Схема на двигателя стерлинг у дома. Как да направите свой собствен двигател на Стърлинг. Модерни конфигурации на Стърлинг

Двигателят на Стърлинг е вид двигател, който започва да работи на топлинна енергия. В този случай източникът на енергия е напълно маловажен. Основното нещо е да направиш разлика температурен режим, в този случай такъв двигател ще работи. Сега ще анализираме как можете да създадете модел на такъв нискотемпературен двигател от кутия Coca-Cola.

Материали и приспособления

Сега ще анализираме какво трябва да вземем, за да създадем двигател у дома. Какво трябва да вземем за разбъркване:

балон.
Три кутии кола.
Специални клеми, пет броя (за 5А).
Нипели за фиксиране на спици на велосипед (две неща).
Памучна вата.
Парче стоманена тел с дължина тридесет см и напречно сечение 1 мм.
Парче от голяма стоманена или медна тел с диаметър от 1,6 до 2 мм.
Дървен щифт с диаметър двадесет мм (дължина един см).
Капачка за бутилка (пластмасова).
Окабеляване (тридесет см).
Специално лепило.
Вулканизирана гума (около 2 сантиметра).
Риболовна линия (дължина тридесет см).
Няколко тежести за балансиране (например никел).
CD (три броя).
Специални бутони.
Тенекия за създаване на камина.
Топлоустойчив силикон и консервна кутия за водно охлаждане.

Описание на процеса на създаване

Етап 1. Приготвяне на буркани.

Първо трябва да вземете 2 кутии и да им отрежете горната част. Ако върховете бъдат отрязани с ножица, получените прорези ще трябва да бъдат шлифовани с пила.

Етап 2. Изработка на диафрагмата.

Като диафрагма, можете да вземете балон, който трябва да бъде подсилен с вулканизиран каучук. Топката трябва да бъде нарязана и издърпана върху буркан. След това залепете парче специална гума върху централната част на диафрагмата. След като лепилото се втвърди, в центъра на диафрагмата ще пробием дупка за инсталиране на жицата. Най-лесният начин да направите това е със специален бутон, който може да се остави в отвора до сглобяването.

Етап 3. Изрязване и създаване на дупки в капака.

В стените на капака трябва да се направят два отвора от два мм, които са необходими за монтиране на оста на въртене на лостовете. В долната част на капака трябва да се направи още един отвор, през него ще премине проводник, който ще бъде свързан към изместителя.

На последния етап капакът трябва да бъде отрязан. Това се прави, така че изместващият проводник да не се хване за ръбовете на капака. За такава работа можете да вземете домакински ножици.

Етап 4. Пробиване.

В буркана трябва да пробиете два отвора за лагерите. В нашия случай това беше направено с 3,5 мм свредло.

Етап 5. Изработка на прозорец за гледане.

В корпуса на двигателя трябва да се изреже специален прозорец. Сега ще бъде възможно да се наблюдава как работят всички възли на устройството.

Етап 6. Модификация на терминала.

Необходимо е да вземете клемите и да премахнете пластмасовата изолация от тях. След това вземаме бормашина и правим проходни отвори по краищата на клемите. Общо трябва да се пробият три терминала. Оставете два терминала непробити.

Етап 7. Създаване на ливъридж.

Като материал за производството на лостове се взема медна тел, чийто диаметър е само 1,88 мм. Как точно да огънете иглите за плетене, си струва да търсите в интернет. Можете да вземете стоманена тел, само с медна тел, по-удобно е за работа.

Етап 8. Производство на лагери.

За да направите лагерите, ще ви трябват две нипели за велосипеди. Диаметърът на отвора трябва да се провери. Авторът ги проби със свредло 2 мм.

Етап 9. Монтаж на лостове и лагери.

Лостовете могат да се поставят директно през прозореца за наблюдение. Единият край на жицата трябва да е дълъг, маховикът ще лежи върху него. Лагерите трябва да са здраво поставени правилните места. Ако има хлабина, те могат да бъдат залепени.

Етап 10. Изработка на изместител.

