Domáci motor sa dá vyrobiť niekoľkými spôsobmi. Recenziu začnime bipolárnou alebo krokovou verziou, čo je dvojpólový elektromotor bez kief. Má výživu priamy prúd, rozdelí celú otáčku na rovnaké časti. Na fungovanie tento spotrebič je potrebný špeciálny ovládač. Konštrukcia zariadenia navyše obsahuje vinutie, magnetické prvky, vysielače, signalizačné zariadenia a riadiacu jednotku s prístrojovou doskou. Hlavným účelom jednotky je usporiadanie frézovacích a brúsnych strojov, ako aj zabezpečenie prevádzky rôznych domácich, priemyselných a dopravných mechanizmov.

Typy motorov

Domáci motor môže mať niekoľko konfigurácií. Medzi nimi:

• Varianty s permanentným magnetom.
• Kombinovaný synchrónny model.
• Variabilný motor.

Pohon s permanentným magnetom je vybavený hlavným prvkom v rotorovej časti. Fungovanie takýchto zariadení je založené na princípe priťahovania alebo odpudzovania medzi statorom a rotorom zariadenia. Takýto krokový motor je vybavený rotorovou časťou vyrobenou zo železa. Princíp jeho fungovania je založený na základnom základe, podľa ktorého sa maximálne prípustné odpudzovanie vykonáva s minimálnou vôľou. To prispieva k priťahovaniu bodov rotora k pólom statora. Kombinované zariadenia kombinujú obe možnosti.

Ďalšou možnosťou sú dvojfázové krokové motory. Zariadenie je jednoduchého dizajnu, môže mať dva typy vinutia, ľahko sa inštaluje na požadované miesto.

Monopolárne modifikácie

Vlastnoručne vyrobený motor tohto typu pozostáva z jediného vinutia a centrálneho magnetického ventilu, ktorý ovplyvňuje všetky fázy. Každý oddiel vinutia je aktivovaný, aby poskytoval špecifické magnetické pole. Pretože v takomto obvode je pól schopný fungovať bez dodatočné spínanie, prepínanie dráhy a smeru prúdu má elementárne zariadenie. Pre štandardný motor s priemerným výkonom stačí jeden tranzistor, ktorý je súčasťou výbavy každého vinutia. Typický obvod dvojfázový motor zahŕňa šesť vodičov na výstupnom signáli a tri podobné prvky na fáze.

Mikrokontrolér stroja možno použiť na aktiváciu tranzistora v automaticky určenom poradí. V tomto prípade sú vinutia spojené pripojením výstupných vodičov a permanentný magnet. Keď sa svorky cievky vzájomne ovplyvňujú, hriadeľ je zablokovaný pre otáčanie. Odpor medzi spoločným vodičom a koncom cievky je úmerný rovnakému rozmeru medzi koncami vedenia. V tomto ohľade je dĺžka spoločného drôtu dvakrát dlhšia ako spojovacia polovica cievky.

Bipolárne možnosti

Domáce krokový motor Tento typ je vybavený jednofázovým vinutím. Tok prúdu do nej sa uskutočňuje otáčavým spôsobom pomocou magnetického pólu, čo spôsobuje komplikáciu obvodu. Zvyčajne sa agreguje so spojovacím mostíkom. Existuje niekoľko ďalších káblov, ktoré nie sú zdieľané. Pri zmiešavaní signálu takéhoto motora na vyšších frekvenciách klesá účinnosť trenia systému.

Vytvárajú sa aj trojfázové analógy s úzkou špecializáciou. Používajú sa pri konštrukcii CNC strojov, ako aj v niektorých automobilových odvetviach palubné počítače a tlačiarní.

Zariadenie a princíp činnosti

Keď je na svorky privedené napätie, kefy motora sa neustále otáčajú. Inštalácia zapnutá Voľnobeh je jedinečný v tom, že prevádza prichádzajúce impulzy do vopred určenej polohy existujúceho hnacieho hriadeľa.

Akýkoľvek impulzný signál pôsobí na hriadeľ pod určitým uhlom. Takáto prevodovka je najúčinnejšia, ak je okolo centrálnej ozubenej železnej tyče alebo jej ekvivalentu umiestnených niekoľko magnetických zubov. Elektromagnety sú aktivované externým riadiacim obvodom pozostávajúcim z mikroregulátora. Na začatie otáčania hriadeľa motora jeden aktívny elektromagnet pritiahne zuby kolesa na jeho povrch. Keď sú zarovnané s hostiteľom, mierne sa pohybujú smerom k ďalšej magnetickej časti.

IN krokový motor prvý magnet by sa mal zapnúť a ďalší prvok by sa mal vypnúť. V dôsledku toho sa ozubené koleso začne otáčať a postupne sa vyrovnáva s predchádzajúcim kolesom. Proces sa striedavo opakuje požadovaný počet krát. Takéto revolúcie sa nazývajú „konštantný krok“. Rýchlosť otáčania motora sa dá určiť spočítaním počtu krokov plný obrat jednotka.

