Variklio sterlingų schema namuose. Kaip patiems pasidaryti Stirlingo variklį. Šiuolaikinės maišymo konfigūracijos

Stirlingo variklis yra tam tikras variklis, kuris pradeda veikti naudojant šiluminę energiją. Šiuo atveju energijos šaltinis yra visiškai nesvarbus. Svarbiausia, kad pasikeistų temperatūros režimas, tokiu atveju toks variklis veiks. Dabar mes analizuosime, kaip galite sukurti tokio žemos temperatūros variklio modelį iš „Coca-Cola“ skardinės.

Medžiagos ir armatūra

Dabar mes išanalizuosime, ko turime imtis, kad sukurtume variklį namuose. Ką reikia paimti maišymui:

Balionas.
Trys skardinės kolos.
Specialūs gnybtai, penkios dalys (5A).
Speneliai dviračio stipinų tvirtinimui (du dalykai).
Vata.
Trisdešimties cm ilgio ir 1 mm skerspjūvio plieninės vielos gabalas.
Didelės plieninės arba varinės vielos gabalas, kurio skersmuo nuo 1,6 iki 2 mm.
Dvidešimties mm skersmens medinis smeigtukas (vieno cm ilgio).
Butelio dangtelis (plastikinis).
Laidai (trisdešimt cm).
Specialūs klijai.
Vulkanizuota guma (apie 2 centimetrus).
Valas (ilgis trisdešimt cm).
Keli svareliai balansavimui (pavyzdžiui, nikelis).
CD (trijų dalių).
Specialūs mygtukai.
Skardinė krosnelei sukurti.
Karščiui atsparus silikonas ir skardinė skirta vandens aušinimui.

Kūrimo proceso aprašymas

1 etapas. Stiklainių paruošimas.

Pirmiausia turėtumėte paimti 2 skardines ir nupjauti jų viršų. Jei viršūnės nupjaunamos žirklėmis, susidariusias įpjovas teks nušlifuoti dilde.

2 etapas. Diafragmos gamyba.

Kaip diafragmą galite paimti balionas, kuris turėtų būti sutvirtintas vulkanizuota guma. Kamuolys turi būti supjaustytas ir ištrauktas ant stiklainio. Tada ant centrinės diafragmos dalies priklijuokite specialios gumos gabalėlį. Po to, kai klijai sukietėja, diafragmos centre pradursime skylę laido montavimui. Lengviausia tai padaryti specialiu mygtuku, kurį galima palikti angoje iki surinkimo.

3 etapas. Dangtelio pjovimas ir skylių sukūrimas.

Dangtelio sienelėse turi būti padarytos dvi dviejų mm skylės, jos reikalingos svirčių sukimosi ašiai sumontuoti. Dangtelio apačioje reikia padaryti dar vieną skylutę, per ją eis viela, kuri bus prijungta prie išstumtuvo.

Paskutiniame etape dangtis turi būti nupjautas. Tai daroma taip, kad išstūmimo laidas neužsikabintų ant dangtelio kraštų. Tokiam darbui galite pasiimti buitines žirkles.

4 etapas. Gręžimas.

Indelyje reikia išgręžti dvi skylutes guoliams. Mūsų atveju tai buvo padaryta su 3,5 mm grąžtu.

5 etapas. Apžiūros lango sudarymas.

Variklio korpuse turi būti išpjautas specialus langas. Dabar bus galima stebėti, kaip veikia visi įrenginio mazgai.

6 etapas. Terminalo modifikavimas.

Būtina paimti gnybtus ir nuimti nuo jų plastikinę izoliaciją. Tada paimame grąžtą ir padarome skylutes gnybtų kraštuose. Iš viso reikia išgręžti tris gnybtus. Palikite du gnybtus neišgręžtus.

7 etapas. Sverto sukūrimas.

Kaip medžiaga svirčių gamybai imama varinė viela, kurios skersmuo yra tik 1,88 mm. Kaip tiksliai sulenkti mezgimo adatas, verta ieškoti internete. Galima imti plieninę vielą, tik su varine viela, patogiau dirbti.

8 etapas. Guolių gamyba.

Norint pagaminti guolius, jums reikės dviejų dviračio spenelių. Būtina patikrinti skylės skersmenį. Autorius juos išgręžė 2 mm grąžtu.

9 etapas. Svirčių ir guolių montavimas.

Svirtis galima pastatyti tiesiai per žiūrėjimo langą. Vienas laido galas turi būti ilgas, smagratis gulės ant jo. Guoliai turi būti tvirtai pritvirtinti tinkamas vietas. Jei yra atstumas, juos galima klijuoti.

10 etapas. Išstūmiklio gamyba.

Išstumtuvas pagamintas iš plieno vatos poliravimui. Stūmiklio gamybai imama plieninė viela, ant jos sukuriamas kabliukas, o tada aplink vielą apvyniojamas tam tikras kiekis vatos. Stūmoklis turi būti tokio pat dydžio, kad jis sklandžiai judėtų banke. Visas išstūmimo aukštis neturi viršyti penkių centimetrų.