Изместител е изработен от стоманена вата за полиране. За производството на изместител се взема стоманена тел, върху нея се създава кука и след това около жицата се навива определено количество памучна вата. Измествачът трябва да е с еднакъв размер, за да се движи плавно в банката. Цялата височина на изместителя не трябва да надвишава пет сантиметра.

В края от едната страна на памукае необходимо да се направи спирала от тел, така че да не излиза от вълната, а от втората страна правим бримка от жицата. След това ще завържем въдица към този контур, който впоследствие ще бъде привлечен през централната част на диафрагмата. Вулканизираната гума трябва да е в средата на контейнера.

Стъпка 11. Изработка на резервоара под налягане

Необходимо е да отрежете дъното на буркана по определен начин, така че да останат около 2,5 см от основата му. Изместителят заедно с диафрагмата трябва да се премести в резервоара. След това целият този механизъм се прехвърля в края на кутията. Диафрагмата трябва да се затегне малко.за да не увисва.

След това трябва да вземете терминала, който не е пробит, и да преминете през него въдицата. Възелът трябва да бъде залепен, така че да не се движи. Жицата трябва да бъде смазана с висококачествено масло и в същото време да се уверите, че измествачът може лесно да разтегне линията зад нея.

Етап 12. Изработване на тласъци.

Тези специални връзки свързват диафрагмата и лостовете. Това е направено от парче медна тел с дължина петнадесет сантиметра.

Етап 13. Създаване и инсталиране на маховик

За производството на маховика вземаме три стари компактдиска. Вземете дървена пръчка като център. След като монтирате маховика, огънете пръта на коляновия вал, така че маховикът вече няма да утихва.

На последния етап целият механизъм се сглобява напълно.

Последната стъпка, създаване на камина

И така стигнахме до последната стъпка в създаването на двигателя.

От доста време наблюдавам майсторите на този ресурс и когато се появи статията, исках да я направя сам. Но както винаги нямаше време и отложих идеята.
Но тогава най-накрая си изкарах дипломата, завърших военната катедра и дойде времето.
Струва ми се, че правенето на такъв двигател е много по-лесно от флашка :)

Първо, искам да се покая на гурутата на този сайт, че човек на 20 години прави такива глупости, но просто исках да го направя и няма какво да обясня това желание, надявам се следващата ми стъпка все пак да бъде флаш устройство.
Значи имаме нужда от:
1 Желание.
2 Три консервни кутии.
3 Медна тел (намерих сечение от 2 мм).
4 Хартия (вестник или офис няма значение).
5 Канцеларско лепило (PVA).
6 Супер лепило (CYJANOPAN или друго в същия дух).
7 Гумена ръкавица или балон.
8 клеми за окабеляване 3 бр.
9 Запушалка за вино 1 бр.
10 Малко въдица.
11 Инструменти на вкус.

1- първата банка; 2- секунда; 3- трети; 3-капак на третия буркан; 4 - мембрана; 5 - изместител; 6 - клема за окабеляване; 7- колянов вал; 8- тенекиен детайл :) 9- биел; 10 - корк; 11- диск; 12- въдица.
Нека започнем с отрязването на капаците и на трите кутии от две кутии. Направих го с домашен дремел, отначало исках да пробая дупки в кръг с шило и да изрежа с ножица, но се сетих за чудотворното устройство.
Честно казано, не се получи много хубаво и случайно фрезовах дупка в стената на една от консервите, така че вече не ставаше за работещ контейнер (но имах още два и ги направих по-внимателно) .

След това се нуждаем от буркан, който ще служи като форма за изместител(5).
Тъй като в понеделник базарите не работеха и всички близки автомагазини бяха затворени, но исках да направя двигател, си позволих да сменя оригиналния дизайн и да направя изместител от хартия, а не от стоманена вата.
За целта намерих буркан с рибна храна, който е най-подходящ за мен по размер. Избрах размера въз основа на факта, че диаметърът на кутията със сода беше 53 мм, така че търсех 48-51 мм, така че когато навия хартията около формата, да има около 1-2 мм разстояние между стената на кутията и изместителя (5) за преминаване на въздух. (предварително залепих буркана с тиксо, за да не залепне лепилото).