Pripojenie

Pripojenie minimotora typu „urob si sám“ sa vykonáva podľa určitej schémy. Hlavná pozornosť sa venuje počtu vodičov pohonu, ako aj účelu zariadenia. Krokové motory môžu byť vybavené 4, 5, 6 alebo 8 vodičmi. Modifikácia so štyrmi elektroinštalačnými prvkami môže byť prevádzkovaná iba s bipolárnym zariadením. Akékoľvek fázové vinutie má dva vodiče. Na určenie požadovanej dĺžky pripojenia v režime krok za krokom sa odporúča použiť bežný meter, ktorý vám umožní presne nastaviť požadovaný parameter.

Výkonný šesťvodičový motor má pár vodičov pre každé vinutie a centrovací kohút, ktorý je možné pripojiť k mono alebo bipolárnemu zariadeniu. Na agregáciu s jedným zariadením sa používa všetkých šesť drôtov a pre spárovaný analóg bude stačiť jeden koniec drôtu a centrálny kohútik každého vinutia.

vlastnými rukami?

Na vytvorenie elementárneho motora budete potrebovať kúsok magnetu, vŕtačku, fluoroplast, medený drôt, mikročip, drôt. Namiesto magnetu môžete použiť zbytočné vibrovanie mobilného telefónu.

Ako súčasť rotácie sa používa vŕtačka, pretože nástroj optimálne sedí Technické parametre. Ak sa vnútorný polomer magnetu nezhoduje s rovnakým rozmerom hriadeľa, možno použiť medený drôt navinutý tak, aby sa eliminovala vôľa hriadeľa. Táto operácia umožňuje zväčšiť priemer hriadeľa v mieste spojenia s rotorom.

V ďalšej tvorbe domáci motor budete musieť vyrobiť puzdrá z fluoroplastu. Aby ste to urobili, vezmite pripravený list a vytvorte otvor s priemerom 3 mm. Potom navrhnite čap. Hriadeľ musí byť brúsený na priemer, ktorý umožňuje voľný pohyb. Vyhnete sa tak nadmernému treniu.

záverečná fáza

Ďalej sú cievky navinuté. Rám požadovanej veľkosti je upnutý do tisu. Na navinutie 60 závitov potrebujete 0,9 metra drôtu. Po ukončení procedúry sa cievka ošetrí lepiacou kompozíciou. Tento jemný postup je najlepšie vykonať pomocou mikroskopu alebo lupy. Po každom dvojitom navinutí sa medzi objímku a drôt vloží kvapka lepidla. Jedna hrana každého vinutia je prispájkovaná, čo umožní získať jeden uzol s dvojicou výstupov, ktoré sú prispájkované k mikročipu.

Parametre technického plánu

DIY mini motor, v závislosti od dizajnové prvky, môžu mať rôzne vlastnosti. Nižšie sú uvedené parametre najpopulárnejších úprav krokov:

1. ShD-1 - má krok 15 stupňov, má 4 fázy a krútiaci moment 40 Nt.
2. DSh-0,04 A - krok je 22,5 stupňa, počet fáz je 4, rýchlosť je 100 Nt.
3. DSHI-200 - 1,8 stupňa; 4 fáza; krútiaci moment 0,25 Nt.
4. DSh-6 - 18/4/2300 (hodnoty sú uvedené analogicky s predchádzajúcimi parametrami).

Keď viete, ako vyrobiť motor doma, musíte si uvedomiť, že rýchlosť indikátora krútiaceho momentu krokového motora sa bude transformovať priamo úmerne k rovnakému aktuálnemu parametru. Lineárne zníženie krútiaceho momentu o vysoké rýchlosti priamo závisí od obvodu pohonu a indukčnosti vinutia. Motory IP 65 sú určené pre drsné podmienky práca. V porovnaní so servermi fungujú stepperové modely oveľa dlhšie a produktívnejšie a nevyžadujú časté opravy. Servomotory však majú trochu iné zameranie, takže porovnávanie týchto typov nemá veľký zmysel.

Vyrábame domáci spaľovací motor

Motor pre domácich majstrov sa dá vyrobiť aj na kvapalné palivo. Nevyžaduje zložité vybavenie a profesionálne nástroje. Nevyhnutné, ktoré možno odobrať z traktora alebo automobilu palivové čerpadlo. Valec piestovej objímky je vytvorený odrezaním zosilneného prvku potrubia. Potom by ste mali urobiť otvory pre výfukové a obtokové okná, v hornej časti prispájkovať pár matíc určených pre zapaľovacie sviečky. Typ prvkov - M-6. Piest je odrezaný od piestu.

Domáci dieselový motor bude vyžadovať inštaláciu kľukovej skrine. Je vyrobený z cínu s naletovanými ložiskami. Dodatočná pevnosť vám umožní vytvoriť tkaninu potiahnutú epoxidová živica Ten, ktorý zakrýva prvok.

Kľukový hriadeľ je zostavený zo zosilnenej podložky s dvojicou otvorov. Do jednej z nich je potrebné vtlačiť hriadeľ a druhá krajná objímka slúži na montáž čapu s ojnicou. Operácia sa vykonáva aj stlačením.

Záverečné práce na montáži domáceho dieselového motora

Nasleduje postup montáže zapaľovacej cievky:

• Použitý diel z auta alebo motorky.
• Je nainštalovaná vhodná sviečka.
• Namontované izolátory, fixované "epoxidom".

