Ένας σπιτικός κινητήρας μπορεί να κατασκευαστεί με διάφορους τρόπους. Ας ξεκινήσουμε την ανασκόπηση με τη διπολική ή stepper έκδοση, που είναι ένας ηλεκτροκινητήρας με διπλό πόλο χωρίς βούρτσες. Έχει δύναμη συνεχές ρεύμα, χωρίζει μια πλήρη περιστροφή σε ίσα μέρη. Για λειτουργία αυτής της συσκευήςθα χρειαστείτε ένα ειδικό χειριστήριο. Επιπλέον, ο σχεδιασμός της συσκευής περιλαμβάνει περιέλιξη, μαγνητικά στοιχεία, πομπούς, συσκευές σηματοδότησης και μονάδα ελέγχου με πίνακα οργάνων. Ο κύριος σκοπός της μονάδας είναι να εξοπλίζει μηχανές φρεζαρίσματος και λείανσης, καθώς και να διασφαλίζει τη λειτουργία διαφόρων οικιακών, βιομηχανικών και μεταφορικών μηχανισμών.

Τύποι κινητήρων

Ένας σπιτικός κινητήρας μπορεί να έχει πολλές διαμορφώσεις. Ανάμεσα τους:

• Επιλογές με μόνιμο μαγνήτη.
• Συνδυασμένο σύγχρονο μοντέλο.
• Μεταβλητός κινητήρας.

Η κίνηση μόνιμου μαγνήτη είναι εξοπλισμένη με ένα κύριο στοιχείο στο τμήμα του ρότορα. Η λειτουργία τέτοιων συσκευών βασίζεται στην αρχή της έλξης ή της απώθησης μεταξύ του στάτορα και του ρότορα της συσκευής. Αυτός ο βηματικός κινητήρας είναι εξοπλισμένος με ένα εξάρτημα ρότορα κατασκευασμένο από σίδηρο. Η αρχή της λειτουργίας του βασίζεται σε μια θεμελιώδη βάση, σύμφωνα με την οποία η μέγιστη επιτρεπόμενη απώθηση παράγεται με ένα ελάχιστο κενό. Αυτό προάγει την έλξη των σημείων του ρότορα προς τους πόλους του στάτορα. Οι συσκευές συνδυασμού συνδυάζουν και τις δύο παραμέτρους.

Μια άλλη επιλογή είναι οι βηματικοί κινητήρες δύο φάσεων. Η συσκευή έχει απλό σχεδιασμό, μπορεί να έχει δύο τύπους περιέλιξης και εγκαθίσταται εύκολα στην απαιτούμενη θέση.

Μονοπολικές τροποποιήσεις

Ένας αυτοσχέδιος κινητήρας αυτού του τύπου αποτελείται από ένα μόνο τύλιγμα και μια κεντρική μαγνητική βρύση που επηρεάζει όλες τις φάσεις. Κάθε τμήμα της περιέλιξης ενεργοποιείται για να παρέχει ένα συγκεκριμένο μαγνητικό πεδίο. Αφού σε ένα τέτοιο κύκλωμα ο πόλος μπορεί να λειτουργήσει χωρίς πρόσθετη εναλλαγή, η εναλλαγή της διαδρομής και της κατεύθυνσης του ρεύματος έχει μια στοιχειώδη συσκευή. Για έναν τυπικό κινητήρα με μέση ισχύ, αρκεί ένα τρανζίστορ, που παρέχεται στον εξοπλισμό κάθε περιέλιξης. Τυπικό σχήμαΈνας διφασικός κινητήρας απαιτεί έξι καλώδια στο σήμα εξόδου και τρία παρόμοια στοιχεία στη φάση.

Ο μικροελεγκτής της μονάδας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ενεργοποίηση του τρανζίστορ σε μια αυτόματα καθορισμένη σειρά. Σε αυτή την περίπτωση, οι περιελίξεις συνδέονται συνδέοντας τα καλώδια εξόδου και μόνιμος μαγνήτης. Όταν οι ακροδέκτες του πηνίου αλληλεπιδρούν, ο άξονας μπλοκάρεται για περιστροφή. Η τιμή αντίστασης μεταξύ του κοινού σύρματος και του ακραίου τμήματος του πηνίου είναι ανάλογη με την ίδια όψη μεταξύ των άκρων της καλωδίωσης. Από αυτή την άποψη, το μήκος του κοινού σύρματος είναι διπλάσιο από το μισό συνδετικό του πηνίου.

Διπολικές επιλογές

Σπιτικό βηματικός κινητήραςΑυτός ο τύπος είναι εξοπλισμένος με περιέλιξη μιας φάσης. Η ροή του ρεύματος σε αυτό πραγματοποιείται με περιστροφικό τρόπο χρησιμοποιώντας έναν μαγνητικό πόλο, ο οποίος προκαλεί την επιπλοκή του κυκλώματος. Συνήθως συσσωματώνεται με συνδετική γέφυρα. Υπάρχουν μερικά πρόσθετα καλώδια που δεν είναι κοινά. Όταν το σήμα από έναν τέτοιο κινητήρα αναμιγνύεται σε υψηλότερες συχνότητες, η απόδοση τριβής του συστήματος μειώνεται.

Δημιουργούνται επίσης τριφασικά ανάλογα με στενή εξειδίκευση. Χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό εργαλειομηχανών CNC, καθώς και σε ορισμένες εφαρμογές αυτοκινήτων. επί του οχήματος υπολογιστέςκαι εκτυπωτές.

Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας

Όταν η τάση μεταδίδεται στους ακροδέκτες, οι βούρτσες του κινητήρα οδηγούνται σε συνεχή περιστροφή. Εγκατάσταση ενεργοποιημένη ρελαντίείναι μοναδικό γιατί μετατρέπει τους εισερχόμενους παλμούς σε μια προκαθορισμένη θέση του υπάρχοντος άξονα μετάδοσης κίνησης.

Οποιοδήποτε παλμικό σήμα δρα στον άξονα υπό συγκεκριμένη γωνία. Ένα τέτοιο κιβώτιο ταχυτήτων είναι πιο αποτελεσματικό εάν μια σειρά από μαγνητικά δόντια τοποθετηθούν γύρω από μια κεντρική οδοντωτή σιδερένια ράβδο ή το αντίστοιχο. Οι ηλεκτρικοί μαγνήτες ενεργοποιούνται από ένα εξωτερικό κύκλωμα ελέγχου που αποτελείται από έναν μικρορυθμιστή. Για να ξεκινήσει η περιστροφή του άξονα του κινητήρα, ένας ενεργός ηλεκτρομαγνήτης έλκει τα δόντια του τροχού στην επιφάνειά του. Όταν ευθυγραμμίζονται με το κύριο στοιχείο, μετακινούνται ελαφρώς προς το επόμενο μαγνητικό τμήμα.

ΣΕ βηματικός κινητήραςο πρώτος μαγνήτης πρέπει να είναι ενεργοποιημένος και το επόμενο στοιχείο πρέπει να απενεργοποιηθεί. Ως αποτέλεσμα, το γρανάζι θα αρχίσει να περιστρέφεται, ευθυγραμμιζόμενο σταδιακά με τον προηγούμενο τροχό. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται εναλλάξ τις απαιτούμενες φορές. Τέτοιες επαναστάσεις ονομάζονται «σταθερό βήμα». Η ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα μπορεί να προσδιοριστεί μετρώντας τον αριθμό των βημάτων για πλήρης στροφήμονάδα.

Σύνδεση

Η σύνδεση ενός μίνι κινητήρα που κατασκευάζεται από τον εαυτό σας πραγματοποιείται σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο σχέδιο. Η κύρια προσοχή δίνεται στον αριθμό των συρμάτων κίνησης, καθώς και στον σκοπό της συσκευής. Οι βηματικοί κινητήρες μπορούν να εξοπλιστούν με 4, 5, 6 ή 8 σύρματα. Η τροποποίηση με τέσσερα στοιχεία καλωδίωσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποκλειστικά με διπολική συσκευή. Οποιαδήποτε περιέλιξη φάσης έχει δύο καλώδια. Για να προσδιορίσετε το απαιτούμενο μήκος σύνδεσης σε λειτουργία βήμα προς βήμα, συνιστάται η χρήση ενός κανονικού μετρητή, ο οποίος σας επιτρέπει να ρυθμίσετε με ακρίβεια την απαιτούμενη παράμετρο.