След това маркирах лента от лист А4 със 70 мм, а останалата част нарязах на ленти от 50 мм (както в статията). Честно казано, не помня колко такива ленти съм навил, добре, нека да са 4-5 (ленти 50мм х 290мм, направих броя на слоевете на око, така че когато лепилото стегне, изместителят да не е мек ). Всеки слой беше намазан с PVA лепило.

След това направих кориците на изместителя от 6 слоя хартия (също залепих всичко и го притиснах с кръгла химикалка, за да изстиска останалото лепило и въздушни мехурчета) когато залепих всички слоеве ги притиснах отгоре с книги така че няма да се огъват.

Отрязах и дъното на кутията (2) с ножица, което беше непокътнато, на разстояние около 10 мм, тъй като измествачът не минаваше през горния отвор. Това ще бъде нашето работоспособност.
Това се получи в крайна сметка (не отрязах веднага капака на буркана (3), но все пак трябва да се направи, за да се сложи свещ там).

Освен това, на разстояние около 60 мм от дъното, отрязах и този буркан (3), който все още имах с капак. Това дъно ще ни служи пещ.

След това отряза дъното на втория буркан (1) с нарязан капак, също на разстояние 10 мм (от дъното). И съберете всичко заедно.

Освен това ми се стори, че ако по-малък предмет е залепен към мембраната (4) на работния цилиндър (2) вместо капака, тогава дизайнът ще се подобри и изрязах такава проба от хартия. В основата е квадрат 15х15мм и "уши" по 10мм всяка. И изрязах детайл от пробата (8).

След това пробих дупки в клемите (6) с диаметър 2,1 или 2,5 мм (няма значение), след което взех тел (с напречно сечение 2 мм) с размери 150 мм, това ще бъде нашето " колянов вал"(7). И го огънете в такива размери: височина на коляното на изместващото коляно (5) -20 мм височина на коляното на мембраната (4) -5 мм. Между тях трябва да има 90 градуса (без значение в коя посока). Предварително поставяне на клемите на местата им. Освен това направих шайби и ги закрепих с лепило, за да не висят клемите около коляновия вал.
Не се получи веднага и точно по размер, но го преработих отново (по-скоро за мое собствено спокойствие).

След това отново взех телта (2 мм) и отрязах парче, около 200 мм, това ще бъде свързващия прът (9) на мембраната (4), прекарах частта (8) през нея и я огънах (ще се покаже) .
Взех буркан (1) (този с малко дупки) и направих дупки в него за „коляновия вал“ (7) на разстояние 30 мм от върха (но няма значение). И изрежете прозореца за наблюдение с ножица.

След това, когато изместващият цилиндър (5) беше сух и напълно залепен, започнах да лепя капаците към него. Когато залепих капаците, прокарах през него тел със сечение около половин милиметър, за да закача въдица (12).

След това издълбах ос (10) от дървена дръжка за свързване на дисковете (11) към коляновия вал, но препоръчвам да използвате винена тапа.
И сега най-трудната част (за мен) изрязах мембраната (4) от медицински ръкавици и залепих същия детайл (8) към нея в центъра. Поставих мембраната върху работния цилиндър (2) и я завързах с конец и когато започнах да отрязвам излишните части, мембраната започна да изпълзя изпод конеца (въпреки че не издърпах мембраната) и когато беше напълно отрязано, започнах да го дърпам и мембраната излетя напълно.
Взех супер лепило и залепих края на кутията, а след това залепих вече новоприготвената мембрана, като я поставих стриктно в центъра, задържах и изчаках лепилото да се втвърди. След това го притисна отново, но този път с ластик, отряза ръбовете, свали ластика и го залепи отново (отвън).
Ето какво се случи по това време

След това пробих дупка в мембраната (4) и детайла (8) с игла и вкарах въдица (12) в тях (което също не беше лесно).
Е, когато събрах всичко, се получи ето:

Веднага признавам, че в началото двигателят не работеше, още повече ми се стори, че изобщо няма да работи, защото трябваше да го въртя (с горяща свещ) ръчно и с доста (като за самовъртящ се двигател) усилие. Бях съвсем отпуснат и вече започнах да се карам, че съм направил изместител от хартия, че съм взел грешни кутии, че съм сбъркал дължината на биела (9) или линията на изместител (5). Но след час мъчение и разочарование свещта ми напълно изгоря (тази вътре алуминиев корпус) а останалото взех от Нова година (тази, която е зелена на снимката), изгори МНОГО по-силно и ето, успях да го запаля.
ЗАКЛЮЧЕНИЯ
1 От какво е направен изместителят няма значение, както прочетох в един от сайтовете „трябва да е лек и да не е топлопроводим“.
2 Промяната на дължината на свързващия прът (9) и дължината на линията (12) на изместителя (5) няма значение, както прочетох в един от сайтовете „основното е, че изместващият не удря горната или долната част на работната камера по време на работа”, така че го поставих приблизително в средата. И мембраната в спокойно (студено) състояние трябва да бъде равномерна, а не опъната надолу или нагоре.
Видео
Видео на работещия двигател. Сложих 4 диска, ползват се като маховик. При потегляне се опитвам да вдигна изместването в горна позиция, тъй като все още се страхувам да не прегрее. Тя трябва да се върти по следния начин: първо изместителят се издига, а след това мембраната се издига зад него, изместващият се спуска надолу и мембраната пада зад него.

PS: може би ако го балансираш ще се върти по-бързо, но аз имам припряноНе успях да балансирам :)

Видео с водно охлаждане. Не помага много в работата и както виждате, не ускорява въртенето си, но с такова охлаждане на двигателя може да се възхищава по-дълго без страх от прегряване.

А ето и приблизителен чертеж на моя прототип (голям размер):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
На кого ще му трябва оригинала (KOMPAS V 12) мога да го пратя на пощата.

Може би ме питате защо все пак е необходимо и аз ще отговоря. Като всичко в нашия стимпанк, най-вече за душата.
Моля, не бъдете много груби, това е първият ми пост.

Съвременната автомобилна индустрия е достигнала ниво на развитие, в което без фундаментални научно изследванепочти невъзможно е да се постигнат драматични подобрения в дизайна на традиционните двигатели с вътрешно горене. Тази ситуация принуждава дизайнерите да обърнат внимание алтернативни проекти на електроцентрали. Някои инженерни центрове са се фокусирали върху създаването и адаптирането на хибридни и електрически модели за серийно производство, докато други автомобилни производители инвестират в разработването на двигатели, задвижвани от възобновяеми източници (например биодизел с рапично масло). Има и други проекти на силови агрегати, които в бъдеще може да се превърнат в новото стандартно задвижване Превозно средство.

Сред възможните източници на механична енергия за автомобили на бъдещето е двигателят с външно горене, който е изобретен в средата на 19 век от шотландеца Робърт Стърлинг като машина за термично разширение.

Схема на работа

Двигателят на Стърлинг преобразува топлинната енергия, подадена отвън, в полезна механична работа поради промени в температурата на работния флуид(газ или течност), циркулиращ в затворен обем.

AT общ изгледсхемата на работа на устройството е следната: в долната част на двигателя работното вещество (например въздух) се нагрява и, увеличавайки обема, избутва буталото нагоре. Горещият въздух влиза в горната част на двигателя, където се охлажда от радиатор. Налягането на работния флуид се намалява, буталото се спуска за следващия цикъл. В този случай системата е запечатана и работното вещество не се консумира, а само се движи вътре в цилиндъра.

Има няколко варианта за проектиране на силови агрегати, използващи принципа на Стърлинг.

Стърлинг модификация "Алфа"

Двигателят се състои от две отделни силови бутала (топло и студено), всяко от които е разположено в собствен цилиндър. Топлината се подава към цилиндъра с горещото бутало, а студеният цилиндър се намира в охлаждащия топлообменник.

Стърлинг модификация "Бета"

Цилиндърът, съдържащ буталото, се нагрява от едната страна и се охлажда от противоположния край. В цилиндъра се движат силово бутало и изместител, предназначени да променят обема на работния газ. Връщането на охладеното работно вещество в горещата кухина на двигателя се извършва от регенератора.

Стърлинг модификация "Гама"

Конструкцията се състои от два цилиндъра. Първият е напълно студен, при който се движи силовото бутало, а вторият, горещ от едната страна и студен от другата, служи за преместване на буталото. Регенераторът за циркулация на студен газ може да бъде общ за двата цилиндъра или да бъде включен в конструкцията на изместващия изместител.