Alternatíva k motoru s systém spaľovacieho motora môže slúžiť bezkontaktný motor uzavretého typu, ktorého zariadenie a princíp činnosti predstavujú systém na spätnú výmenu plynov. Skladá sa z dvojdielnej komory, piestu, kľukového hriadeľa, prenosový box, zapaľovacie systémy. Keď viete, ako vyrobiť motor vlastnými rukami, môžete veľa ušetriť a získať potrebnú a užitočnú vec na farme.

Kedysi slávny Stirlingov motor bol na dlhú dobu zabudnutý kvôli širokému používaniu iného motora ( vnútorné spaľovanie). No dnes o ňom počujeme čoraz viac. Možno má šancu stať sa populárnejším a nájsť si svoje miesto nová úprava v modernom svete?

Príbeh

Stirlingov motor je tepelný motor, ktorý bol vynájdený začiatkom devätnásteho storočia. Autorom, ako viete, bol istý Stirling menom Robert, kňaz zo Škótska. Zariadenie je motor s vonkajším spaľovaním, kde sa teleso pohybuje v uzavretej nádobe a neustále mení svoju teplotu.

Kvôli rozšíreniu iného typu motora sa naň takmer zabudlo. Napriek tomu je dnes Stirlingov motor (mnohí amatéri si ho stavajú doma vlastnými rukami) vďaka svojim výhodám opäť späť.

Hlavný rozdiel oproti spaľovaciemu motoru spočíva v tom, že tepelná energia prichádza zvonku a nevytvára sa v samotnom motore, ako v spaľovacom motore.

Princíp činnosti

Môžete si predstaviť uzavretý objem vzduchu uzavretý v kryte s membránou, teda piestom. Keď sa telo zahrieva, vzduch sa roztiahne a vykoná prácu, čím sa vyklenie piest. Potom dôjde k ochladeniu a opäť sa ohne. Toto je cyklus mechanizmu.

Niet divu, že veľa domácich termoakustických Stirlingových motorov sa vyrába doma. Nástroje a materiály na to vyžadujú minimum, ktoré má každý vo svojom dome. Zvážte dva rôzne cesty aké ľahké je vytvoriť.

Pracovné materiály

Na výrobu Stirlingovho motora vlastnými rukami budete potrebovať nasledujúce materiály:

• cín;
• oceľový lúč;
• mosadzná trubica;
• píla na železo;
• súbor;
• drevený stojan;
• kovové nožnice;
• detaily spojovacích prvkov;
• spájkovačka;
• spájkovanie;
• spájka;
• stroj.

To je všetko. Zvyšok je otázkou jednoduchej techniky.

Ako na to

Ohnisko a dva valce pre základňu sú pripravené z cínu, z ktorého bude pozostávať Stirlingov motor vyrobený ručne. Rozmery sa vyberajú nezávisle, berúc do úvahy účely, na ktoré je toto zariadenie určené. Predpokladajme, že motor je vyrobený na demonštračné účely. Potom bude zametanie hlavného valca od dvadsať do dvadsaťpäť centimetrov, nie viac. Ostatné časti by do nej mali zapadať.

V hornej časti valca na pohyb piestu sú vytvorené dva výstupky a otvory s priemerom štyri až päť milimetrov. Prvky budú pôsobiť ako ložiská pre umiestnenie kľukového zariadenia.

Ďalej sa vytvorí pracovné teleso motora (stane sa obyčajnou vodou). Cínové kruhy sú prispájkované k valcu, ktorý je zvinutý do rúrky. Vyrobia sa do nich otvory a vložia sa mosadzné rúrky s dĺžkou dvadsaťpäť až tridsaťpäť centimetrov a priemerom štyri až päť milimetrov. Na konci skontrolujú, ako je komora tesná, naplnením vodou.

Ďalej prichádza na rad vytesňovač. Na výrobu sa z dreva odoberie polotovar. Na stroji dosiahnu, že má podobu bežného valca. Vytesňovač by mal byť o niečo menší ako priemer valca. Optimálna výška sa vyberie po ručnej výrobe Stirlingovho motora. Preto by v tejto fáze mala dĺžka predpokladať určitú rezervu.

Špica sa zmení na valcovú tyč. V strede drevenej nádoby vytvorte otvor vhodný pre stonku a vložte ju. V hornej časti tyče je potrebné zabezpečiť miesto pre zariadenie ojnice.

Potom vezmú medené rúrky dlhé štyri a pol centimetra a dva a pol centimetra v priemere. Na valec je prispájkovaný kruh cínu. Po stranách na stenách je vytvorený otvor na spojenie nádoby s valcom.

Piest sa nastavuje na sústruhu aj zvnútra na priemer veľkého valca. V hornej časti je tyč spojená sklopným spôsobom.

Montáž je dokončená a mechanizmus je nastavený. Za týmto účelom sa piest vloží do valca väčšia veľkosť a pripojte ho k ďalšiemu menšiemu valcu.

Na veľkom valci stavajú kľukový mechanizmus. Upevnite časť motora pomocou spájkovačky. Hlavné časti sú upevnené na drevenom podstavci.

Valec je naplnený vodou a pod dno je umiestnená sviečka. Stirlingov motor, vyrobený ručne od začiatku do konca, je kontrolovaný na výkon.