Pabaigoje vienoje medvilnės pusėje reikia padaryti vielos spiralę, kad ji neišlįstų iš vilnos, o antroje pusėje iš vielos darome kilpą. Tada prie šios kilpos pririšame meškerės valą, kuri vėliau bus pritraukta per centrinę diafragmos dalį. Talpyklos viduryje turi būti vulkanizuota guma.

11 veiksmas. Slėgio bako gamyba

Stiklainio dugną reikia tam tikru būdu nupjauti, kad nuo jo pagrindo liktų apie 2,5 cm. Išstūmiklis kartu su diafragma turi būti perkeltas į rezervuarą. Po to visas šis mechanizmas perkeliamas į skardinės galą. Diafragmą reikia šiek tiek priveržti. kad nesusmuktų.

Tada reikia paimti terminalą, kuris nebuvo išgręžtas, ir per jį pravesti meškerę. Mazgas turi būti priklijuotas taip, kad jis nejudėtų. Viela turi būti sutepta aukštos kokybės alyva ir tuo pačiu įsitikinti, kad išstūmiklis gali lengvai ištempti už jos esančią valą.

12 etapas. Stūmimo strypų gamyba.

Šios specialios jungtys jungia diafragmą ir svirtis. Jis pagamintas iš penkiolikos cm ilgio varinės vielos gabalo.

13 etapas. Smagračio sukūrimas ir montavimas

Smagračio gamybai imame tris senus kompaktinius diskus. Paimkite medinį strypą kaip centrą. Sumontavę smagratį sulenkite alkūninio veleno strypą, taip smagratis nebeslūgs.

Paskutiniame etape visas mechanizmas surenkamas visiškai.

Paskutinis žingsnis – ugniakuro sukūrimas

Taigi mes pasiekėme paskutinį variklio kūrimo žingsnį.

Ilgą laiką stebėjau šio šaltinio meistrus, o kai pasirodė straipsnis, norėjau jį pasidaryti pats. Tačiau, kaip visada, nebuvo laiko ir mintį atidėjau.
Bet tada pagaliau išlaikiau diplomą, baigiau karinį skyrių ir atsirado laikas.
Man atrodo, kad padaryti tokį variklį yra daug lengviau nei „flash drive“ :)

Visų pirma, noriu atgailauti šios svetainės guru, kad 20 metų žmogus daro tokias nesąmones, bet aš tiesiog norėjau tai padaryti ir nėra kuo paaiškinti šio troškimo, tikiuosi, kad kitas mano žingsnis vis tiek bus USB atmintinė.
Taigi mums reikia:
1 noras.
2 Trys skardinės.
3 Varinė viela (radau 2 mm atkarpą).
4 Popierius (laikraštis ar biuras nesvarbu).
5 Kanceliariniai klijai (PVA).
6 Super klijai (CYJANOPAN arba bet kurie kiti tos pačios rūšies klijai).
7 Guminė pirštinė arba balionas.
8 Laidų gnybtai 3 vnt.
9 Vyno kamštis 1 vnt.
10 Žvejybos valas.
11 Priemonių pagal skonį.

1- pirmasis bankas; 2- sekundė; 3- trečdalis; 3-trečio stiklainio dangtelis; 4 - membrana; 5 - išstumtuvas; 6 - laidų gnybtas; 7- alkūninis velenas; 8- skardos detalė :) 9- švaistiklis; 10 - kamštiena; 11- diskas; 12- žvejybos valas.
Pradėkime nuo visų trijų dviejų skardinių skardinių dangtelių. Dariau su naminiu dremeliu, iš pradžių norėjau yluku išdurti skylutes apskritime ir žirklėmis kirpti, bet prisiminiau stebuklingą įrenginį.
Tiesą pasakius, nelabai gražiai gavosi ir vienos skardinės sienelėje netyčia išfrezavau skylutę, tad ji jau netiko veikiančiam indui (bet turėjau dar du ir dariau atidžiau) .

Toliau mums reikia stiklainio, kuris tarnaus kaip forma išstūmėjas(5).
Kadangi pirmadienį turgus neveikė, o visos šalia esančios autoparduotuvės nedirbo, bet norėjau pasidaryti variklį, leidau sau pakeisti originalų dizainą ir pasidaryti išstumtuvą iš popieriaus, o ne iš plieno vatos.
Tam susiradau indelį žuvies maisto, kuris man labiausiai tinka pagal dydį. Dydį pasirinkau pagal tai, kad sodos skardinės skersmuo buvo 53 mm, todėl ieškojau 48-51 mm, kad vyniojant popierių aplink formą gaučiau apie 1-2 mm atstumą tarp skardinės sienelės. skardinę ir išstūmiklį (5), kad pro jį galėtų praeiti. (Stiklainį iš anksto suklijavau juostele, kad nepriliptų klijai).

Tada aš pažymėjau A4 lapo juostelę 70 mm, o likusią dalį supjaustau 50 mm juostelėmis (kaip straipsnyje). Tiesą pasakius, nepamenu kiek tokių juostelių suvyniojau, na, tegul būna 4-5 (juostelės 50mm x 290mm, sluoksnių skaičių dariau iš akies, kad sustingus klijams išstūmėjas nebūtų minkštas ). Kiekvienas sluoksnis buvo suteptas PVA klijais.