Предимства на двигателя на Стърлинг

Подобно на повечето двигатели с външно горене, Стърлинг е присъщ мулти-гориво: двигателят работи на температурна разлика, независимо от причините, довели до нея.

Интересен факт!Веднъж беше демонстрирана инсталация, работеща с двадесет опции за гориво. Без спиране на двигателя, бензинът се подава във външната горивна камера, дизелово гориво, метан, сурово маслои растително масло- захранващият агрегат продължи да работи стабилно.

Двигателят има простота на дизайнаи не изисква допълнителни системи и приставки (време, стартер, скоростна кутия).

Характеристиките на устройството гарантират дълъг експлоатационен живот: повече от сто хиляди часа непрекъсната работа.

Двигателят на Стърлинг е безшумен, тъй като не се получава детонация в цилиндрите и няма нужда да се отстраняват отработените газове. Модификацията "Beta", оборудвана с ромбичен манивела, е перфектно балансирана система, която няма вибрации по време на работа.

Няма процеси в цилиндрите на двигателя, които могат да имат отрицателно въздействиена околен свят. Когато избирате подходящ източник на топлина (напр. слънчева енергия) Стърлинг може да бъде абсолютно природосъобразензахранващ блок.

Недостатъци на дизайна на Стърлинг

С всички комплекти положителни свойстванезабавното масово използване на двигателите на Стърлинг е невъзможно поради следните причини:

Основният проблем се крие в разхода на материали на конструкцията. Охлаждането на работния флуид изисква наличието на радиатори с голям обем, което значително увеличава размера и разхода на метал на инсталацията.

Настоящото технологично ниво ще позволи на двигателя на Стърлинг да се сравнява по характеристики със съвременните бензинови двигатели само чрез използването на сложни типовеработен флуид (хелий или водород) под налягане от повече от сто атмосфери. Този факт повдига сериозни въпроси както в областта на материалознанието, така и в безопасността на потребителите.

Важен експлоатационен проблем е свързан с въпросите на топлопроводимостта и температурната устойчивост на металите. Топлината се подава към работния обем чрез топлообменници, което води до неизбежни загуби. Освен това топлообменникът трябва да бъде изработен от топлоустойчиви метали, устойчиви на високо налягане. Подходящи материалимного скъпо и трудно за обработка.

Принципите на промяна на режимите на двигателя на Стърлинг също са коренно различни от традиционните, което изисква разработването на специални устройства за управление. Така че, за да промените мощността, е необходимо да промените налягането в цилиндрите, фазовия ъгъл между изместващия и силовото бутало или да повлияете на капацитета на кухината с работния флуид.

Един от начините за контрол на скоростта на вала на модел двигател на Стърлинг може да се види в следното видео:

Ефективност

В теоретичните изчисления ефективността на двигателя на Стърлинг зависи от температурната разлика на работния флуид и може да достигне 70% или повече в съответствие с цикъла на Карно.

Въпреки това, първите образци, реализирани в метал, имат изключително ниска ефективност поради следните причини:

неефективни варианти на охлаждащата течност (работна течност), ограничаващи максималната температура на нагряване;
загуби на енергия поради триене на части и топлопроводимост на корпуса на двигателя;
липса на конструктивни материали, устойчиви на високо налягане.

Инженерните решения непрекъснато подобряват дизайна на силовия агрегат. И така, през втората половина на 20-ти век, четирицилиндров автомобил Двигателят на Стърлинг с ромбично задвижване показа ефективност, равна на 35% при тестовевърху водна охлаждаща течност с температура 55 ° C. Внимателното проучване на дизайна, използването на нови материали и фината настройка на работните единици гарантират ефективността на експерименталните проби от 39%.

Забележка! Модерен бензинови двигателис подобна мощност имат коефициент полезно действиена ниво 28-30%, а дизелови двигатели с турбокомпресор в рамките на 32-35%.

Съвременните примери на двигателя на Стърлинг, като този на американската компания Mechanical Technology Inc, показват ефективност до 43,5%. А с развитието на производството на топлоустойчива керамика и подобни иновативни материали ще бъде възможно значително да се повиши температурата на работната среда и да се постигне ефективност от 60%.