Ο ισχυρός κινητήρας έξι συρμάτων έχει ένα ζεύγος καλωδίων για κάθε τύλιγμα και μια βαλβίδα κεντραρίσματος που μπορεί να συνδεθεί σε μονοφωνική ή διπολική συσκευή. Για τη συνάθροιση με μία μόνο συσκευή, χρησιμοποιούνται και τα έξι καλώδια και για ένα ζευγαρωμένο ανάλογο, αρκεί το ένα άκρο του σύρματος και η κεντρική βρύση κάθε περιέλιξης.

με τα δικά σου χέρια;

Για να δημιουργήσετε έναν βασικό κινητήρα θα χρειαστείτε ένα κομμάτι μαγνήτη, ένα τρυπάνι, φθοροπλαστικό, χάλκινο σύρμα, ένα μικροτσίπ και ένα σύρμα. Αντί για μαγνήτη, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια περιττή ειδοποίηση δόνησης κινητού τηλεφώνου.

Ένα τρυπάνι χρησιμοποιείται ως περιστρεφόμενο εξάρτημα, καθώς το εργαλείο είναι βέλτιστα προσαρμοσμένο στο Τεχνικές παράμετροι. Εάν η εσωτερική ακτίνα του μαγνήτη δεν ταιριάζει με την ίδια όψη του άξονα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί χάλκινο σύρμα, τυλιγμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να αφαιρείται το παιχνίδι του άξονα. Αυτή η λειτουργία καθιστά δυνατή την αύξηση της διαμέτρου του άξονα στο σημείο σύνδεσης με τον ρότορα.

Σε περαιτέρω δημιουργία σπιτικό κινητήραΘα χρειαστεί να φτιάξετε δακτυλίους από φθοροπλαστικό. Για να το κάνετε αυτό, πάρτε το προετοιμασμένο φύλλο και κάντε μια τρύπα με διάμετρο 3 mm. Στη συνέχεια, κατασκευάστε το σωλήνα του χιτωνίου. Ο άξονας πρέπει να είναι λειασμένος σε διάμετρο που να επιτρέπει την ελεύθερη κίνηση. Αυτό θα αποφύγει την περιττή τριβή.

Τελικό στάδιο

Στη συνέχεια, τα πηνία τυλίγονται. Το πλαίσιο του απαιτούμενου μεγέθους είναι συσφιγμένο σε ένα πουρ. Για να τυλίξετε 60 στροφές, θα χρειαστείτε 0,9 μέτρα σύρμα. Μετά τη διαδικασία, το πηνίο επεξεργάζεται με μια συγκολλητική σύνθεση. Αυτή η λεπτή διαδικασία εκτελείται καλύτερα με μικροσκόπιο ή μεγεθυντικό φακό. Μετά από κάθε διπλή περιέλιξη, εισάγεται μια σταγόνα κόλλας μεταξύ του χιτωνίου και του σύρματος. Ένα άκρο κάθε περιέλιξης συγκολλάται μεταξύ τους, γεγονός που θα καταστήσει δυνατή τη λήψη μιας ενιαίας μονάδας με ένα ζεύγος εξόδων που συγκολλούνται στο μικροτσίπ.

Παράμετροι τεχνικού σχεδίου

DIY μίνι κινητήρας, ανάλογα με χαρακτηριστικά σχεδίου, μπορεί να έχει διάφορα χαρακτηριστικά. Παρακάτω είναι οι παράμετροι των πιο δημοφιλών τροποποιήσεων βημάτων:

1. SD-1 - έχει βήμα 15 μοιρών, έχει 4 φάσεις και ροπή 40 Nt.
2. DSh-0,04 A - το βήμα είναι 22,5 μοίρες, αριθμός φάσεων - 4, ταχύτητα - 100 Nt.
3. DSHI-200 - 1,8 μοίρες. 4 φάσεις? Ροπή 0,25 Nt.
4. DSh-6 - 18/4/2300 (οι τιμές υποδεικνύονται κατ' αναλογία με τις προηγούμενες παραμέτρους).

Γνωρίζοντας πώς να φτιάξετε έναν κινητήρα στο σπίτι, πρέπει να θυμάστε ότι η ταχύτητα του δείκτη ροπής του βηματικού κινητήρα θα μετατραπεί σε ευθεία αναλογία με την ίδια τρέχουσα παράμετρο. Μείωση της γραμμικής ροπής κατά υψηλές ταχύτητεςεξαρτάται άμεσα από το κύκλωμα κίνησης και την αυτεπαγωγή των περιελίξεων. Οι κινητήρες με βαθμό προστασίας IP 65 έχουν σχεδιαστεί για δύσκολες καταστάσειςδουλειά. Σε σύγκριση με τους διακομιστές, τα μοντέλα stepper λειτουργούν πολύ περισσότερο και είναι πιο παραγωγικά και δεν απαιτούν συχνές επισκευές. Ωστόσο, οι σερβοκινητήρες έχουν ελαφρώς διαφορετική εστίαση, επομένως η σύγκριση αυτών των τύπων δεν έχει πολύ νόημα.

Κατασκευή ενός σπιτικού κινητήρα εσωτερικής καύσης

Μπορείτε επίσης να φτιάξετε έναν κινητήρα με τα χέρια σας χρησιμοποιώντας υγρό καύσιμο. Αυτό δεν απαιτεί πολύπλοκο εξοπλισμό ή επαγγελματικά εργαλεία. Απαραίτητο το οποίο μπορεί να ληφθεί από τρακτέρ ή αυτοκίνητο αντλία καυσίμου. Ο κύλινδρος του χιτωνίου εμβόλου δημιουργείται με το κόψιμο του παχύρρευστου στοιχείου του βρόχου. Στη συνέχεια, πρέπει να κάνετε τρύπες για το παράθυρο εξάτμισης και παράκαμψης, να κολλήσετε μερικά παξιμάδια στο επάνω μέρος που προορίζεται για τα μπουζί. Τύπος στοιχείου - M-6. Το έμβολο κόβεται από το έμβολο.

Ένας σπιτικός κινητήρας ντίζελ θα απαιτήσει την εγκατάσταση ενός στροφαλοθαλάμου. Είναι κατασκευασμένο από κασσίτερο με συγκολλημένα ρουλεμάν. Πρόσθετη αντοχή θα παρέχεται από ύφασμα επικαλυμμένο με εποξική ρητίνη, που καλύπτει το στοιχείο.

Ο στροφαλοφόρος άξονας συναρμολογείται από μια παχιά ροδέλα με ένα ζευγάρι οπών. Ο άξονας πρέπει να πιεστεί σε ένα από αυτά και η δεύτερη πιο εξωτερική υποδοχή χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση του καρφιού με τη ράβδο σύνδεσης. Η λειτουργία εκτελείται επίσης με τη μέθοδο της πίεσης.

Τελικές εργασίες για τη συναρμολόγηση ενός αυτοσχέδιου κινητήρα ντίζελ

Ακολουθεί η διαδικασία συναρμολόγησης του πολλαπλασιαστή:

• Χρησιμοποιείται ένα εξάρτημα από αυτοκίνητο ή μοτοσυκλέτα.
• Τοποθετείται κατάλληλο μπουζί.
• Τοποθετούνται μονωτήρες, στερεωμένοι με εποξειδικό.

