для этого достаточно провернуть маховое колесо. Далее растапливаем топку и ждём когда вытеснительный поршень, под действием горячего воздуха, начнёт своё движение вниз, заодно перемещая воздух в теплообменник (в систему холодильник–регенератор–нагреватель) и далее в горячую полость. Вытеснительный поршень достигает рабочего поршня и под давлением разогретого воздуха оба поршня вместе перемещаются вниз, пока они не займут своё крайне нижнее положение (в это время происходит поворот коленчатого вала). Рабочий поршень продолжает оставаться в крайне нижнем положении, а вытеснительный поршень перемещается вверх, вытесняя горячий воздух через теплообменник (систему нагреватель–регенератор–холодильник) в холодную полость цилиндра, и цикл завершается.