Tada iš 6 sluoksnių popieriaus dariau dislocerio dangtelius (aš taip pat viską suklijavau ir apvaliu tušinuku prispaudžiau, kad išspaustų likusius klijus ir oro burbuliukus) kai suklijavau visus sluoksnius ant viršaus užspaudžiau knygelėmis taip. kad jie nesilenktų.

Taip pat žirklėmis nupjoviau skardinės (2) dugną, kuri buvo nepažeista, maždaug 10 mm atstumu, nes išstūmiklis nepraėjo per viršutinę angą. Tai bus mūsų darbingumas.
Taip ir atsitiko pabaigoje (aš iš karto nenutraukiau stiklainio dangtelio (3), bet vis tiek reikia padaryti, kad ten uždėtų žvakę).

Be to, maždaug 60 mm atstumu nuo dugno nupjoviau ir tą stiklainį (3), kurį dar turėjau su dangteliu. Šis dugnas mums pasitarnaus krosnis.

Tada jis nupjovė antrojo stiklainio (1) dugną su nupjautu dangteliu, taip pat 10 mm atstumu (nuo apačios). Ir viską sudėti.

Be to, man atrodė, kad jei prie darbinio cilindro (2) membranos (4), o ne dangtelio, priklijuojamas mažesnis daiktas, tada dizainas pagerės ir aš iškirpsiu tokį pavyzdį iš popieriaus. Prie pagrindo yra kvadratas 15x15 mm ir "ausys" po 10 mm. Ir iš pavyzdžio iškirpau detalę (8).

Tada gnybtuose (6) išgręžiau skyles, kurių skersmuo 2,1 arba 2,5 mm (nesvarbu), po to paėmiau vielą (kurios skerspjūvis 2 mm), išmatuotą 150 mm, tai bus mūsų “. alkūninis velenas"(7). Ir išlenkė tokiais matmenimis: išstumiamos alkūnės aukštis (5) -20mm membraninės alkūnės aukštis (4) -5mm. Tarp jų turi būti 90 laipsnių (nesvarbu kuria kryptimi). Prieš tai sudėjus gnybtus į savo vietas.Taip pat padariau poveržles ir jas pritvirtinau klijais, kad gnybtai nekabotų aplink alkūninį veleną.
Pavyko ne iš karto ir tiksliai pagal dydį, bet perdariau dar kartą (labiau dėl savo ramybės).

Tada vėl paėmiau vielą (2mm) ir nupjoviau gabalėlį, apie 200mm, tai bus membranos (4) švaistiklis (9), perleidau dalį (8) ir sulenkiau (bus parodyta) .
Paėmiau indelį (1) (tą su trupučiu skylučių) ir padariau jame skylutes "alkūniniam velenui" (7) 30 mm atstumu nuo viršaus (bet tai nesvarbu). Ir žirklėmis perpjaukite pro žiūrėjimo langą.

Tada, kai stumdomasis cilindras (5) išdžiūvo ir visiškai suklijuotas, pradėjau prie jo klijuoti dangtelius. Kai klijavau dangtelius, per jį pervėriau maždaug pusės milimetro atkarpą vielą, kad būtų galima pritvirtinti meškerę (12).

Toliau iš medinės rankenos išraižau ašį (10), kad būtų galima sujungti diskus (11) su alkūniniu velenu, bet rekomenduoju naudoti vyno kamštį.
O dabar sunkiausia dalis (kaip man) iš medicininių pirštinių iškirpau membraną (4) ir prie jos centre priklijavau tą pačią detalę (8). Uždėjau membraną ant darbinio cilindro (2) ir surišau siūlu, o kai pradėjau karpyti perteklines dalis, membrana pradėjo lįsti iš po sriegio (nors membranos netraukiau) ir kai ji buvo visiškai nupjauta, pradėjau traukti ir membrana visiškai nuskrido.
Paėmiau super klijus ir priklijavau skardinės galą, o po to klijavau jau naujai paruoštą membraną, dėdamas griežtai į centrą, laikiau ir laukiau kol klijai sukietės. Tada vėl prispaudė, bet šį kartą elastine juostele, nupjovė kraštus, nuėmė elastinę juostelę ir vėl priklijavo (išorėje).
Štai kas atsitiko tuo metu

Toliau adata praduriau skylutę membranoje (4) ir detalėje (8) ir įsmeigiau į juos meškerę (12) (kas irgi nebuvo lengva).
Na, kai viską sudėjau, atsitiko štai kas:

Iš karto pripažįstu, kad iš pradžių variklis neveikė, juo labiau, man atrodė, kad jis visai neveiks, nes teko jį (degančia žvake) sukti rankiniu būdu ir su gana daug (kaip ir savaime besisukantis variklis) pastangos. Buvau visiškai suglebęs ir jau pradėjau save barti, kad iš popieriaus padariau išstumtuvą, kad paėmiau ne tas skardines, kad suklydau švaistiklio ilgyje (9) ar išstūmimo linija (5). Tačiau po valandos kankinimo ir nusivylimo mano žvakė visiškai perdegė (toji, esanti aliuminio korpusas) o likusius pasiėmiau nuo Naujųjų metų (tą, kuris nuotraukoje žalias), sudegė DAUG stipriau ir štai, pavyko užvesti.
IŠVADOS
1 Nesvarbu, iš ko pagamintas išstumtuvas, nes vienoje iš svetainių skaičiau „jis turi būti lengvas ir nelaidus šilumai“.
2 Švaistiklio (9) ilgio ir stūmiklio (5) linijos (12) ilgio keitimas nesvarbu, kaip skaičiau vienoje iš svetainių „svarbiausia, kad poslinkis neatsitrenktų į darbo kameros viršuje arba apačioje darbo metu“, todėl nustatau maždaug per vidurį . O membrana ramioje (šaltoje) būsenoje turi būti lygi, o ne ištempta žemyn ar aukštyn.
Vaizdo įrašas
Vaizdo įrašas, kaip veikia variklis. Dėjau 4 diskus, jie naudojami kaip smagratis. Užvesdamas stengiuosi pakelti išstumtuvą į viršutinę padėtį, nes vis dar bijau, kad neperkaistų. Jis turėtų suktis taip: pirma, išstūmiklis pakyla, o tada membrana pakyla už jo, išstumtuvas nusileidžia, o membrana atsilieka už jos.

PS: gal jei subalansuosite, suksis greičiau, bet aš turiu paskubomis Nespėjau subalansuoti :)

Video aušinamas vandeniu. Darbe jis nelabai padeda, o sukimosi, kaip matote, tikrai nepagreitina, tačiau su tokiu aušinimu varikliu galima grožėtis ilgiau, nebijant perkaisti.

Ir čia yra apytikslis mano prototipo brėžinys (didelis dydis):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
Kam prireiks originalo (KOMPAS V 12) Galiu atsiųsti į paštą.

Galbūt jūs manęs paklausite, kam to vis dėlto reikia, ir aš atsakysiu. Kaip ir viskas mūsų steampunke, daugiausia sielai.
Prašau, nebūkite per griežti, tai mano pirmasis įrašas.

Šiuolaikinė automobilių pramonė pasiekė tokį išsivystymo lygį, kuriame be esminių moksliniai tyrimai beveik neįmanoma pasiekti dramatiškų tradicinių vidaus degimo variklių konstrukcijos patobulinimų. Ši situacija verčia dizainerius atkreipti dėmesį alternatyvūs elektrinių projektai. Kai kurie inžineriniai centrai daug dėmesio skyrė hibridinių ir elektrinių modelių kūrimui ir pritaikymui serijinei gamybai, o kiti automobilių gamintojai investuoja į variklių, varomų iš atsinaujinančių šaltinių (pavyzdžiui, biodyzelino su rapsų aliejumi), kūrimą. Yra ir kitų jėgos agregatų projektų, kurie ateityje gali tapti nauju standartiniu varikliu Transporto priemonė.

Tarp galimų ateities automobilių mechaninės energijos šaltinių yra išorinio degimo variklis, kurį XIX amžiaus viduryje išrado škotas Robertas Stirlingas kaip šiluminio plėtimosi mašiną.

Darbo schema

Stirlingo variklis šiluminę energiją, tiekiamą iš išorės, paverčia naudingu mechaniniu darbu dėl darbinio skysčio temperatūros pokyčiai(dujų ar skysčio), cirkuliuojančių uždarame tūryje.

IN bendras vaizdasįrenginio veikimo schema yra tokia: apatinėje variklio dalyje darbinė medžiaga (pavyzdžiui, oras) įkaista ir, didėjant tūriui, stumia stūmoklį aukštyn. Karštas oras patenka į variklio viršų, kur jį vėsina radiatorius. Darbinio skysčio slėgis sumažinamas, stūmoklis nuleidžiamas kitam ciklui. Tokiu atveju sistema yra sandari ir darbinė medžiaga nesunaudojama, o tik juda cilindro viduje.

Yra keletas galios blokų projektavimo variantų, naudojant Stirlingo principą.

Stirlingo modifikacija „Alfa“

Variklis susideda iš dviejų atskirų galios stūmoklių (karšto ir šalto), kurių kiekvienas yra savo cilindre. Šiluma į cilindrą tiekiama karštu stūmokliu, o šaltas cilindras yra aušinimo šilumokaityje.

Stirlingo modifikacija „Beta“

Cilindras, kuriame yra stūmoklis, šildomas iš vienos pusės, o aušinamas priešingoje pusėje. Cilindre juda galios stūmoklis ir stūmoklis, skirti keisti darbinių dujų tūrį. Atvėsintos darbinės medžiagos grįžtamąjį judėjimą į karštą variklio ertmę atlieka regeneratorius.