Μια εναλλακτική σε έναν κινητήρα με σύστημα κινητήρα εσωτερικής καύσηςμπορεί να χρησιμεύσει ως κινητήρας χωρίς επαφή κλειστού τύπου, η συσκευή και η αρχή λειτουργίας του οποίου είναι ένα σύστημα αντίστροφης ανταλλαγής αερίου. Αποτελείται από θάλαμο δύο τμημάτων, έμβολο, στροφαλοφόρο άξονα, κιβώτιο μετάδοσης, συστήματα ανάφλεξης. Γνωρίζοντας πώς να φτιάξετε έναν κινητήρα με τα χέρια σας, μπορείτε να εξοικονομήσετε πολλά και να αποκτήσετε ένα απαραίτητο και χρήσιμο αντικείμενο για το νοικοκυριό σας.

Ο κινητήρας Stirling, κάποτε διάσημος, ξεχάστηκε για πολύ καιρό λόγω της ευρείας χρήσης άλλου κινητήρα ( εσωτερικής καύσης). Σήμερα όμως ακούμε όλο και περισσότερα γι' αυτόν. Ίσως έχει την ευκαιρία να γίνει πιο δημοφιλής και να βρει τη θέση του νέα τροποποίησηστον σύγχρονο κόσμο;

Ιστορία

Ο κινητήρας Stirling είναι θερμική μηχανή, το οποίο εφευρέθηκε στις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα. Ο συγγραφέας, όπως είναι σαφές, ήταν κάποιος Στέρλινγκ ονόματι Ρόμπερτ, ιερέας από τη Σκωτία. Η συσκευή είναι μια μηχανή εξωτερικής καύσης, όπου το σώμα κινείται σε ένα κλειστό δοχείο, αλλάζοντας συνεχώς τη θερμοκρασία του.

Λόγω της διάδοσης ενός άλλου τύπου κινητήρα, σχεδόν ξεχάστηκε. Παρόλα αυτά, χάρη στα πλεονεκτήματά του, σήμερα ο κινητήρας Stirling (πολλοί ερασιτέχνες τον κατασκευάζουν στο σπίτι με τα χέρια τους) επιστρέφει ξανά.

Η κύρια διαφορά από έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι ότι η θερμική ενέργεια προέρχεται από το εξωτερικό και δεν παράγεται στον ίδιο τον κινητήρα, όπως σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Αρχή λειτουργίας

Μπορείτε να φανταστείτε έναν κλειστό όγκο αέρα που περικλείεται σε ένα περίβλημα με μια μεμβράνη, δηλαδή ένα έμβολο. Όταν το περίβλημα θερμαίνεται, ο αέρας διαστέλλεται και λειτουργεί, λυγίζοντας έτσι το έμβολο. Στη συνέχεια εμφανίζεται ψύξη και λυγίζει ξανά. Αυτός είναι ο κύκλος λειτουργίας του μηχανισμού.

Δεν είναι περίεργο που πολλοί άνθρωποι φτιάχνουν τη δική τους θερμοακουστική μηχανή Stirling στο σπίτι. Αυτό απαιτεί τα ελάχιστα εργαλεία και υλικά, τα οποία μπορούν να βρεθούν στο σπίτι του καθενός. Ας εξετάσουμε δύο διαφορετικοί τρόποιπόσο εύκολο είναι να δημιουργήσεις ένα.

Υλικά για εργασία

Για να φτιάξετε έναν κινητήρα Stirling με τα χέρια σας, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:

• κασσίτερος;
• ατσάλινη ακτίνα?
• ορειχάλκινος σωλήνας?
• σιδηροπρίονο;
• αρχείο;
• ξύλινη βάση?
• μεταλλικό ψαλίδι?
• εξαρτήματα στερέωσης?
• Συγκολλητικό σίδερο?
• συγκόλληση;
• κόλλα μετάλλων;
• μηχανή.

Αυτά είναι όλα. Τα υπόλοιπα είναι θέμα απλής τεχνικής.

Πώς να το κάνουμε

Μια εστία και δύο κύλινδροι για τη βάση παρασκευάζονται από κασσίτερο, που θα αποτελέσουν έναν κινητήρα Stirling, κατασκευασμένο με τα χέρια σας. Οι διαστάσεις επιλέγονται ανεξάρτητα, λαμβάνοντας υπόψη τους σκοπούς για τους οποίους προορίζεται αυτή η συσκευή. Ας υποθέσουμε ότι ο κινητήρας είναι κατασκευασμένος για επίδειξη. Στη συνέχεια, η ανάπτυξη του κύριου κυλίνδρου θα είναι από είκοσι έως είκοσι πέντε εκατοστά, όχι περισσότερο. Τα υπόλοιπα μέρη πρέπει να προσαρμοστούν σε αυτό.

Στο πάνω μέρος του κυλίνδρου γίνονται δύο προεξοχές και οπές με διάμετρο από τέσσερα έως πέντε χιλιοστά για την κίνηση του εμβόλου. Τα στοιχεία θα λειτουργήσουν ως ρουλεμάν για τη θέση της διάταξης στροφάλου.

Στη συνέχεια, φτιάχνουν το ρευστό εργασίας του κινητήρα (θα γίνει συνηθισμένο νερό). Κύκλοι κασσίτερου συγκολλούνται στον κύλινδρο, ο οποίος τυλίγεται σε σωλήνα. Σε αυτά γίνονται τρύπες και μπαίνουν ορειχάλκινοι σωλήνες μήκους από είκοσι πέντε έως τριάντα πέντε εκατοστά και με διάμετρο από τέσσερα έως πέντε χιλιοστά. Στο τέλος ελέγχουν πόσο σφραγισμένος έχει γίνει ο θάλαμος γεμίζοντας τον με νερό.

Ακολουθεί η σειρά του εκτοπιστή. Για την κατασκευή, λαμβάνεται ένα ξύλινο κενό. Το μηχάνημα χρησιμοποιείται για να διασφαλιστεί ότι παίρνει το σχήμα ενός κανονικού κυλίνδρου. Ο εκτοπιστής πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερος από τη διάμετρο του κυλίνδρου. Το βέλτιστο ύψος επιλέγεται αφού κατασκευαστεί ο κινητήρας Stirling με τα χέρια σας. Επομένως, σε αυτό το στάδιο, το μήκος θα πρέπει να περιλαμβάνει κάποιο περιθώριο.

Η ακτίνα μετατρέπεται σε ράβδο κυλίνδρου. Στο κέντρο του ξύλινου δοχείου γίνεται μια τρύπα που ταιριάζει στη ράβδο και μπαίνει. Στο επάνω μέρος της ράβδου είναι απαραίτητο να παρέχεται χώρος για τη συσκευή της μπιέλας.

Στη συνέχεια παίρνουν χάλκινους σωλήνες μήκους τεσσεράμισι εκατοστών και δυόμισι εκατοστών σε διάμετρο. Ένας κύκλος από κασσίτερο είναι κολλημένος στον κύλινδρο. Στις πλευρές των τοίχων γίνεται μια τρύπα για τη σύνδεση του δοχείου με τον κύλινδρο.

Το έμβολο ρυθμίζεται επίσης σε τόρνο στη διάμετρο του μεγάλου κυλίνδρου από μέσα. Η ράβδος συνδέεται στο επάνω μέρος με αρθρωτό τρόπο.

Ολοκληρώνεται η συναρμολόγηση και ρυθμίζεται ο μηχανισμός. Για να γίνει αυτό, το έμβολο εισάγεται στον κύλινδρο μεγαλύτερο μέγεθοςκαι συνδέστε το τελευταίο σε έναν άλλο μικρότερο κύλινδρο.

Χτίζονται σε μεγάλο κύλινδρο μηχανισμός στροφάλου. Στερεώστε το μέρος του κινητήρα χρησιμοποιώντας συγκολλητικό σίδερο. Τα κύρια μέρη είναι στερεωμένα σε ξύλινη βάση.

Ο κύλινδρος γεμίζει με νερό και ένα κερί τοποθετείται κάτω από τον πάτο. Ένας κινητήρας Stirling, κατασκευασμένος στο χέρι από την αρχή μέχρι το τέλος, ελέγχεται για απόδοση.