Примери за успешно внедряване на автомобилния Стърлингс

Въпреки всички трудности, има много работещи модели на двигателя на Стърлинг, приложими в автомобилната индустрия.

Интересът към Stirling, подходящ за монтаж в автомобил, се появява през 50-те години на XX век. Работата в тази посока беше извършена от такива концерни като Ford Motor Company, Volkswagen Group и други.

UNITED STIRLING (Швеция) разработи Stirling, който използва максимално серийни компоненти и възли, произведени от автомобилните производители ( колянов вал, свързващи пръти). Полученият четирицилиндров V-образен двигател имаше специфично тегло от 2,4 kg / kW, което е сравнимо с характеристиките на компактен дизелов двигател. Този агрегат беше успешно тестван като електроцентрала за седемтонен товарен микробус.

Един от успешните примери е четирицилиндровият двигател на Стърлинг от холандския производствен модел "Philips 4-125DA", предназначен за монтаж в лек автомобил. Моторът имаше работна мощност от 173 литра. С. в размери, подобни на класическия бензинов агрегат.

Инженерите на General Motors постигнаха значителни резултати чрез изграждането на осемцилиндров (4 работни и 4 компресионни цилиндъра) V-образен двигател на Стърлинг със стандартен колянов механизъм през 70-те години.

Подобна електроцентрала през 1972 г оборудван с ограничена серия автомобили Ford Torino, чийто разход на гориво е намалял с 25% спрямо класическата бензинова V-образна осмица.

В момента повече от петдесет чуждестранни компании работят за подобряване на дизайна на двигателя на Стърлинг, за да го адаптират към масово производство за нуждите на автомобилната индустрия. И ако успеете да премахнете недостатъците от този типдвигатели, като в същото време запазва предимствата си, именно Стърлинг, а не турбините и електродвигателите, ще заменят бензиновия двигател с вътрешно горене.

В който работният флуид (газообразен или течен) се движи в затворен обем, всъщност това е вид двигател с външно горене. Този механизъм се основава на принципа на периодично нагряване и охлаждане на работния флуид. Извличането на енергия се осъществява от възникващия обем на работния флуид. Двигателят на Стърлинг работи не само от енергията на изгаряне на гориво, но и от почти всякакъв източник.Този механизъм е патентован от шотландеца Робърт Стърлинг през 1816г.

Описаният механизъм, въпреки ниската ефективност, има редица предимства, на първо място, това е простота и непретенциозност. Благодарение на това много любители дизайнери се опитват да сглобят двигател на Стърлинг със собствените си ръце. Някои успяват, а други не.

В тази статия ще разгледаме Стърлинг със собствените си ръце от импровизирани материали. Ще ни трябват следните заготовки и инструменти: консервна кутия (можете да я използвате под цаца), ламарина, кламери, гума от пяна, ластик, торба, резачки за тел, клещи, ножици, поялник,

Сега нека започнем да сглобяваме. Тук подробни инструкциикак да направите двигател на Стърлинг със собствените си ръце. Първо трябва да измиете буркана, да го почистите шкуркаръбовете. Изрязваме кръг от ламарина, така че да лежи върху вътрешните ръбове на кутията. Определяме центъра (за това използваме шублер или владетел), правим дупка с ножица. След това вземаме медна тел и кламер, изправяме кламера, правим пръстен в края. Навиваме тел върху кламер - четири стегнати завоя. След това запояваме получената спирала с малко количество спойка. След това е необходимо внимателно да запоявате спиралата към отвора в капака, така че стъблото да е перпендикулярно на капака. кламерът трябва да се движи свободно.