Stirlingo modifikacija „Gamma“

Konstrukcija susideda iš dviejų cilindrų. Pirmasis yra visiškai šaltas, kuriame juda galios stūmoklis, o antrasis, karštas iš vienos pusės ir šaltas iš kitos, skirtas perkelti išstūmiklį. Šaltų dujų cirkuliavimo regeneratorius gali būti bendras abiejuose balionuose arba gali būti įtrauktas į išstūmiklio konstrukciją.

Stirlingo variklio privalumai

Kaip ir dauguma išorinio degimo variklių, Stirlingas yra būdingas kelių degalų: variklis dirba esant temperatūrų skirtumui, nepaisant jį sukėlusių priežasčių.

Įdomus faktas! Kartą buvo pademonstruotas įrenginys, kuris veikė dvidešimt kuro variantų. Nestabdant variklio, benzinas buvo tiekiamas į išorinę degimo kamerą, dyzelinis kuras, metanas, žaliavinis aliejus Ir daržovių aliejus- jėgos agregatas toliau veikė stabiliai.

Variklis turi dizaino paprastumas ir nereikalauja papildomų sistemų ir priedų (laikraščio, starterio, pavarų dėžės).

Prietaiso savybės garantuoja ilgą tarnavimo laiką: daugiau nei šimtas tūkstančių valandų nepertraukiamo veikimo.

Stirlingo variklis yra tylus, nes cilindruose nevyksta detonacija ir nereikia šalinti išmetamųjų dujų. Modifikacija „Beta“, aprūpinta rombiniu alkūniniu mechanizmu, yra puikiai subalansuota sistema, kuri veikimo metu neturi vibracijos.

Variklio cilindruose nėra procesų, kurie gali turėti Neigiama įtaka ant aplinką. Renkantis tinkamą šilumos šaltinį (pvz. saulės energija) Stirlingas gali būti visiškai draugiškas aplinkai energijos vienetas.

Stirlingo dizaino trūkumai

Su visa komplektacija teigiamų savybių Iš karto masiškai naudoti Stirlingo variklių neįmanoma dėl šių priežasčių:

Pagrindinė problema yra konstrukcijos medžiagų suvartojimas. Darbinio skysčio aušinimas reikalauja didelio tūrio radiatorių, o tai žymiai padidina įrenginio dydį ir metalo suvartojimą.

Dabartinis technologinis lygis leis Stirlingo varikliui palyginti savo našumą su šiuolaikiniais benzininiais varikliais tik naudojant sudėtingi tipai darbinis skystis (helis arba vandenilis), kurio slėgis didesnis nei šimtas atmosferų. Šis faktas kelia rimtų klausimų tiek medžiagų mokslo, tiek naudotojų saugos srityje.

Svarbi eksploatavimo problema yra susijusi su metalų šilumos laidumo ir atsparumo temperatūrai klausimais. Šiluma į darbinį tūrį tiekiama per šilumokaičius, todėl neišvengiami nuostoliai. Be to, šilumokaitis turi būti pagamintas iš karščiui atsparių metalų, atsparių aukštas spaudimas. Tinkamos medžiagos labai brangus ir sunkiai apdorojamas.

Stirlingo variklio režimų keitimo principai taip pat iš esmės skiriasi nuo tradicinių, todėl reikia sukurti specialius valdymo įrenginius. Taigi, norint pakeisti galią, reikia pakeisti slėgį cilindruose, fazės kampą tarp stūmoklio ir galios stūmoklio arba paveikti ertmės talpą darbiniu skysčiu.

Vienas iš būdų valdyti veleno greitį Stirlingo variklio modelyje matomas šiame vaizdo įraše:

Efektyvumas

Teoriniais skaičiavimais Stirlingo variklio efektyvumas priklauso nuo darbinio skysčio temperatūrų skirtumo ir pagal Carnot ciklą gali siekti 70% ar daugiau.

Tačiau pirmieji metale realizuoti pavyzdžiai buvo itin žemo efektyvumo dėl šių priežasčių:

neefektyvūs aušinimo skysčio (darbinio skysčio) variantai, ribojantys maksimalią šildymo temperatūrą;
energijos nuostoliai dėl dalių trinties ir variklio korpuso šilumos laidumo;
konstrukcinių medžiagų, atsparių aukštam slėgiui, trūkumas.

Inžineriniai sprendimai nuolat tobulino jėgos agregato konstrukciją. Taigi XX amžiaus antroje pusėje keturių cilindrų automobilis Stirlingo variklis su rombine pavara bandymų metu parodė 35% efektyvumą ant vandens aušinimo skysčio, kurio temperatūra 55 ° C. Kruopštus projekto tyrimas, naujų medžiagų naudojimas ir darbo mazgų patikslinimas užtikrino eksperimentinių mėginių efektyvumą 39%.

Pastaba! Modernus benzininiai varikliai panašios galios turi koeficientą naudingas veiksmas 28-30% lygiu, o dyzeliniai varikliai su turbokompresoriumi - 32-35%.

Šiuolaikiniai Stirlingo variklio pavyzdžiai, pavyzdžiui, sukonstruotas amerikiečių kompanijos „Mechanical Technology Inc“, rodo efektyvumą iki 43,5%. O plėtojant karščiui atsparios keramikos ir panašių inovatyvių medžiagų gamybą, bus galima ženkliai padidinti darbo aplinkos temperatūrą ir pasiekti 60 proc.