Δεύτερη μέθοδος: υλικά

Ο κινητήρας μπορεί να κατασκευαστεί με άλλο τρόπο. Για να το κάνετε αυτό θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:

• κασσίτερος;
• αφρός;
• συνδετήρες;
• δίσκοι?
• δύο μπουλόνια.

Πώς να το κάνουμε

Το αφρώδες καουτσούκ χρησιμοποιείται πολύ συχνά για να φτιάξετε ένα απλό σπίτι ισχυρός κινητήρας DIY Stirling. Από αυτό προετοιμάζεται ένας εκτοπιστής για τον κινητήρα. Κόψτε έναν κύκλο αφρού. Η διάμετρος πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερη από αυτή ενός κασσίτερου και το ύψος να είναι λίγο περισσότερο από το μισό.

Στο κέντρο του καλύμματος γίνεται μια τρύπα για τη μελλοντική μπιέλα. Για να διασφαλιστεί η ομαλή λειτουργία του, ο συνδετήρας τυλίγεται σε σπείρα και συγκολλάται στο καπάκι.

Ο κύκλος αφρού τρυπιέται στη μέση με λεπτό σύρμα και βίδα και στερεώνεται από πάνω με ροδέλα. Στη συνέχεια, το κομμάτι του συνδετήρα συνδέεται με συγκόλληση.

Ο εκτοπιστής σπρώχνεται στην οπή του καπακιού και συνδέεται με το δοχείο με συγκόλληση για να σφραγιστεί. Μια μικρή θηλιά δημιουργείται στον συνδετήρα και μια άλλη, μεγαλύτερη τρύπα στο καπάκι.

Το φύλλο κασσίτερου τυλίγεται σε κύλινδρο και συγκολλάται, και στη συνέχεια στερεώνεται στο δοχείο έτσι ώστε να μην υπάρχουν καθόλου ρωγμές.

Ο συνδετήρας μετατρέπεται σε στροφαλοφόρο άξονα. Η απόσταση πρέπει να είναι ακριβώς ενενήντα μοίρες. Το γόνατο πάνω από τον κύλινδρο γίνεται ελαφρώς μεγαλύτερο από το άλλο.

Οι υπόλοιποι συνδετήρες μετατρέπονται σε βάσεις άξονα. Η μεμβράνη είναι κατασκευασμένη ως εξής: ο κύλινδρος τυλίγεται σε μεμβράνη πολυαιθυλενίου, πιέζεται και στερεώνεται με νήμα.

Η ράβδος σύνδεσης είναι κατασκευασμένη από συνδετήρα, ο οποίος εισάγεται σε ένα κομμάτι καουτσούκ και το τελειωμένο μέρος είναι στερεωμένο στη μεμβράνη. Το μήκος της μπιέλας είναι κατασκευασμένο έτσι ώστε στο κάτω σημείο του άξονα η μεμβράνη να τραβιέται στον κύλινδρο και στο υψηλότερο σημείο να εκτείνεται. Το δεύτερο μέρος της μπιέλας κατασκευάζεται με τον ίδιο τρόπο.

Στη συνέχεια το ένα κολλάται στη μεμβράνη και το άλλο στον εκτοπιστή.

Τα πόδια για το βάζο μπορούν επίσης να κατασκευαστούν από συνδετήρες και να συγκολληθούν. Για τη μανιβέλα χρησιμοποιείται ένα CD.

Τώρα όλος ο μηχανισμός είναι έτοιμος. Το μόνο που μένει είναι να τοποθετήσετε και να ανάψετε ένα κερί κάτω από αυτό και στη συνέχεια να σπρώξετε τον σφόνδυλο.

συμπέρασμα

Αυτός είναι ένας κινητήρας Stirling χαμηλής θερμοκρασίας (κατασκευασμένος με τα χέρια μου). Φυσικά, σε βιομηχανική κλίμακα τέτοιες συσκευές κατασκευάζονται με εντελώς διαφορετικό τρόπο. Ωστόσο, η αρχή παραμένει η ίδια: ο όγκος του αέρα θερμαίνεται και στη συνέχεια ψύχεται. Και αυτό επαναλαμβάνεται συνεχώς.

Τέλος, δείτε αυτά τα σχέδια του κινητήρα Stirling (μπορείτε να τον φτιάξετε μόνοι σας χωρίς ιδιαίτερες δεξιότητες). Ίσως έχετε ήδη την ιδέα και θέλετε να κάνετε κάτι παρόμοιο;

Μπορείτε, φυσικά, να αγοράσετε όμορφα εργοστασιακά μοντέλα κινητήρων Stirling, όπως σε αυτό το κινεζικό ηλεκτρονικό κατάστημα. Ωστόσο, μερικές φορές θέλεις να δημιουργήσεις τον εαυτό σου και να φτιάξεις κάτι, ακόμα και από αυτοσχέδια μέσα. Στον ιστότοπό μας υπάρχουν ήδη αρκετές επιλογές για την κατασκευή αυτών των κινητήρων και σε αυτή τη δημοσίευση, δείτε το πλήρες απλή επιλογήφτιαγμένο στο σπίτι.

Για να το φτιάξετε, θα χρειαστείτε διαθέσιμα υλικά: ένα κουτί με κονσέρβες, ένα μικρό κομμάτι αφρώδους καουτσούκ, ένα CD, δύο μπουλόνια και συνδετήρες.

Το αφρώδες ελαστικό είναι ένα από τα πιο κοινά υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή κινητήρων Stirling. Ο εκτοπιστής κινητήρα είναι κατασκευασμένος από αυτό. Κόβουμε έναν κύκλο από ένα κομμάτι του αφρώδους λάστιχου μας, κάνουμε τη διάμετρό του δύο χιλιοστά μικρότερη από την εσωτερική διάμετρο του κουτιού και το ύψος του λίγο περισσότερο από το μισό.

Ανοίγουμε μια τρύπα στο κέντρο του καλύμματος στην οποία στη συνέχεια θα εισάγουμε τη μπιέλα. Για να εξασφαλίσουμε την ομαλή κίνηση της μπιέλας, φτιάχνουμε μια σπείρα από ένα συνδετήρα και τη συγκολλάμε στο κάλυμμα.

Τρυπάμε στη μέση τον αφρώδες κύκλο από αφρώδες λάστιχο με μια βίδα και τον στερεώνουμε με ροδέλα πάνω και κάτω με ροδέλα και παξιμάδι. Μετά από αυτό, στερεώνουμε ένα κομμάτι συνδετήρα με συγκόλληση, αφού πρώτα το ισιώσετε.

Τώρα κολλάμε τον εκτοπιστή στην τρύπα που έχει γίνει εκ των προτέρων στο καπάκι και κολλάμε ερμητικά το καπάκι και το βάζο μεταξύ τους. Κάνουμε μια μικρή θηλιά στο τέλος του συνδετήρα, και ανοίγουμε άλλη μια τρύπα στο καπάκι, αλλά λίγο μεγαλύτερη από την πρώτη.

Φτιάχνουμε έναν κύλινδρο από κασσίτερο χρησιμοποιώντας συγκόλληση.

Συνδέουμε τον έτοιμο κύλινδρο στο κουτί χρησιμοποιώντας ένα κολλητήρι, έτσι ώστε να μην υπάρχουν κενά στο σημείο της συγκόλλησης.

Φτιάχνουμε έναν στροφαλοφόρο άξονα από ένα συνδετήρα. Η απόσταση των γονάτων πρέπει να είναι 90 μοίρες. Το γόνατο που θα είναι πάνω από τον κύλινδρο σε ύψος είναι 1-2 mm μεγαλύτερο από το άλλο.

Χρησιμοποιούμε συνδετήρες για να φτιάξουμε βάσεις για τον άξονα. Φτιάχνουμε μια μεμβράνη. Για να γίνει αυτό, βάζουμε μια πλαστική μεμβράνη στον κύλινδρο, την σπρώχνουμε λίγο προς τα μέσα και τη στερεώνουμε στον κύλινδρο με κλωστή.