Druhý spôsob: materiály

Motor sa dá vyrobiť aj inak. Na to budete potrebovať nasledujúce materiály:

• cín;
• Penová guma;
• spinky;
• disky;
• dve skrutky.

Ako na to

Penová guma sa veľmi často používa na uľahčenie domova výkonný motor Stirling ručne. Z neho je pripravený pretláčač pre motor. Vystrihnite penový kruh. Priemer by mal byť o niečo menší ako priemer plechovky a výška by mala byť o niečo väčšia ako polovica.

V strede krytu je vytvorený otvor pre budúcu ojnicu. Aby to išlo hladko, spinka sa zroluje do špirály a prispájkuje sa k vrchnáku.

Penový kruh v strede je prepichnutý tenkým drôtom so skrutkou a pripevnený na vrchu podložkou. Potom spojte kus kancelárskej sponky spájkovaním.

Vytesňovač sa zatlačí do otvoru na veku a nádoba sa spojí s vekom spájkovaním na utesnenie. Na sponke sa urobí malá slučka a vo vrchnáku sa urobí ďalší, väčší otvor.

Plech cínu sa zvinie do valca a prispájkuje sa a potom sa pripevní k plechovke tak, aby vôbec neboli žiadne medzery.

Spinka sa zmení na kľukový hriadeľ. Rozstup by mal byť presne deväťdesiat stupňov. Koleno nad valcom je o niečo väčšie ako druhé.

Zostávajúce sponky na papier sa premenia na stojany pre hriadeľ. Membrána je vyrobená nasledovne: valec je zabalený do polyetylénovej fólie, pretlačený a pripevnený závitom.

Spojovacia tyč je vyrobená z kancelárskej sponky, ktorá je vložená do kusu gumy a hotová časť je pripevnená k membráne. Dĺžka ojnice je vytvorená tak, že v dolnom bode hriadeľa je membrána vtiahnutá do valca a v najvyššom bode je predĺžená. Druhá časť ojnice je vyrobená rovnakým spôsobom.

Potom sa jeden prilepí na membránu a druhý na vytesňovač.

Nohy plechoviek môžu byť tiež vyrobené z kancelárskych sponiek a spájkované. Pre kľuku sa používa CD.

Tu je celý mechanizmus. Zostáva len vymeniť a zapáliť sviečku pod ňou a potom pretlačiť zotrvačník.

Záver

Taký je nízkoteplotný Stirlingov motor (postavený vlastnými rukami). Samozrejme, v priemyselnom meradle sa takéto zariadenia vyrábajú úplne iným spôsobom. Princíp však zostáva rovnaký: objem vzduchu sa ohrieva a potom ochladzuje. A toto sa neustále opakuje.

Nakoniec sa pozrite na tieto výkresy Stirlingovho motora (môžete to urobiť sami bez špeciálnych zručností). Možno vám už tá myšlienka horí a chcete urobiť niečo podobné?

Môžete si samozrejme kúpiť krásne továrenské modely Stirlingových motorov, ako napríklad v tomto čínskom internetovom obchode. Niekedy však chcete vytvoriť sami seba a urobiť vec, dokonca aj z improvizovaných prostriedkov. Naša webová stránka už ponúka niekoľko možností výroby týchto motorov a v tejto publikácii si ich prečítajte úplne jednoduchá možnosť výroba doma.

Na jeho výrobu budete potrebovať improvizované materiály: plechovku konzerv, malý kúsok penovej gumy, CD, dve skrutky a sponky.

Penová guma je jedným z najbežnejších materiálov používaných pri výrobe Stirlingových motorov. Vyrába sa z neho pretláčač motora. Z kusu našej penovej gumy sme vyrezali kruh, jeho priemer bol o dva milimetre menší ako vnútorný priemer plechovky a výška je o niečo väčšia ako polovica.

V strede krytu vyvŕtame otvor, do ktorého potom vložíme ojnicu. Pre plynulý chod ojnice urobíme zo spinky špirálu a prispájkujeme ju na kryt.

Kruh z penovej gumy z penovej gumy v strede prepichneme skrutkou a zaistíme podložkou zhora a zdola podložkou a maticou. Potom pripevníme kus kancelárskej sponky spájkovaním, ktorý sme predtým narovnali.

Teraz zapichneme vytesňovač do vopred vytvoreného otvoru vo veku a hermeticky prispájkujeme veko a nádobu. Na konci kancelárskej sponky urobíme malú slučku a do vrchnáka vyvŕtame ďalší otvor, ale o niečo viac ako ten prvý.

Z cínu pomocou spájkovania vyrobíme valec.

Hotový valec pripevníme k tégliku spájkovačkou tak, aby v mieste spájkovania nezostali žiadne medzery.

Vyrábame kľukový hriadeľ z kancelárskej sponky. Rozstup kolien by sa mal robiť pod uhlom 90 stupňov. Koleno, ktoré bude na výšku nad valcom, je o 1-2 mm väčšie ako druhé.

Stojany na hriadeľ vyrábame zo spiniek. Vytvorenie membrány Za týmto účelom položíme na valec plastovú fóliu, trochu ju zatlačíme dovnútra a pripevníme na valec závitom.

