Domáci motor sa dá vyrobiť niekoľkými spôsobmi. Začnime našu recenziu s bipolárnou alebo krokovou možnosťou, čo je dvojpólový elektromotor bez kief. Má jedlo priamy prúd, rozdelí celkový obrat rovným dielom. Na fungovanie tohto zariadenia je potrebný špeciálny ovládač. Konštrukcia zariadenia navyše obsahuje vinutie, magnetické prvky, vysielače, signalizačné zariadenia a riadiacu jednotku s prístrojovou doskou. Hlavným účelom jednotky je vybavenie frézovacích a brúsnych strojov, ako aj zabezpečenie prevádzky rôznych domácich, výrobných a dopravných mechanizmov.

Typy motorov

Domáci motor môže mať niekoľko konfigurácií. Medzi nimi:

• Možnosti permanentného magnetu.
• Kombinovaný synchrónny model.
• Variabilný motor.

Pohon permanentným magnetom je vybavený hlavným prvkom v sekcii rotora. Prevádzka takýchto zariadení je založená na princípe priťahovania alebo odpudzovania medzi statorom a rotorom zariadenia. Tento krokový motor je vybavený železnou časťou rotora. Jeho princíp činnosti je založený na základnom princípe, že maximálne prípustné odpudzovanie sa vykonáva s minimálnou vôľou. To podporuje priťahovanie bodov rotora k pólom statora. Kombinované zariadenia kombinujú oba parametre.

Ďalšou možnosťou sú dvojfázové krokové motory. Zariadenie má jednoduchý dizajn, môže mať dva druhy vinutia, možno ho jednoducho nainštalovať na požadované miesto.

Monopolárne modifikácie

Domáci motor tohto typu pozostáva z jedného vinutia a centrálneho magnetického ventilu, ktorý ovplyvňuje všetky fázy. Každý priestor cievky je aktivovaný, aby poskytoval špecifické magnetické pole. Pretože v takomto obvode je stĺp 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 predpokladá šesť vodičov na výstupnom signáli a tri podobné prvky na fáze.

Jednotkový mikrokontrolér 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 odporu 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 drôtov, ktoré nie sú bežné. Keď sa signál takéhoto motora zmiešava pri vyšších frekvenciách, znižuje sa účinnosť trenia systému.

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

Zariadenie a princíp činnosti

Keď sa napätie prenáša na svorky, 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 redukcia je najúčinnejšia, ak je séria magnetických zubov umiestnená okolo centrálnej ozubenej železnej tyče alebo ekvivalentu. Elektrické magnety sú aktivované z externého riadiaceho obvodu pozostávajúceho z mikroovládača. 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.

V krokový motor prvý magnet by sa mal zapnúť a ďalší prvok deaktivovať. V dôsledku toho sa ozubené koleso začne otáčať a postupne sa vyrovnáva s predchádzajúcim kolesom. Proces sa striedavo opakuje požadovaný počet krát. Takéto otáčky sa nazývajú "konštantný krok". Rýchlosť motora je možné určiť spočítaním počtu krokov plný obrat jednotka.

Pripojenie

Pripojenie minimotora, vyrobeného ručne, 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. Štvorvodičovú verziu je možné prevádzkovať len 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 kohútik, ktorý je možné pripojiť k mono alebo bipolárnemu zariadeniu. Na agregáciu s jedným zariadením sa používa všetkých šesť vodičov a pre spárovaný analóg bude stačiť jeden koniec vodiča a centrálny kohútik každého vinutia.

vlastnými rukami?

Na vytvorenie elementárneho motora potrebujete kúsok magnetu, vŕtačku, fluoroplast, medený drôt, mikročip, drôt. Namiesto magnetu môžete použiť zbytočné vibračné upozornenie na mobil.

Vrták sa používa ako súčasť rotácie, pretože nástroj je optimálne prispôsobený Technické parametre... Ak sa vnútorný polomer magnetu nezhoduje s rovnakým rozmerom hriadeľa, možno použiť medený drôt navinutý tak, aby v hriadeli nebola žiadna vôľa. Táto operácia umožňuje zväčšiť priemer hriadeľa v mieste spojenia s rotorom.

Ďalšia tvorba domáci motor budete musieť vyrobiť fluoroplastové puzdrá. Aby ste to urobili, vezmite pripravený list a vytvorte otvor s priemerom 3 mm. Potom navrhnite objímkovú rúrku. Hriadeľ musí byť brúsený na priemer, ktorý umožňuje voľný pohyb. Vyhnete sa tak zbytočnému 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 lepidlom. 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 k sebe prispájkovaná, čo umožní získať jeden celok 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 krokových úprav:

1. ШД-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 fázy; 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 bude priamo úmerná analogickému parametru prúdu. Zníženie lineárneho krútiaceho momentu o vysoké rýchlosti priamo závisí od obvodu pohonu a indukčnosti vinutia. Motory so stupňom krytia IP 65 sú určené pre drsné podmienky práca. V porovnaní so servermi fungujú krokové modely oveľa dlhšie a efektívnejšie, nevyžadujú časté opravy. Servomotory však majú trochu iné zameranie, takže porovnávať tieto typy nemá veľký zmysel.