Φτιάχνουμε τη μπιέλα που θα χρειαστεί να στερεωθεί στη μεμβράνη από ένα συνδετήρα και την εισάγουμε σε ένα κομμάτι λάστιχο. Το μήκος της μπιέλας πρέπει να είναι τέτοιο ώστε στο κάτω μέρος νεκρό σημείοο άξονας, η μεμβράνη τραβήχτηκε μέσα στον κύλινδρο και στον πάνω, αντίθετα, επεκτάθηκε. Με τον ίδιο τρόπο στήνουμε και τη δεύτερη μπιέλα.

Κολλάμε τη μπιέλα με λάστιχο στη μεμβράνη και την άλλη την στερεώνουμε στον εκτοπιστή.

Χρησιμοποιούμε συγκολλητικό σίδερο για να στερεώνουμε τα πόδια του συνδετήρα στο κουτί και να στερεώνουμε το σφόνδυλο στον στρόφαλο. Για παράδειγμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα CD.

Μηχανή Stirling κατασκευασμένο στο σπίτι. Τώρα το μόνο που μένει είναι να φέρετε θερμότητα κάτω από το βάζο - ανάψτε ένα κερί. Και μετά από λίγα δευτερόλεπτα δώστε μια ώθηση στο σφόνδυλο.

Πώς να φτιάξετε μια απλή μηχανή Stirling (με φωτογραφίες και βίντεο)

www.newphysicist.com

Ας φτιάξουμε έναν κινητήρα Stirling.

Ο κινητήρας Stirling είναι ένας θερμικός κινητήρας που λειτουργεί με κυκλική συμπίεση και διαστολή αέρα ή άλλου αερίου (ρευστού εργασίας) σε διαφορετικές θερμοκρασίες, έτσι ώστε να υπάρχει καθαρή μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε μηχανική εργασία. Πιο συγκεκριμένα, ο κινητήρας Stirling είναι ένας αναγεννητικός θερμικός κινητήρας κλειστού κύκλου με ένα συνεχώς αέριο λειτουργικό ρευστό.

Οι κινητήρες Stirling έχουν περισσότερα υψηλής απόδοσηςσε σύγκριση με το ατμομηχανέςκαι μπορεί να φτάσει το 50% απόδοση. Είναι επίσης ικανά να λειτουργούν αθόρυβα και μπορούν να χρησιμοποιήσουν σχεδόν οποιαδήποτε πηγή θερμότητας. Η πηγή θερμικής ενέργειας παράγεται εξωτερικά στον κινητήρα Stirling και όχι μέσω εσωτερικής καύσης, όπως συμβαίνει με τους κινητήρες κύκλου Otto ή ντίζελ.

Οι κινητήρες Stirling είναι συμβατοί με εναλλακτικές και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, γιατίμπορεί να γίνουν ολοένα και πιο σημαντικά καθώς αυξάνεται η τιμή των παραδοσιακών καυσίμων και υπό το φως προβλημάτων όπως η εξάντληση των αποθεμάτων πετρελαίου και αλλαγή του κλίματος.

Σε αυτό το έργο θα σας δώσουμε απλές οδηγίεςγια να δημιουργήσετε ένα πολύ απλό κινητήρας DIY Ανακατεύοντας χρησιμοποιώντας δοκιμαστικό σωλήνα και σύριγγα .

Πώς να φτιάξετε έναν απλό κινητήρα Stirling – Βίντεο

Εξαρτήματα και βήματα για την κατασκευή ενός κινητήρα Stirling

1. Ένα κομμάτι σκληρού ξύλου ή κόντρα πλακέ

Αυτή είναι η βάση για τον κινητήρα σας. Επομένως, πρέπει να είναι αρκετά άκαμπτο για να αντεπεξέρχεται στις κινήσεις του κινητήρα. Στη συνέχεια κάντε τρεις μικρές τρύπες όπως φαίνεται στην εικόνα. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε κόντρα πλακέ, ξύλο κ.λπ.

2. Μαρμάρινες ή γυάλινες μπάλες

Στη μηχανή Stirling αυτές οι μπάλες αποδίδουν σημαντική λειτουργία. Σε αυτό το έργο, το μάρμαρο λειτουργεί ως μετατοπιστής του θερμού αέρα από τη ζεστή πλευρά του δοκιμαστικού σωλήνα προς την ψυχρή πλευρά. Όταν το μάρμαρο μετατοπίζεται ζεστός αέρας, κρυώνει.

3. Μπαστούνια και βίδες

Οι καρφίτσες και οι βίδες χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση του δοκιμαστικού σωλήνα σε μια βολική θέση για ελεύθερη κίνηση προς οποιαδήποτε κατεύθυνση χωρίς καμία διακοπή.

4. Κομμάτια από καουτσούκ

Αγοράστε μια γόμα και κόψτε την στα παρακάτω σχήματα. Χρησιμοποιείται για τη σταθερή συγκράτηση του δοκιμαστικού σωλήνα και τη διατήρηση της σφράγισής του. Δεν πρέπει να υπάρχει διαρροή στο στόμιο του σωλήνα. Εάν συμβεί αυτό, το έργο δεν θα είναι επιτυχές.

5. Σύριγγα

Η σύριγγα είναι ένα από τα πιο σημαντικά και κινούμενα μέρη απλός κινητήραςΣτέρλινγκ. Προσθέστε λίγο λιπαντικό μέσα στη σύριγγα, ώστε το έμβολο να μπορεί να κινείται ελεύθερα μέσα στην κάννη. Καθώς ο αέρας διαστέλλεται μέσα στον δοκιμαστικό σωλήνα, σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω. Ως αποτέλεσμα, η κάννη της σύριγγας κινείται προς τα πάνω. Ταυτόχρονα, το μάρμαρο κυλά προς την καυτή πλευρά του δοκιμαστικού σωλήνα και μετατοπίζει τον ζεστό αέρα και τον αναγκάζει να κρυώσει (μείωση όγκου).

6. Δοκιμαστικός σωλήνας Ο δοκιμαστικός σωλήνας είναι το πιο σημαντικό και λειτουργικό εξάρτημα ενός απλού κινητήρα Stirling. Ο δοκιμαστικός σωλήνας είναι κατασκευασμένος από συγκεκριμένο τύπο γυαλιού (όπως βοριοπυριτικό γυαλί) που είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη θερμότητα. Έτσι μπορεί να θερμανθεί υψηλές θερμοκρασίες.

Πώς λειτουργεί ένας κινητήρας Stirling;

Μερικοί λένε ότι οι κινητήρες Stirling είναι απλοί. Αν αυτό είναι αλήθεια, τότε ακριβώς όπως οι μεγάλες εξισώσεις της φυσικής (π.χ. E = mc2), είναι απλές: απλές στην επιφάνεια, αλλά πλουσιότερες, πιο περίπλοκες και δυνητικά πολύ συγκεχυμένες μέχρι να τις συνειδητοποιήσετε. Νομίζω ότι είναι πιο ασφαλές να σκεφτόμαστε τους κινητήρες Stirling ως πολύπλοκους: πολλοί είναι πολύ κακά βίντεοΤο YouTube δείχνει πόσο εύκολο είναι να τα «εξηγήσεις» με πολύ ελλιπή και μη ικανοποιητικό τρόπο.

Κατά τη γνώμη μου, δεν μπορείς να καταλάβεις έναν κινητήρα Stirling απλά κατασκευάζοντας τον ή παρατηρώντας πώς λειτουργεί από έξω: πρέπει να σκεφτείς σοβαρά τον κύκλο των βημάτων που περνάει, τι συμβαίνει με το αέριο μέσα και πώς διαφέρει από αυτό που συμβαίνει σε μια συμβατική ατμομηχανή.