Spojovacia tyč, ktorú bude potrebné pripevniť k membráne, je vyrobená z kancelárskej sponky a vložená do kusu gumy. Dĺžka ojnice musí byť vyrobená tak, aby v spodnej časti mŕtvy stred hriadeľ sa membrána vtiahla do valca a v hornom naopak predĺžila. Druhá ojnica je konfigurovaná rovnakým spôsobom.

Spojovaciu tyč prilepíme gumou na membránu a druhú pripevníme na premiestňovač.

Nožičky od sponiek pripevníme spájkovačkou k tégliku a zotrvačník pripevníme na kľuku. Môžete napríklad použiť CD.

Stirlingov motor vyrobený doma. Teraz zostáva priviesť teplo pod nádobu - zapáliť sviečku. A po niekoľkých sekundách stlačte zotrvačník.

Ako vyrobiť jednoduchý Stirlingov motor (s fotografiami a videom)

www.newphysicist.com

Urobme Stirlingov motor.

Stirlingov motor je tepelný motor, ktorý pracuje tak, že cyklicky stláča a rozpína ​​vzduch alebo iný plyn (pracovnú tekutinu) pri rôznych teplotách, takže dochádza k čistej premene tepelnej energie na mechanická práca. Presnejšie povedané, Stirlingov motor je regeneračný tepelný motor s uzavretým cyklom s neustále plynnou pracovnou kvapalinou.

Stirlingove motory majú viac vysoká účinnosť v porovnaní s parný motor a môže dosiahnuť 50% účinnosť. Sú tiež schopné pracovať ticho a môžu využívať takmer akýkoľvek zdroj tepla. Zdroj tepelnej energie sa generuje mimo Stirlingovho motora a nie vnútorným spaľovaním, ako je to v prípade motorov s Ottovým alebo dieselovým cyklom.

Stirlingove motory sú kompatibilné s alternatívne a obnoviteľné zdroje energie, pretože môžu nadobudnúť na význame s rastom cien tradičných palív a vo svetle problémov, ako je vyčerpanie zásob ropy a zmena klímy.

V tomto projekte vám dáme jednoduché pokyny vytvoriť veľmi jednoduché motora DIY Miešanie pomocou skúmavky a injekčnej striekačky .

Ako vyrobiť jednoduchý Stirlingov motor - Video

Komponenty a kroky na výrobu Stirlingovho motora

1. Kus tvrdého dreva alebo preglejky

Toto je základ pre váš motor. Preto musí byť dostatočne tuhý, aby zvládal pohyby motora. Potom vytvorte tri malé otvory, ako je znázornené na obrázku. Môžete tiež použiť preglejku, drevo atď.

2. Mramorové alebo sklenené korálky

V Stirlingovom motore tieto gule fungujú dôležitá funkcia. V tomto projekte funguje mramor ako vytláčač horúceho vzduchu z teplej strany skúmavky na studenú stranu. Keď sa mramor premiestni horúci vzduch, ochladí sa.

3. Tyčinky a skrutky

Čapy a skrutky slúžia na držanie trubice v pohodlnej polohe pre voľný pohyb v akomkoľvek smere bez akéhokoľvek prerušenia.

4. Gumové kúsky

Kúpte si gumu a vystrihnite ju do nasledujúcich tvarov. Používa sa na bezpečné uchytenie trubice a udržanie jej tesnosti. V ústí trubice by nemalo dôjsť k úniku. Ak áno, projekt nebude úspešný.

5. Striekačka

Striekačka je jednou z najdôležitejších a pohyblivých častí jednoduchý motor Stirling. Pridajte trochu lubrikantu do vnútra striekačky, aby sa piest mohol voľne pohybovať vo vnútri valca. Keď vzduch expanduje vo vnútri skúmavky, tlačí piest nadol. V dôsledku toho sa valec injekčnej striekačky posunie nahor. Zároveň sa mramor valí smerom k horúcej strane trubice a vytláča horúci vzduch von a spôsobuje jeho ochladzovanie (zmenšovanie objemu).

6. Skúmavka Skúmavka je najdôležitejším a funkčným komponentom jednoduchého Stirlingovho motora. Skúmavka je vyrobená z určitého typu skla (ako je borosilikátové sklo), ktoré je vysoko tepelne odolné. Dá sa teda zohriať až vysoké teploty.

Ako funguje Stirlingov motor?

Niektorí ľudia hovoria, že Stirlingove motory sú jednoduché. Ak je to pravda, potom sú rovnako ako veľké rovnice fyziky (napr. E = mc2) jednoduché: sú jednoduché na povrchu, ale bohatšie, zložitejšie a potenciálne veľmi mätúce, kým si ich neuvedomíte. Myslím si, že je bezpečnejšie považovať Stirlingove motory za zložité: mnohé sú veľmi zlé videá YouTube ukazuje, aké ľahké je „vysvetliť“ ich veľmi neúplným a neuspokojivým spôsobom.

Podľa môjho názoru nemôžete pochopiť Stirlingov motor len tak, že ho postavíte alebo keď budete zvonku sledovať, ako funguje: musíte sa vážne zamyslieť nad cyklom krokov, ktorými prechádza, čo sa deje s plynom vo vnútri a ako sa líši od čo sa deje v bežnom parnom stroji.