Sėkmingo automobilinių Stirlingų diegimo pavyzdžiai

Nepaisant visų sunkumų, yra daug veikiančių Stirlingo variklio modelių, taikomų automobilių pramonei.

Susidomėjimas Stirlingu, tinkamu montuoti automobilyje, atsirado XX amžiaus 50-aisiais. Darbus šia kryptimi atliko tokie koncernai kaip „Ford Motor Company“, „Volkswagen Group“ ir kiti.

UNITED STIRLING (Švedija) sukūrė Stirling, kuris maksimaliai išnaudojo automobilių gamintojų serijinius komponentus ir mazgus ( alkūninis velenas, švaistikliai). Gauto keturių cilindrų V formos variklio savitasis svoris buvo 2,4 kg / kW, o tai panašu į kompaktiško dyzelinio variklio charakteristikas. Šis agregatas buvo sėkmingai išbandytas kaip septynių tonų krovininio furgono jėgainė.

Vienas iš sėkmingų pavyzdžių – olandų gamybos modelio „Philips 4-125DA“ keturių cilindrų Stirlingo variklis, skirtas montuoti į lengvąjį automobilį. Variklio darbinė galia buvo 173 litrai. iš. matmenys panašūs į klasikinį benzininį agregatą.

„General Motors“ inžinieriai pasiekė reikšmingų rezultatų, 70-aisiais sukūrę aštuonių cilindrų (4 darbiniai ir 4 suspaudimo cilindrai) V formos Stirlingo variklį su standartiniu alkūninio mechanizmo mechanizmu.

Panašią elektrinę 1972 m aprūpinta ribota Ford Torino automobilių serija, kurio degalų sąnaudos sumažėjo 25%, palyginti su klasikiniu benzininiu V formos aštuonetu.

Šiuo metu daugiau nei penkiasdešimt užsienio kompanijų tobulina Stirlingo variklio konstrukciją, kad pritaikytų jį masinei gamybai automobilių pramonės poreikiams. O jei pavyks pašalinti trūkumus šio tipo variklius, tuo pačiu išlaikant savo pranašumus, benzininį vidaus degimo variklį pakeis Stirlingo, o ne turbinos ir elektros varikliai.

Kuriame darbinis skystis (dujinis arba skystis) juda uždaru tūriu, iš tikrųjų tai yra savotiškas išorinio degimo variklis. Šis mechanizmas pagrįstas periodinio darbinio skysčio šildymo ir aušinimo principu. Energija išgaunama iš atsirandančio darbinio skysčio tūrio. Stirlingo variklis veikia ne tik iš degančio kuro energijos, bet ir beveik bet kokio šaltinio.Šį mechanizmą 1816 metais užpatentavo škotas Robertas Stirlingas.

Aprašytas mechanizmas, nepaisant mažo efektyvumo, turi nemažai privalumų, visų pirma, tai yra paprastumas ir nepretenzingumas. Dėl šios priežasties daugelis dizainerių mėgėjų bando savo rankomis surinkti Stirlingo variklį. Vieniems pavyksta, o kitiems – ne.

Šiame straipsnyje mes apsvarstysime Stirlingą savo rankomis iš improvizuotų medžiagų. Reikės šių ruošinių ir įrankių: skardinės (galite naudoti iš po šprotų), skardos, sąvaržėlių, putų gumos, tamprės, maišelio, vielos pjaustytuvų, replių, žirklių, lituoklio,

Dabar pradėkime surinkti. čia išsamias instrukcijas kaip savo rankomis pasidaryti Stirlingo variklį. Pirmiausia reikia išplauti stiklainį, išvalyti švitrinis popierius kraštai. Iš lakštinio metalo išpjauname apskritimą, kad jis gulėtų ant vidinių skardinės kraštų. Mes nustatome centrą (tam naudojame suportą arba liniuotę), žirklėmis padarome skylę. Toliau paimame varinę vielą ir sąvaržėlę, ištiesiname sąvaržėlę, gale padarome žiedą. Susukame vielą ant sąvaržėlės - keturi tvirti posūkiai. Toliau gautą spiralę sulituojame nedideliu kiekiu litavimo. Tada reikia atsargiai prilituoti spiralę prie dangtelio skylutės, kad kotas būtų statmenas dangčiui. Sąvaržėlė turi judėti laisvai.

Po to dangtelyje būtina padaryti susisiekimo angą. Iš porolono gaminame išstumtuvą. Jo skersmuo turi būti šiek tiek mažesnis nei skardinės skersmuo, tačiau neturėtų būti didelio tarpo. Stūmoklio aukštis yra šiek tiek daugiau nei pusė skardinės. Putplasčio centre išpjauname skylutę rankovei, pastaroji gali būti iš gumos arba kamštienos. Į gautą rankovę įkišame strypą ir viską suklijuojame. Išstūmiklis turi būti dedamas lygiagrečiai dangčiui, tai svarbi sąlyga. Toliau belieka uždaryti stiklainį ir lituoti kraštus. Siūlė turi būti sandari. Dabar pereiname prie darbinio cilindro gamybos. Norėdami tai padaryti, iš skardos išpjaukite 60 mm ilgio ir 25 mm pločio juostelę, su replėmis sulenkite kraštą 2 mm. Suformuojame movą, po to prilituojame kraštą, tada reikia prilituoti įvorę prie dangtelio (virš skylės).