Το μόνο που απαιτείται για τη λειτουργία του κινητήρα είναι μια διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του ζεστού και του κρύου τμήματος του θαλάμου αερίου. Έχουν κατασκευαστεί μοντέλα που μπορούν να λειτουργήσουν μόνο με διαφορά θερμοκρασίας 4 °C, αν και οι εργοστασιακές μηχανές πιθανότατα θα λειτουργούν με διαφορά πολλών εκατοντάδων μοιρών. Αυτοί οι κινητήρες μπορεί να γίνουν η πιο αποτελεσματική μορφή κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Μηχανές Stirling και συγκεντρωμένη ηλιακή ενέργεια

Οι μηχανές Stirling παρέχουν μια τακτοποιημένη μέθοδο μετατροπής της θερμικής ενέργειας σε κίνηση που μπορεί να κινήσει μια γεννήτρια. Ο πιο συνηθισμένος σχεδιασμός είναι να υπάρχει ο κινητήρας στο κέντρο ενός παραβολικού καθρέφτη. Ένας καθρέφτης θα τοποθετηθεί στη συσκευή παρακολούθησης έτσι ώστε οι ακτίνες του ήλιου να εστιάζονται στον κινητήρα.

* Μηχανή Stirling ως δέκτης

Μπορεί να έχετε παίξει με κυρτούς φακούς κατά τη διάρκεια των σχολικών σας ημερών. Συγκεντρώνοντας την ηλιακή ενέργεια για να κάψετε ένα κομμάτι χαρτί ή ένα σπίρτο, έχω δίκιο; Οι νέες τεχνολογίες αναπτύσσονται μέρα με τη μέρα. Η συμπυκνωμένη ηλιακή θερμική ενέργεια κερδίζει όλο και μεγαλύτερη προσοχή αυτές τις μέρες.

Παραπάνω είναι ένα σύντομο βίντεο ενός απλού κινητήρα δοκιμαστικού σωλήνα που χρησιμοποιεί γυάλινες χάντρες ως εκτοπιστή και μια γυάλινη σύριγγα ως έμβολο δύναμης.

Αυτή η απλή μηχανή Stirling κατασκευάστηκε από υλικά που είναι διαθέσιμα στα περισσότερα σχολικά εργαστήρια επιστήμης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίδειξη μιας απλής θερμικής μηχανής.

Διάγραμμα πίεσης-όγκου ανά κύκλο

Διαδικασία 1 → 2 Διαστολή του αερίου εργασίας στο θερμό άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα, η θερμότητα μεταφέρεται στο αέριο και το αέριο διαστέλλεται, αυξάνοντας τον όγκο και πιέζοντας το έμβολο της σύριγγας προς τα πάνω.

Διαδικασία 2 → 3 Καθώς το μάρμαρο κινείται προς το θερμό άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα, το αέριο ωθείται από το θερμό άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα στο ψυχρό άκρο και καθώς το αέριο κινείται, μεταφέρει θερμότητα στο τοίχωμα του δοκιμαστικού σωλήνα.

Διαδικασία 3 → 4 Η θερμότητα αφαιρείται από το αέριο εργασίας και ο όγκος μειώνεται, το έμβολο της σύριγγας κινείται προς τα κάτω.

Διαδικασία 4 → 1 Ολοκληρώνει τον κύκλο. Το αέριο εργασίας μετακινείται από το ψυχρό άκρο του δοκιμαστικού σωλήνα στο ζεστό άκρο καθώς τα μάρμαρα το μετατοπίζουν, λαμβάνοντας θερμότητα από το τοίχωμα του δοκιμαστικού σωλήνα καθώς κινείται, αυξάνοντας έτσι την πίεση του αερίου.

Ο κινητήρας Stirling, κάποτε διάσημος, ξεχάστηκε για πολύ καιρό λόγω της ευρείας χρήσης άλλου κινητήρα (εσωτερικής καύσης). Σήμερα όμως ακούμε όλο και περισσότερα γι' αυτόν. Μήπως έχει την ευκαιρία να γίνει πιο δημοφιλής και να βρει τη θέση του σε μια νέα τροποποίηση στον σύγχρονο κόσμο;

Ιστορία

Η μηχανή Stirling είναι μια θερμική μηχανή που εφευρέθηκε στις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα. Ο συγγραφέας, όπως είναι σαφές, ήταν κάποιος Στέρλινγκ ονόματι Ρόμπερτ, ιερέας από τη Σκωτία. Η συσκευή είναι μια μηχανή εξωτερικής καύσης, όπου το σώμα κινείται σε ένα κλειστό δοχείο, αλλάζοντας συνεχώς τη θερμοκρασία του.

Λόγω της διάδοσης ενός άλλου τύπου κινητήρα, σχεδόν ξεχάστηκε. Παρόλα αυτά, χάρη στα πλεονεκτήματά του, σήμερα ο κινητήρας Stirling (πολλοί ερασιτέχνες τον κατασκευάζουν στο σπίτι με τα χέρια τους) επιστρέφει ξανά.

Η κύρια διαφορά από έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι ότι η θερμική ενέργεια προέρχεται από το εξωτερικό και δεν παράγεται στον ίδιο τον κινητήρα, όπως σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Αρχή λειτουργίας

Μπορείτε να φανταστείτε έναν κλειστό όγκο αέρα που περικλείεται σε ένα περίβλημα με μια μεμβράνη, δηλαδή ένα έμβολο. Όταν το περίβλημα θερμαίνεται, ο αέρας διαστέλλεται και λειτουργεί, λυγίζοντας έτσι το έμβολο. Στη συνέχεια εμφανίζεται ψύξη και λυγίζει ξανά. Αυτός είναι ο κύκλος λειτουργίας του μηχανισμού.

Δεν είναι περίεργο που πολλοί άνθρωποι φτιάχνουν τη δική τους θερμοακουστική μηχανή Stirling στο σπίτι. Αυτό απαιτεί τα ελάχιστα εργαλεία και υλικά, τα οποία μπορούν να βρεθούν στο σπίτι του καθενός. Ας δούμε δύο διαφορετικούς τρόπους για να δημιουργήσετε εύκολα έναν.

Υλικά για εργασία

Για να φτιάξετε έναν κινητήρα Stirling με τα χέρια σας, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:

• κασσίτερος;
• ατσάλινη ακτίνα?
• ορειχάλκινος σωλήνας?
• σιδηροπρίονο;
• αρχείο;
• ξύλινη βάση?
• μεταλλικό ψαλίδι?
• εξαρτήματα στερέωσης?
• Συγκολλητικό σίδερο?
• συγκόλληση;
• κόλλα μετάλλων;
• μηχανή.

Αυτά είναι όλα. Τα υπόλοιπα είναι θέμα απλής τεχνικής.

Πώς να το κάνουμε

Μια εστία και δύο κύλινδροι για τη βάση παρασκευάζονται από κασσίτερο, που θα αποτελέσουν έναν κινητήρα Stirling, κατασκευασμένο με τα χέρια σας. Οι διαστάσεις επιλέγονται ανεξάρτητα, λαμβάνοντας υπόψη τους σκοπούς για τους οποίους προορίζεται αυτή η συσκευή. Ας υποθέσουμε ότι ο κινητήρας είναι κατασκευασμένος για επίδειξη. Στη συνέχεια, η ανάπτυξη του κύριου κυλίνδρου θα είναι από είκοσι έως είκοσι πέντε εκατοστά, όχι περισσότερο. Τα υπόλοιπα μέρη πρέπει να προσαρμοστούν σε αυτό.

Στο πάνω μέρος του κυλίνδρου γίνονται δύο προεξοχές και οπές με διάμετρο από τέσσερα έως πέντε χιλιοστά για την κίνηση του εμβόλου. Τα στοιχεία θα λειτουργήσουν ως ρουλεμάν για τη θέση της διάταξης στροφάλου.

Στη συνέχεια, φτιάχνουν το ρευστό εργασίας του κινητήρα (θα γίνει συνηθισμένο νερό). Κύκλοι κασσίτερου συγκολλούνται στον κύλινδρο, ο οποίος τυλίγεται σε σωλήνα. Σε αυτά γίνονται τρύπες και μπαίνουν ορειχάλκινοι σωλήνες μήκους από είκοσι πέντε έως τριάντα πέντε εκατοστά και με διάμετρο από τέσσερα έως πέντε χιλιοστά. Στο τέλος ελέγχουν πόσο σφραγισμένος έχει γίνει ο θάλαμος γεμίζοντας τον με νερό.