Všetko, čo je potrebné na prevádzku motora, je prítomnosť teplotného rozdielu medzi horúcou a studenou časťou plynovej komory. Boli vyrobené modely, ktoré môžu pracovať len s teplotným rozdielom 4 °C, hoci továrenské motory budú pravdepodobne pracovať s rozdielom niekoľkých stoviek stupňov. Tieto motory sa môžu stať najúčinnejšou formou spaľovacích motorov.

Stirlingove motory a koncentrovaná slnečná energia

Stirlingove motory poskytujú úhľadný spôsob premeny tepelnej energie na pohyb, ktorý môže poháňať generátor. Najbežnejším usporiadaním je mať motor v strede parabolického zrkadla. Zrkadlo bude namontované na sledovači, aby zaostrilo slnečné lúče na motor.

* Stirlingov motor ako prijímač

Možno ste sa počas školských čias hrali s vypuklými šošovkami. Sústreďovanie slnečnej energie na spálenie listu papiera alebo zápalky, mám pravdu? Nové technológie sa vyvíjajú zo dňa na deň. Koncentrovaná solárna tepelná energia si v súčasnosti získava čoraz väčšiu pozornosť.

Vyššie je krátke video jednoduchého motora zo skúmavky, ktorý používa sklenené guľôčky ako hnací plyn a sklenenú striekačku ako silový piest.

Tento jednoduchý Stirlingov motor bol vyrobený z materiálov, ktoré sú k dispozícii vo väčšine školských vedeckých laboratórií a možno ho použiť na demonštráciu jednoduchého tepelného motora.

Diagram tlak-objem na cyklus

Proces 1 → 2 Expanzia pracovného plynu na horúcom konci trubice, teplo sa prenáša do plynu a plyn expanduje, zväčšuje objem a tlačí piest striekačky nahor.

Proces 2 → 3 Keď sa mramor pohybuje smerom k horúcemu koncu rúrky, plyn je tlačený z horúceho konca rúrky na studený koniec a ako sa plyn pohybuje, odovzdáva teplo stene rúrky.

Proces 3 → 4 Teplo sa odoberá z pracovného plynu a objem sa zmenšuje, piest striekačky sa pohybuje nadol.

Proces 4 → 1 Ukončí cyklus. Pracovný plyn sa pohybuje od studeného konca rúrky k horúcemu koncu, keď ho guľôčky vytláčajú, pričom pri pohybe prijíma teplo zo steny rúrky, čím sa zvyšuje tlak plynu.

Kedysi slávny Stirlingov motor bol na dlhú dobu zabudnutý kvôli rozšírenému používaniu iného motora (spaľovanie). No dnes o ňom počujeme čoraz viac. Možno má šancu stať sa populárnejším a nájsť si svoje miesto v novej modifikácii v modernom svete?

Príbeh

Stirlingov motor je tepelný motor, ktorý bol vynájdený začiatkom devätnásteho storočia. Autorom, ako viete, bol istý Stirling menom Robert, kňaz zo Škótska. Zariadenie je motor s vonkajším spaľovaním, kde sa teleso pohybuje v uzavretej nádobe a neustále mení svoju teplotu.

Kvôli rozšíreniu iného typu motora sa naň takmer zabudlo. Napriek tomu je dnes Stirlingov motor (mnohí amatéri si ho stavajú doma vlastnými rukami) vďaka svojim výhodám opäť späť.

Hlavný rozdiel oproti spaľovaciemu motoru spočíva v tom, že tepelná energia prichádza zvonku a nevytvára sa v samotnom motore, ako v spaľovacom motore.

Princíp činnosti

Môžete si predstaviť uzavretý objem vzduchu uzavretý v kryte s membránou, teda piestom. Keď sa telo zahrieva, vzduch sa roztiahne a vykoná prácu, čím sa vyklenie piest. Potom dôjde k ochladeniu a opäť sa ohne. Toto je cyklus mechanizmu.

Niet divu, že veľa domácich termoakustických Stirlingových motorov sa vyrába doma. Nástroje a materiály na to vyžadujú minimum, ktoré má každý vo svojom dome. Pozrime sa na dva rôzne spôsoby, aké ľahké je vytvoriť.

Pracovné materiály

Na výrobu Stirlingovho motora vlastnými rukami budete potrebovať nasledujúce materiály:

• cín;
• oceľový lúč;
• mosadzná trubica;
• píla na železo;
• súbor;
• drevený stojan;
• kovové nožnice;
• detaily spojovacích prvkov;
• spájkovačka;
• spájkovanie;
• spájka;
• stroj.

To je všetko. Zvyšok je otázkou jednoduchej techniky.

Ako na to

Ohnisko a dva valce pre základňu sú pripravené z cínu, z ktorého bude pozostávať Stirlingov motor vyrobený ručne. Rozmery sa vyberajú nezávisle, berúc do úvahy účely, na ktoré je toto zariadenie určené. Predpokladajme, že motor je vyrobený na demonštračné účely. Potom bude zametanie hlavného valca od dvadsať do dvadsaťpäť centimetrov, nie viac. Ostatné časti by do nej mali zapadať.

V hornej časti valca na pohyb piestu sú vytvorené dva výstupky a otvory s priemerom štyri až päť milimetrov. Prvky budú pôsobiť ako ložiská pre umiestnenie kľukového zariadenia.