След това е необходимо да се направи комуникационен отвор в капака. Правим изместител от гума от пяна. Диаметърът му трябва да е малко по-малък от диаметъра на кутията, но не трябва да има голяма празнина. Височината на изместителя е малко повече от половината от кутията. Изрязваме дупка в центъра на гумата от пяна за ръкава, последният може да бъде направен от гума или корк. Вкарваме пръчката в получения ръкав и залепваме всичко. Изместителят трябва да бъде поставен успоредно на капака, това важно условие. След това остава да затворите буркана и да запоявате краищата. Шевът трябва да бъде запечатан. Сега пристъпваме към производството на работния цилиндър. За да направите това, изрежете лента с дължина 60 мм и ширина 25 мм от калай, огънете ръба с 2 мм с клещи. Оформяме ръкав, след това запояваме ръба, след което е необходимо да запояваме ръкава към капака (над отвора).

Сега можете да започнете да правите мембраната. За да направите това, отрежете парче филм от опаковката, натиснете го малко с пръст вътре, натиснете краищата с еластична лента. След това трябва да проверите правилността на монтажа. Загряваме дъното на кутията на огън, издърпваме стъблото. В резултат на това мембраната трябва да се огъне навън и ако прътът се освободи, измествачът трябва да се спусне под собственото си тегло, съответно мембраната се връща на мястото си. В случай, че измествачът е направен неправилно или запояването на кутията не е здраво, пръчката няма да се върне на мястото си. След това правим коляновия вал и стелажите (разстоянието между коляните трябва да бъде 90 градуса). Височината на манивелата трябва да бъде 7 мм, а изместващите 5 мм. Дължината на свързващите пръти се определя от положението на коляновия вал. Краят на манивелата се вкарва в тапата. Така че разгледахме как да сглобим двигател на Стърлинг със собствените си ръце.

Такъв механизъм ще работи от обикновена свещ. Ако прикрепите магнити към маховика и вземете бобината на аквариумния компресор, тогава такова устройство може да замени обикновен електродвигател. Със собствените си ръце, както можете да видите, да направите такова устройство изобщо не е трудно. Щеше да има желание.

Двигателят на Стърлинг, някога известен, беше забравен за дълго време поради широкото използване на друг двигател (с вътрешно горене). Но днес все повече слушаме за него. Може би той има шанс да стане по-популярен и да намери своето място в новата модификация в съвременния свят?

История

Двигателят на Стърлинг е топлинен двигател, изобретен в началото на деветнадесети век. Авторът, както знаете, беше някакъв Стърлинг на име Робърт, свещеник от Шотландия. Устройството е двигател с външно горене, при който тялото се движи в затворен контейнер, като постоянно променя температурата си.

Поради разпространението на друг тип двигател, той беше почти забравен. Въпреки това, благодарение на своите предимства, днес двигателят на Стърлинг (много аматьори го изграждат у дома със собствените си ръце) се завръща отново.

Основната разлика от двигателя с вътрешно горене е, че топлинната енергия идва отвън, а не се генерира в самия двигател, както при двигател с вътрешно горене.

Принцип на действие

Можете да си представите затворен въздушен обем, затворен в корпус с мембрана, тоест бутало. Когато тялото се нагрява, въздухът се разширява и върши работа, като по този начин извива буталото. След това настъпва охлаждане и отново се огъва. Това е цикълът на механизма.

Не е чудно, че много термоакустични двигатели на Стърлинг, направени сами, се правят у дома. Инструментите и материалите за това изискват най-малкото, което всеки има в дома си. Помислете за две различни начиниколко лесно е да се създаде.

Работни материали

За да направите двигател на Стърлинг със собствените си ръце, ще ви трябват следните материали:

калай;
стоманена спица;
месингова тръба;
ножовка;
файл;
дървена стойка;
ножици за метал;
детайли за крепежни елементи;
поялник;
запояване;
спойка;
машина.

Това е всичко. Останалото е въпрос на проста техника.

Как да се направи

От калай се приготвят горивна кутия и два цилиндъра за основата, от които ще се състои ръчно изработеният двигател на Стърлинг. Размерите се избират независимо, като се вземат предвид целите, за които е предназначено това устройство. Да предположим, че двигателят е направен за демонстрационни цели. Тогава размахът на главния цилиндър ще бъде от двадесет до двадесет и пет сантиметра, не повече. Останалите части трябва да пасват с него.

В горната част на цилиндъра за преместване на буталото се правят две издатини и дупки с диаметър от четири до пет милиметра. Елементите ще действат като лагери за местоположението на манивелата.