Dabar galite pradėti gaminti membraną. Norėdami tai padaryti, nupjaukite nuo pakuotės plėvelės gabalėlį, šiek tiek pastumkite pirštu į vidų, kraštus užspauskite elastine juostele. Tada turite patikrinti surinkimo teisingumą. Skardinės dugną pašildome ant ugnies, patraukiame kotelį. Dėl to membrana turėtų pasilenkti į išorę, o atleidus strypą poslinkis turėtų nusileisti atitinkamai nuo savo svorio, membrana grįžta į savo vietą. Tuo atveju, jei išstūmiklis pagamintas neteisingai arba skardinės litavimas nėra sandarus, strypas negrįš į savo vietą. Po to gaminame alkūninį veleną ir stelažus (atstumas tarp alkūnių turi būti 90 laipsnių). Alkūnių aukštis turi būti 7 mm, o poslinkių - 5 mm. Švaistymo strypų ilgis nustatomas pagal alkūninio veleno padėtį. Alkūninio veleno galas įkišamas į kamštį. Taigi mes pažiūrėjome, kaip savo rankomis surinkti Stirlingo variklį.

Toks mechanizmas veiks nuo paprastos žvakės. Jei prie smagračio pritvirtinsite magnetus ir paimsite akvariumo kompresoriaus ritę, toks prietaisas gali pakeisti paprastą elektros variklį. Savo rankomis, kaip matote, pagaminti tokį įrenginį visai nėra sunku. Atsirastų noras.

Kadaise garsėjęs Stirlingo variklis buvo ilgam pamirštas dėl plačiai paplitusio kito variklio (vidaus degimo) naudojimo. Tačiau šiandien apie jį girdime vis daugiau. Galbūt jis turi galimybę išpopuliarėti ir rasti savo vietą naujoje modifikacijoje šiuolaikiniame pasaulyje?

Istorija

Stirlingo variklis yra šilumos variklis, kuris buvo išrastas XIX amžiaus pradžioje. Autorius, kaip žinote, buvo kažkoks Stirlingas, vardu Robertas, kunigas iš Škotijos. Įrenginys yra išorinio degimo variklis, kuriame korpusas juda uždarame inde, nuolat keisdamas savo temperatūrą.

Dėl kito tipo variklių paplitimo jis buvo beveik pamirštas. Nepaisant to, dėl savo pranašumų šiandien Stirlingo variklis (daugelis mėgėjų jį kuria namuose savo rankomis) vėl grįžta.

Pagrindinis skirtumas nuo vidaus degimo variklio yra tas, kad šilumos energija gaunama iš išorės, o ne pačiame variklyje, kaip vidaus degimo variklyje.

Veikimo principas

Galite įsivaizduoti uždarą oro tūrį, uždarytą korpuse su membrana, tai yra, stūmokliu. Kai kūnas šildomas, oras plečiasi ir veikia, taip išlenkdamas stūmoklį. Tada įvyksta aušinimas ir jis vėl susilenkia. Tai yra mechanizmo ciklas.

Nenuostabu, kad daugelis „pasidaryk pats“ termoakustinių Stirlingo variklių gaminami namuose. Tam reikalingos priemonės ir medžiagos reikalauja minimumo, ką kiekvienas turi savo namuose. Apsvarstykite du Skirtingi keliai kaip lengva tai sukurti.

Darbo medžiagos

Norėdami savo rankomis pasigaminti Stirlingo variklį, jums reikės šių medžiagų:

skarda;
plieniniai stipinai;
žalvarinis vamzdis;
metalo pjūklas;
failas;
medinis stovas;
metalinės žirklės;
tvirtinimo detalės;
lituoklis;
litavimas;
lydmetalis;
mašina.

Tai viskas. Likusi dalis yra paprastos technikos reikalas.

Kaip daryti

Iš skardos paruošta krosnelė ir du cilindrai pagrindui, iš kurio sudarys rankomis pagamintas Stirlingo variklis. Matmenys parenkami atskirai, atsižvelgiant į tikslus, kuriems šis prietaisas yra skirtas. Tarkime, kad variklis pagamintas demonstravimo tikslais. Tada pagrindinio cilindro šlavimas bus nuo dvidešimt iki dvidešimt penkių centimetrų, ne daugiau. Likusios dalys turi tilpti į ją.

Stūmoklio judėjimo cilindro viršuje yra padarytos dvi iškyšos ir skylės, kurių skersmuo yra nuo keturių iki penkių milimetrų. Elementai veiks kaip alkūninio įtaiso vietos guoliai.