Ďalej sa vytvorí pracovné teleso motora (stane sa obyčajnou vodou). Cínové kruhy sú prispájkované k valcu, ktorý je zvinutý do rúrky. Vyrobia sa do nich otvory a vložia sa mosadzné rúrky s dĺžkou dvadsaťpäť až tridsaťpäť centimetrov a priemerom štyri až päť milimetrov. Na konci skontrolujú, ako je komora tesná, naplnením vodou.

Ďalej prichádza na rad vytesňovač. Na výrobu sa z dreva odoberie polotovar. Na stroji dosiahnu, že má podobu bežného valca. Vytesňovač by mal byť o niečo menší ako priemer valca. Optimálna výška sa vyberie po ručnej výrobe Stirlingovho motora. Preto by v tejto fáze mala dĺžka predpokladať určitú rezervu.

Špica sa zmení na valcovú tyč. V strede drevenej nádoby vytvorte otvor vhodný pre stonku a vložte ju. V hornej časti tyče je potrebné zabezpečiť miesto pre zariadenie ojnice.

Potom vezmú medené rúrky dlhé štyri a pol centimetra a dva a pol centimetra v priemere. Na valec je prispájkovaný kruh cínu. Po stranách na stenách je vytvorený otvor na spojenie nádoby s valcom.

Piest sa nastavuje na sústruhu aj zvnútra na priemer veľkého valca. V hornej časti je tyč spojená sklopným spôsobom.

Montáž je dokončená a mechanizmus je nastavený. Za týmto účelom sa piest vloží do väčšieho valca a ten sa pripojí k ďalšiemu menšiemu valcu.

Na veľkom valci je postavený kľukový mechanizmus. Upevnite časť motora pomocou spájkovačky. Hlavné časti sú upevnené na drevenom podstavci.

Valec je naplnený vodou a pod dno je umiestnená sviečka. Stirlingov motor, vyrobený ručne od začiatku do konca, je kontrolovaný na výkon.

Druhý spôsob: materiály

Motor sa dá vyrobiť aj inak. Na to budete potrebovať nasledujúce materiály:

• cín;
• Penová guma;
• spinky;
• disky;
• dve skrutky.

Ako na to

Penová guma sa veľmi často používa na výrobu jednoduchého, nie výkonného Stirlingovho motora doma vlastnými rukami. Z neho je pripravený pretláčač pre motor. Vystrihnite penový kruh. Priemer by mal byť o niečo menší ako priemer plechovky a výška by mala byť o niečo väčšia ako polovica.

V strede krytu je vytvorený otvor pre budúcu ojnicu. Aby to išlo hladko, spinka sa zroluje do špirály a prispájkuje sa k vrchnáku.

Penový kruh v strede je prepichnutý tenkým drôtom so skrutkou a pripevnený na vrchu podložkou. Potom spojte kus kancelárskej sponky spájkovaním.

Vytesňovač sa zatlačí do otvoru na veku a nádoba sa spojí s vekom spájkovaním na utesnenie. Na sponke sa urobí malá slučka a vo vrchnáku sa urobí ďalší, väčší otvor.

Plech cínu sa zvinie do valca a prispájkuje sa a potom sa pripevní k plechovke tak, aby vôbec neboli žiadne medzery.

Spinka sa zmení na kľukový hriadeľ. Rozstup by mal byť presne deväťdesiat stupňov. Koleno nad valcom je o niečo väčšie ako druhé.

Zostávajúce sponky na papier sa premenia na stojany pre hriadeľ. Membrána je vyrobená nasledovne: valec je zabalený do polyetylénovej fólie, pretlačený a pripevnený závitom.

Spojovacia tyč je vyrobená z kancelárskej sponky, ktorá je vložená do kusu gumy a hotová časť je pripevnená k membráne. Dĺžka ojnice je vytvorená tak, že v dolnom bode hriadeľa je membrána vtiahnutá do valca a v najvyššom bode je predĺžená. Druhá časť ojnice je vyrobená rovnakým spôsobom.

Potom sa jeden prilepí na membránu a druhý na vytesňovač.

Nohy plechoviek môžu byť tiež vyrobené z kancelárskych sponiek a spájkované. Pre kľuku sa používa CD.

Tu je celý mechanizmus. Zostáva len vymeniť a zapáliť sviečku pod ňou a potom pretlačiť zotrvačník.

Záver

Taký je nízkoteplotný Stirlingov motor (postavený vlastnými rukami). Samozrejme, v priemyselnom meradle sa takéto zariadenia vyrábajú úplne iným spôsobom. Princíp však zostáva rovnaký: objem vzduchu sa ohrieva a potom ochladzuje. A toto sa neustále opakuje.

Nakoniec sa pozrite na tieto výkresy Stirlingovho motora (môžete to urobiť sami bez špeciálnych zručností). Možno vám už tá myšlienka horí a chcete urobiť niečo podobné?

Keďže ceny ropných produktov neustále rastú (napokon, ropa má tendenciu míňať sa), túžba ušetriť na palive je celkom pochopiteľná a mini motor by mohlo byť dobré riešenie.

Aký ekonomický je mini spaľovací motor?