Ακολουθεί η σειρά του εκτοπιστή. Για την κατασκευή, λαμβάνεται ένα ξύλινο κενό. Το μηχάνημα χρησιμοποιείται για να διασφαλιστεί ότι παίρνει το σχήμα ενός κανονικού κυλίνδρου. Ο εκτοπιστής πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερος από τη διάμετρο του κυλίνδρου. Το βέλτιστο ύψος επιλέγεται αφού κατασκευαστεί ο κινητήρας Stirling με τα χέρια σας. Επομένως, σε αυτό το στάδιο, το μήκος θα πρέπει να περιλαμβάνει κάποιο περιθώριο.

Η ακτίνα μετατρέπεται σε ράβδο κυλίνδρου. Στο κέντρο του ξύλινου δοχείου γίνεται μια τρύπα που ταιριάζει στη ράβδο και μπαίνει. Στο επάνω μέρος της ράβδου είναι απαραίτητο να παρέχεται χώρος για τη συσκευή της μπιέλας.

Στη συνέχεια παίρνουν χάλκινους σωλήνες μήκους τεσσεράμισι εκατοστών και δυόμισι εκατοστών σε διάμετρο. Ένας κύκλος από κασσίτερο είναι κολλημένος στον κύλινδρο. Στις πλευρές των τοίχων γίνεται μια τρύπα για τη σύνδεση του δοχείου με τον κύλινδρο.

Το έμβολο ρυθμίζεται επίσης σε τόρνο στη διάμετρο του μεγάλου κυλίνδρου από μέσα. Η ράβδος συνδέεται στο επάνω μέρος με αρθρωτό τρόπο.

Ολοκληρώνεται η συναρμολόγηση και ρυθμίζεται ο μηχανισμός. Για να γίνει αυτό, το έμβολο εισάγεται σε μεγαλύτερο κύλινδρο και συνδέεται με έναν άλλο μικρότερο κύλινδρο.

Ένας μηχανισμός στροφάλου είναι χτισμένος σε έναν μεγάλο κύλινδρο. Στερεώστε το μέρος του κινητήρα χρησιμοποιώντας συγκολλητικό σίδερο. Τα κύρια μέρη είναι στερεωμένα σε ξύλινη βάση.

Ο κύλινδρος γεμίζει με νερό και ένα κερί τοποθετείται κάτω από τον πάτο. Ένας κινητήρας Stirling, κατασκευασμένος στο χέρι από την αρχή μέχρι το τέλος, ελέγχεται για απόδοση.

Δεύτερη μέθοδος: υλικά

Ο κινητήρας μπορεί να κατασκευαστεί με άλλο τρόπο. Για να το κάνετε αυτό θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:

• κασσίτερος;
• αφρός;
• συνδετήρες;
• δίσκοι?
• δύο μπουλόνια.

Πώς να το κάνουμε

Το αφρώδες καουτσούκ χρησιμοποιείται πολύ συχνά για να φτιάξετε έναν απλό κινητήρα Stirling χαμηλής ισχύος στο σπίτι με τα χέρια σας. Από αυτό προετοιμάζεται ένας εκτοπιστής για τον κινητήρα. Κόψτε έναν κύκλο αφρού. Η διάμετρος πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερη από αυτή ενός κασσίτερου και το ύψος να είναι λίγο περισσότερο από το μισό.

Στο κέντρο του καλύμματος γίνεται μια τρύπα για τη μελλοντική μπιέλα. Για να διασφαλιστεί η ομαλή λειτουργία του, ο συνδετήρας τυλίγεται σε σπείρα και συγκολλάται στο καπάκι.

Ο κύκλος αφρού τρυπιέται στη μέση με λεπτό σύρμα και βίδα και στερεώνεται από πάνω με ροδέλα. Στη συνέχεια, το κομμάτι του συνδετήρα συνδέεται με συγκόλληση.

Ο εκτοπιστής σπρώχνεται στην οπή του καπακιού και συνδέεται με το δοχείο με συγκόλληση για να σφραγιστεί. Μια μικρή θηλιά δημιουργείται στον συνδετήρα και μια άλλη, μεγαλύτερη τρύπα στο καπάκι.

Το φύλλο κασσίτερου τυλίγεται σε κύλινδρο και συγκολλάται, και στη συνέχεια στερεώνεται στο δοχείο έτσι ώστε να μην υπάρχουν καθόλου ρωγμές.

Ο συνδετήρας μετατρέπεται σε στροφαλοφόρο άξονα. Η απόσταση πρέπει να είναι ακριβώς ενενήντα μοίρες. Το γόνατο πάνω από τον κύλινδρο γίνεται ελαφρώς μεγαλύτερο από το άλλο.

Οι υπόλοιποι συνδετήρες μετατρέπονται σε βάσεις άξονα. Η μεμβράνη είναι κατασκευασμένη ως εξής: ο κύλινδρος τυλίγεται σε μεμβράνη πολυαιθυλενίου, πιέζεται και στερεώνεται με νήμα.

Η ράβδος σύνδεσης είναι κατασκευασμένη από συνδετήρα, ο οποίος εισάγεται σε ένα κομμάτι καουτσούκ και το τελειωμένο μέρος είναι στερεωμένο στη μεμβράνη. Το μήκος της μπιέλας είναι κατασκευασμένο έτσι ώστε στο κάτω σημείο του άξονα η μεμβράνη να τραβιέται στον κύλινδρο και στο υψηλότερο σημείο να εκτείνεται. Το δεύτερο μέρος της μπιέλας κατασκευάζεται με τον ίδιο τρόπο.

Στη συνέχεια το ένα κολλάται στη μεμβράνη και το άλλο στον εκτοπιστή.

Τα πόδια για το βάζο μπορούν επίσης να κατασκευαστούν από συνδετήρες και να συγκολληθούν. Για τη μανιβέλα χρησιμοποιείται ένα CD.

Τώρα όλος ο μηχανισμός είναι έτοιμος. Το μόνο που μένει είναι να τοποθετήσετε και να ανάψετε ένα κερί κάτω από αυτό και στη συνέχεια να σπρώξετε τον σφόνδυλο.

συμπέρασμα

Αυτός είναι ένας κινητήρας Stirling χαμηλής θερμοκρασίας (κατασκευασμένος με τα χέρια μου). Φυσικά, σε βιομηχανική κλίμακα τέτοιες συσκευές κατασκευάζονται με εντελώς διαφορετικό τρόπο. Ωστόσο, η αρχή παραμένει η ίδια: ο όγκος του αέρα θερμαίνεται και στη συνέχεια ψύχεται. Και αυτό επαναλαμβάνεται συνεχώς.

Τέλος, δείτε αυτά τα σχέδια του κινητήρα Stirling (μπορείτε να τον φτιάξετε μόνοι σας χωρίς ιδιαίτερες δεξιότητες). Ίσως έχετε ήδη την ιδέα και θέλετε να κάνετε κάτι παρόμοιο;

Δεδομένου ότι τα προϊόντα πετρελαίου αυξάνονται συνεχώς σε τιμές (εξάλλου, το πετρέλαιο τείνει να εξαντληθεί), η επιθυμία εξοικονόμησης καυσίμων είναι αρκετά κατανοητή και μίνι μοτέρθα μπορούσε να είναι μια καλή λύση.