Tada pagamintas variklio darbinis korpusas (jis taps paprastu vandeniu). Skardiniai apskritimai prilituojami prie cilindro, kuris susukamas į vamzdelį. Į juos padaromos skylės ir įkišti žalvariniai vamzdeliai, kurių ilgis yra nuo dvidešimt penkių iki trisdešimt penkių centimetrų, o skersmuo – nuo keturių iki penkių milimetrų. Pabaigoje jie patikrina, kiek sandari kamera tapo, užpildydami ją vandeniu.

Toliau ateina išstūmimo eilė. Gamybai ruošinys paimamas iš medžio. Mašinoje jie pasiekia įprasto cilindro formą. Stūmoklis turi būti šiek tiek mažesnis už cilindro skersmenį. Optimalus aukštis parenkamas rankomis pagaminus Stirlingo variklį. Todėl šiame etape ilgis turėtų turėti tam tikrą maržą.

Stipinas paverčiamas cilindriniu strypu. Medinio indo centre padarykite kotui tinkamą skylutę, įstatykite. Viršutinėje strypo dalyje būtina numatyti vietą švaistiklio įtaisui.

Tada jie paima keturių su puse centimetro ilgio ir dviejų su puse centimetro skersmens varinius vamzdelius. Prie cilindro prilituojamas skardos ratas. Sienų šonuose padaryta skylė, skirta sujungti konteinerį su cilindru.

Stūmoklis taip pat sureguliuotas tekinimo staklės po didelio cilindro skersmeniu iš vidaus. Viršuje strypas sujungiamas šarnyriniu būdu.

Surinkimas baigtas ir mechanizmas sureguliuotas. Norėdami tai padaryti, stūmoklis įkišamas į cilindrą didesnio dydžio o pastarąjį prijunkite prie kito mažesnio cilindro.

Alkūninis mechanizmas yra pastatytas ant didelio cilindro. Pritvirtinkite dalį variklio lituokliu. Pagrindinės dalys tvirtinamos ant medinio pagrindo.

Cilindras pripildytas vandens, o po dugnu padėta žvakė. Stirlingo variklio, pagaminto rankomis nuo pradžios iki pabaigos, veikimas tikrinamas.

Antras būdas: medžiagos

Variklis gali būti pagamintas kitu būdu. Tam jums reikės šių medžiagų:

skarda;
putų guma;
savaržėlės;
diskai;
du varžtai.

Kaip daryti

Putplastis labai dažnai naudojamas norint namuose savo rankomis pasigaminti paprastą, ne galingą Stirlingo variklį. Iš jo paruošiamas variklio stūmoklis. Iškirpkite putplasčio ratą. Skersmuo turi būti šiek tiek mažesnis nei skardinės, o aukštis - šiek tiek daugiau nei pusė.

Dangtelio centre padaryta skylė būsimam švaistikliui. Kad viskas vyktų sklandžiai, sąvaržėlė susukama į spiralę ir prilituojama prie dangčio.

Viduryje esantis putplasčio apskritimas perveriamas plona viela su varžtu ir pritvirtinamas viršuje su poveržle. Tada prijunkite sąvaržėlę lituodami.

Išstūmiklis įstumiamas į dangtelio angą, o stiklainis sujungiamas su dangteliu lituojant, kad užsandarinamas. Ant sąvaržėlės padaroma maža kilpelė, o dangtelyje – kita, didesnė skylutė.

Skardos lakštas susukamas į cilindrą ir lituojamas, o tada pritvirtinamas prie skardinės taip, kad neliktų tarpų.

Popieriaus segtukas paverčiamas alkūniniu velenu. Atstumas turėtų būti tiksliai devyniasdešimt laipsnių. Kelias virš cilindro yra šiek tiek didesnis nei kitas.

Likę sąvaržėlės virsta veleno lentynomis. Membrana pagaminta taip: cilindras apvyniojamas polietileno plėvele, perspaudžiamas ir tvirtinamas siūlu.

Švaistiklis pagamintas iš popieriaus segtuko, kuris įkišamas į gumos gabalėlį, o gatava dalis pritvirtinama prie membranos. Švaistiklio ilgis pagamintas taip, kad apatiniame veleno taške membrana būtų įtraukta į cilindrą, o aukščiausiame - išplėsta. Antroji švaistiklio dalis pagaminta taip pat.

Tada vienas priklijuojamas prie membranos, o kitas - prie išstūmiklio.

Skardinių kojeles taip pat galima pagaminti iš sąvaržėlių ir lituoti. Alkūniniam varikliui naudojamas kompaktinis diskas.

Čia yra visas mechanizmas. Belieka tik pakeisti ir uždegti po ja žvakę, o tada stumti smagratį.

Išvada

Toks žemos temperatūros variklis Stirlingas (pastatytas savo rankomis). Žinoma, pramoniniu mastu tokie įrenginiai gaminami visiškai kitaip. Tačiau principas išlieka tas pats: oro tūris pašildomas, o po to atšaldomas. Ir tai nuolat kartojasi.

Galiausiai pažiūrėkite į šiuos Stirlingo variklio brėžinius (galite tai padaryti patys, neturėdami jokių specialių įgūdžių). Galbūt jau užsidegėte idėja ir norite padaryti ką nors panašaus?