Ako viete, spaľovacie motory sa delia na benzínové a naftové a prvý aj druhý dnes prechádzajú výraznými zmenami. Dôvodom modernizácie ako samotných mechanizmov, tak aj paliva je výrazne zhoršená ekológia, na ktorej stave majú vplyv aj emisie zariadení na kvapalné palivo. Napríklad sa objavil ekologický benzín zriedený alkoholom v pomere 8:2 až 2:8, to znamená, že alkohol v takomto palive môže obsahovať 20 až 80 percent. Tu však upgrade končí. klesajúci trend benzínové motory v objeme sa prakticky nepozoruje. Najmenšie exempláre sú inštalované v modeloch lietadiel, väčšie sa používajú na kosačky na trávu, prívesné motory, snežné skútre, skútre a iné podobné vozidlá.

Pokiaľ ide o dnešok, urobilo sa naozaj veľa, aby bol tento motor skutočne mikroskopický. Obava je v súčasnosti Toyota vytvoril najmenšie miniautá Corolla II, Corsa a Tercel, sú vybavené dieselovými motormi 1N A 1NT len 1,5 litra. Jedným problémom je, že životnosť takýchto mechanizmov je extrémne nízka a dôvodom je veľmi rýchle vyčerpanie zdrojov skupiny valec-piest. Existujú aj veľmi malé dieselové spaľovacie motory, s objemom len 0,21 litra. Inštalujú sa na kompaktné motorové vozidlá a stavebné mechanizmy, no nemožno očakávať veľký výkon, maximum, ktoré vydávajú, je 3,25 k. Spotreba paliva takýchto modelov je však malá, o čom svedčí aj objem palivová nádrž- 2,5 litra.

Aký efektívny je najmenší spaľovací motor?

Bežný spaľovací motor, ktorý je založený na vratnom pohybe piestu, pri zmenšovaní zdvihového objemu stráca výkon. Všetko je to o výraznej strate účinnosti pri premene práve tohto pohybu CPG na rotačný, ktorý je tak potrebný pre kolesá. Ešte pred druhou svetovou vojnou však mechanik samouk Felix Heinrich Wankel vytvoril prvý funkčný príklad spaľovacieho motora s rotačnými piestami, v ktorom sa všetky komponenty iba otáčajú. Je logické, že tento dizajn, ktorý je veľmi podobný elektromotoru, znižuje počet dielov o 40 % v porovnaní so štandardnými motormi.

Napriek tomu, že doteraz neboli všetky problémy vyriešené tento mechanizmus, životnosť, účinnosť a šetrnosť k životnému prostrediu spĺňajú zavedené svetové štandardy. Produktivita prekračuje všetky mysliteľné hranice. Motor s rotačným piestom s pracovným objemom 1,3 litra umožňuje vyvinúť výkon 220 Konská sila . Inštalácia turbodúchadla zvyšuje toto číslo na 350 koní, čo je veľmi významné. No najviac malý motor vnútorné spaľovanie zo série "Wankel", známe pod značkou OSMG 1400, má objem len 0,005 litra, no zároveň produkuje výkon 1,27 k. s vlastnou hmotnosťou 335 gramov.

Hlavná výhoda motory s rotačnými piestami- žiadny hluk sprevádzajúci činnosť mechanizmov v dôsledku nízkej hmotnosti prevádzkových jednotiek a presného vyváženia hriadeľa.

Najmenší dieselový motor ako zdroj energie

Ak hovoríme o plnohodnotnom, tak dnes má najmenšiu veľkosť výmysel inžiniera Jesusa Wildera. Ide o 12-valcový motor typu V, ktorý je plne v súlade so spaľovacím motorom Ferrar ja a Lamborghini. V skutočnosti je však mechanizmus zbytočná cetka, keďže nejazdí na tekuté palivo, ale na stlačený vzduch a s pracovným objemom 12 kubických centimetrov má veľmi nízku účinnosť.

Ďalšia vec je tá najmenšia naftový motor, ktorý vyvinuli britskí vedci. Pravda, ako palivo nepotrebuje motorovú naftu, ale špeciálnu zmes metanolu a vodíka, ktorá sa samovoľne vznieti so zvyšujúcim sa tlakom. Pri hodinovom pohybe piestu v spaľovacej komore, ktorej objem nepresahuje jeden kubický milimeter, dochádza k záblesku, ktorý uvedie mechanizmus do pohybu. Je zvláštne, že mikroskopické rozmery boli dosiahnuté inštaláciou plochých častí, najmä tie isté piesty sú ultratenké dosky. Už dnes sa v spaľovacom motore s rozmermi 5x15x3 milimetre maličký hriadeľ otáča rýchlosťou 50 000 otáčok za minútu, v dôsledku čoho produkuje výkon asi 11,2 wattu.

Vedci zatiaľ čelia množstvu problémov, ktoré je potrebné vyriešiť pred výrobou dieselových minimotorov pre sériovú výrobu. Ide najmä o enormné tepelné straty spôsobené extrémne tenkými stenami spaľovacej komory a krehkosťou materiálov pri pôsobení vysokých teplôt. Keď však malé spaľovacie motory spustia z linky, len niekoľko gramov paliva bude stačiť na to, aby motor s 10% účinnosťou pracoval 20-krát dlhšie a efektívnejšie ako batérie rovnakej veľkosti.