Πόσο οικονομικός είναι ένας μίνι κινητήρας εσωτερικής καύσης;

Όπως γνωρίζετε, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης χωρίζονται σε βενζίνη και ντίζελ και τόσο ο πρώτος όσο και ο δεύτερος υφίστανται σημαντικές αλλαγές σήμερα. Ο λόγος για τον εκσυγχρονισμό τόσο των ίδιων των μηχανισμών όσο και του καυσίμου είναι το σημαντικά υποβαθμισμένο περιβάλλον, η κατάσταση του οποίου επηρεάζεται και από την εξάτμιση του εξοπλισμού που λειτουργεί με υγρά καύσιμα. Έτσι, για παράδειγμα, εμφανίστηκε οικολογική βενζίνη, αραιωμένη με αλκοόλη σε αναλογία 8:2 έως 2:8, δηλαδή, ένα τέτοιο καύσιμο μπορεί να περιέχει από 20 έως 80 τοις εκατό αλκοόλ. Εδώ όμως τελείωσε ο εκσυγχρονισμός. Μειωτική τάση βενζινοκινητήρεςπρακτικά δεν παρατηρείται σε όγκο. Τα μικρότερα δείγματα εγκαθίστανται σε μοντέλα αεροσκαφών, τα μεγαλύτερα χρησιμοποιούνται σε χλοοκοπτικά, κινητήρες σκαφών, snowmobiles, scooter και άλλος παρόμοιος εξοπλισμός.

Όσο για, σήμερα έχουν γίνει πολλά για να γίνει αυτός ο κινητήρας πραγματικά μικροσκοπικός. Επί του παρόντος η ανησυχία ToyotaΤα μικρότερα μίνι αυτοκίνητα έχουν δημιουργηθεί Corolla II, Corsa και Tercel, είναι εξοπλισμένα με κινητήρες ντίζελ 1ΝΚαι 1ΝΤόγκος μόνο 1,5 λίτρου. Ένα πρόβλημα είναι ότι η διάρκεια ζωής τέτοιων μηχανισμών είναι εξαιρετικά χαμηλή και ο λόγος για αυτό είναι η πολύ γρήγορη εξάντληση της διάρκειας ζωής της ομάδας κυλίνδρου-εμβόλου. Υπάρχουν και πολύ μικροσκοπικά κινητήρες εσωτερικής καύσης ντίζελ, με όγκο μόλις 0,21 λίτρα. Τοποθετούνται σε συμπαγείς μοτοσυκλέτες και μηχανήματα κατασκευής, αλλά δεν μπορείτε να περιμένετε μεγάλη ισχύ που παράγουν είναι 3,25 ίπποι. Ωστόσο, η κατανάλωση καυσίμου τέτοιων μοντέλων είναι χαμηλή, όπως αποδεικνύεται από τον όγκο δεξαμενή καυσίμων– 2,5 λίτρα.

Πόσο αποδοτικός είναι ο μικρότερος κινητήρας εσωτερικής καύσης;

Ένας συμβατικός κινητήρας εσωτερικής καύσης, ο οποίος λειτουργεί με παλινδρομικό έμβολο, χάνει την απόδοση καθώς μειώνεται ο κυβισμός του. Το όλο θέμα είναι μια σημαντική απώλεια απόδοσης κατά τη μετατροπή αυτής ακριβώς της κίνησης της κυλινδροκεφαλής σε περιστροφική, τόσο απαραίτητη για τους τροχούς. Ωστόσο, ακόμη και πριν από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, ο αυτοδίδακτος μηχανικός Felix Heinrich Wankel δημιούργησε το πρώτο παράδειγμα εργασίας κινητήρα εσωτερικής καύσης με περιστροφικό έμβολο, στον οποίο όλα τα εξαρτήματα περιστρέφονται μόνο. Είναι λογικό αυτό αυτό το σχέδιο, που μοιάζει πολύ με ηλεκτροκινητήρα, μειώνει τον αριθμό των εξαρτημάτων κατά 40% σε σύγκριση με τους τυπικούς κινητήρες.

Παρά το γεγονός ότι μέχρι σήμερα δεν έχουν λυθεί όλα τα προβλήματα αυτόν τον μηχανισμό, η διάρκεια ζωής, η αποτελεσματικότητα και η φιλικότητα προς το περιβάλλον πληρούν τα καθιερωμένα διεθνή πρότυπα. Η παραγωγικότητα ξεπερνά κάθε δυνατό όριο. Κινητήρας εσωτερικής καύσης με περιστροφικό έμβολομε όγκο εργασίας 1,3 λίτρων σας επιτρέπει να αναπτύξετε ισχύ 220 Ιπποδύναμη . Η εγκατάσταση στροβιλοσυμπιεστή αυξάνει αυτόν τον αριθμό στους 350 ίππους, κάτι που είναι πολύ σημαντικό. Λοιπόν, τα περισσότερα μικρός κινητήραςεσωτερικής καύσης από τη σειρά "Wankel", γνωστή με την επωνυμία OSMG 1400, έχει όγκο μόλις 0,005 λίτρα, αλλά αποδίδει ισχύ 1,27 ίππους. με νεκρό βάρος 335 γραμμάρια.

Κύριο πλεονέκτημα κινητήρες με περιστροφικό έμβολο– απουσία θορύβου που συνοδεύει τη λειτουργία των μηχανισμών, λόγω της χαμηλής μάζας των εξαρτημάτων λειτουργίας και της ακριβούς ισορροπίας του άξονα.

Ο μικρότερος κινητήρας ντίζελ ως πηγή ενέργειας

Αν μιλάμε για πλήρεις, τότε σήμερα το πνευματικό τέκνο του μηχανικού Jesus Wilder έχει τις μικρότερες διαστάσεις. Αυτός είναι ένας 12-κύλινδρος κινητήρας τύπου V, πλήρως συμβατός με κινητήρες εσωτερικής καύσης Ferrarεγώ και Lamborghini. Ωστόσο, στην πραγματικότητα ο μηχανισμός είναι ένα άχρηστο μπιχλιμπίδι, αφού δεν λειτουργεί με υγρό καύσιμο, αλλά αναμμένο συμπιεσμένος αέρας, και με όγκο εργασίας 12 κυβικά εκατοστά έχει πολύ χαμηλή απόδοση.

Ένα άλλο πράγμα είναι το πιο μικρό μηχανή πετρελαίου, που αναπτύχθηκε από βρετανούς επιστήμονες. Είναι αλήθεια ότι δεν απαιτεί καύσιμο ντίζελ ως καύσιμο, αλλά ένα ειδικό μείγμα μεθανόλης και υδρογόνου που καίγεται αυθόρμητα με αυξανόμενη πίεση. Με την ωρολογιακή κίνηση του εμβόλου στον θάλαμο καύσης, ο όγκος του οποίου δεν υπερβαίνει το ένα κυβικό χιλιοστό, εμφανίζεται ένα φλας, οδηγώντας τον μηχανισμό σε δράση. Είναι ενδιαφέρον ότι οι μικροσκοπικές διαστάσεις επιτεύχθηκαν με την εγκατάσταση επίπεδων εξαρτημάτων, συγκεκριμένα, τα ίδια έμβολα είναι εξαιρετικά λεπτές πλάκες. Ήδη σήμερα, σε κινητήρα εσωτερικής καύσης διαστάσεων 5x15x3 χιλιοστών, ένας μικροσκοπικός άξονας περιστρέφεται με ταχύτητα 50.000 rpm, με αποτέλεσμα να παράγει ισχύ περίπου 11,2 watt.

Επί του παρόντος, οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν μια σειρά από προβλήματα που πρέπει να λυθούν πριν κυκλοφορήσουν κινητήρες μίνι ντίζελ στη μαζική παραγωγή. Συγκεκριμένα, πρόκειται για κολοσσιαίες απώλειες θερμότητας λόγω των εξαιρετικά λεπτών τοιχωμάτων του θαλάμου καύσης και της ευθραυστότητας των υλικών όταν εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, όταν οι μικροσκοπικοί κινητήρες εσωτερικής καύσης βγουν τελικά από τη γραμμή παραγωγής, λίγα μόνο γραμμάρια καυσίμου θα είναι αρκετά για να κάνουν έναν μηχανισμό με απόδοση 10% να λειτουργεί 20 φορές περισσότερο και πιο αποτελεσματικά από τις μπαταρίες ίδιου μεγέθους.