След това се прави работното тяло на двигателя (ще стане обикновена вода). Калаени кръгове се запояват към цилиндъра, който се навива на тръба. В тях се правят дупки и се вкарват месингови тръби с дължина от двадесет и пет до тридесет и пет сантиметра и с диаметър от четири до пет милиметра. Накрая проверяват колко стегната е станала камерата, като я напълнят с вода.

Следва ред на изместителя. За производството се взема заготовка от дърво. На машината постигат, че тя приема формата на обикновен цилиндър. Измествачът трябва да е малко по-малък от диаметъра на цилиндъра. Оптималната височина се избира след като двигателят на Стърлинг е направен ръчно. Следователно на този етап дължината трябва да приеме някакъв марж.

Спицата е превърната в прът на цилиндъра. В центъра на дървения контейнер направете отвор, подходящ за стъблото, поставете го. В горната част на пръта е необходимо да се осигури място за устройството за свързване.

След това вземат медни тръби с дължина четири и половина сантиметра и диаметър два и половина сантиметра. Към цилиндъра е запоен кръг от калай. Отстрани на стените е направен отвор за комуникация на контейнера с цилиндъра.

Буталото също е настроено на стругпод диаметъра на големия цилиндър отвътре. В горната част пръчката е свързана шарнирно.

Сглобяването е завършено и механизмът е настроен. За да направите това, буталото се вкарва в цилиндъра по-голям размери свържете последния към друг по-малък цилиндър.

Колянов механизъм е изграден върху голям цилиндър. Фиксирайте част от двигателя с поялник. Основните части са фиксирани върху дървена основа.

Цилиндърът се пълни с вода и под дъното се поставя свещ. Двигателят на Стърлинг, изработен ръчно от началото до края, се проверява за производителност.

Втори начин: материали

Двигателят може да се направи и по друг начин. За това ще ви трябват следните материали:

калай;
гума от пяна;
кламери;
дискове;
два болта.

Как да се направи

Гумата от пяна много често се използва за направата на прост, не мощен двигател на Стърлинг у дома със собствените си ръце. От него се приготвя изместител за двигателя. Изрежете кръга от пяна. Диаметърът трябва да е малко по-малък от този на консервната кутия, а височината да е малко повече от половината.

В центъра на капака се прави дупка за бъдещия свързващ прът. За да върви гладко, кламерът се навива на спирала и се запоява към капака.

Кръгът от пяна в средата се пробива с тънка тел с винт и се фиксира отгоре с шайба. След това свържете парче кламер чрез запояване.

Изместителят се избутва в отвора на капака и бурканът се свързва към капака чрез запояване за запечатване. На кламера се прави малка бримка, а в капака се прави друг, по-голям отвор.

Листът от калай се навива в цилиндър и се запоява и след това се прикрепя към кутията, така че изобщо да няма празнини.

Щипката се превръща в колянов вал. Разстоянието трябва да бъде точно деветдесет градуса. Коляното над цилиндъра е направено малко по-голямо от другото.

Останалите кламери се превръщат в стелажи за вала. Мембраната е направена по следния начин: цилиндърът се увива в полиетиленово фолио, пресова се и се закрепва с резба.

Съединителният прът е направен от кламер, който се вкарва в парче гума, а готовата част е прикрепена към мембраната. Дължината на свързващия прът е направена така, че в долната точка на вала мембраната се изтегля в цилиндъра, а в най-високата точка се удължава. Втората част на свързващия прът е направена по същия начин.

След това единият се залепва към мембраната, а другият към изместващия.

Краката на консервите могат да бъдат направени и от кламери и запоени. За манивелата се използва CD.

Тук е целият механизъм. Остава само да замените и запалите свещ под него и след това да натиснете през маховика.

Заключение

Такава двигател с ниска температураСтърлинг (построен със собствените си ръце). Разбира се, в индустриален мащаб такива устройства се произвеждат по съвсем различен начин. Принципът обаче остава същият: обемът на въздуха се нагрява и след това се охлажда. И това непрекъснато се повтаря.

И накрая, вижте тези чертежи на двигателя на Стърлинг (можете да го направите сами без специални умения). Може би вече сте запалени с идеята и искате да направите нещо подобно?