Výroba domáceho ICE

Urob si svojpomocne motor možno vyrobiť aj na tekuté palivo. To si nevyžaduje zložité vybavenie a profesionálne nástroje. Nevyhnutné, ktoré je možné vziať z traktora alebo auta palivové čerpadlo... Valec piestovej objímky je vytvorený odrezaním zosilneného čapu. Potom by ste mali urobiť otvory pre výfuk a obtokové okno, prispájkovať pár matíc v hornej časti pre zapaľovacie sviečky. Typ prvku - M-6. Piest je odrezaný od piestu.

Domáci dieselový motor bude vyžadovať inštaláciu kľukovej skrine. Je vyrobený z plechu s spájkovanými ložiskami. Dodatočnú odolnosť vytvorí tkanina potiahnutá epoxidová živica ktorým je prvok pokrytý.

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 je diel z auta alebo motorky.
• Je nainštalovaná vhodná sviečka.
• Izolátory sú namontované, upevnené "epoxidom".

Alternatíva k motoru s ICE systém môže slúžiť ako uzavretý bezkontaktný motor, ktorého zariadenie a princíp činnosti predstavujú systém spätnej výmeny plynov. Skladá sa z dvojdielnej komory, piestu, kľukového hriadeľa, prenosový box, zapaľovacie systémy. Vedieť, ako vyrobiť motor vlastnými rukami, môžete výrazne ušetriť peniaze 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?

História

Stirlingov motor je tepelný motor ktorý bol vynájdený na začiatku 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, pričom neustále mení svoju teplotu.

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

Hlavným rozdielom od spaľovacieho motora je, 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 zahreje, vzduch sa roztiahne a vykoná prácu, čím sa ohne piest. Potom vychladne a znova sa zloží. Toto je cyklus mechanizmu.

Niet divu, že mnoho domácich Stirlingových termoakustických motorov sa vyrába doma. Nástroje a materiály na to vyžadujú minimum, ktoré možno nájsť v dome každého. Zvážte dva rôzne cesty aké ľahké je to vytvoriť.

Materiály pre prácu

Na výrobu Stirlingovho motora vlastnými rukami budete potrebovať nasledujúce materiály:

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

To je všetko. Zvyšok je otázkou jednoduchej techniky.

Ako urobiť

Ohnisko a dva valce pre základňu sú pripravené z cínu, z ktorého sa bude skladať 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 sa tomu mali prispôsobiť.

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

Ďalej vytvárajú pracovnú kvapalinu motora (stane sa ňou obyčajná voda). Cínové kruhy sú prispájkované k valcu, ktorý je zvinutý do rúrky. Vyrobia sa v 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, zaplavením vodou.

Ďalej prichádza premiestňovač. Na výrobu vezmite polotovar zo stromu. Na stroji dbajú na to, aby nadobudol tvar bežného valca. Vytesňovač by mal byť o niečo menší ako priemer valca. Optimálna výška sa vyberie po vyrobení Stirlingovho motora pre domácich majstrov. Preto by v tomto štádiu mala dĺžka predpokladať určitú rezervu.

Špica sa zmení na valcovú tyč. V strede drevenej nádoby je vytvorený otvor, vhodný pre stonku, vložte ju. V hornej časti stonky 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 cínový hrnček. Na stranách stien je vytvorený otvor na spojenie nádoby s valcom.

Piest je tiež namontovaný na sústruhu do vnútra veľkého valca. V hornej časti je stonka spojená kĺbovým spôsobom.

Montáž je dokončená a mechanizmus je nastavený. Na tento účel sa piest vloží do valca. väčšia veľkosť a pripojte ho k ďalšiemu menšiemu valcu.

Je skonštruovaný veľký valec kľukový mechanizmus... Časť motora je upevnená spájkovačkou. 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 testovaný na funkčnosť.

Metóda dva: materiály

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

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

Ako urobiť

Penová guma sa veľmi často používa na to, aby to nebolo jednoduché doma výkonný motor Stirling 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 viac ako polovica.

V strede krytu je vytvorený otvor pre budúcu ojnicu. Aby to šlo hladko, spinka je zložená do špirály a prispájkovaná k viečku.

Kruh z penovej gumy v strede je prepichnutý tenkým drôtom so skrutkou a pripevnený na vrchu pomocou podložky. Potom je kus kancelárskej sponky spojený spájkovaním.

Vytesňovač sa zasunie do otvoru vo veku a nádoba a veko sa spoja spájkou, aby sa utesnili. Na sponke sa urobí malá slučka a vo vrchnáku ďalší, väčší otvor.

Plech cínu sa zvinie do valca a prispájkuje a potom sa pripevní k nádobe tak, aby nezostali žiadne medzery.

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

Zvyšné skoby sú prerobené na šachtové regály. 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 vyrobená tak, že membrána je vtiahnutá do valca v spodnom hrubom bode a natiahnutá v najvyššom bode. Druhá časť ojnice je vyrobená rovnakým spôsobom.

Potom sa jeden prilepí na membránu a druhý na vytesňovač.

Nohy pohárov môžu byť tiež vyrobené z kancelárskych sponiek a spájkované. Na kľuku sa používa CD.

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

Záver

Taký je nízkoteplotný Stirlingov motor (vlastnej konštrukcie). Samozrejme, v priemyselnom meradle sa takéto zariadenia vyrábajú úplne iným spôsobom. Princíp však zostáva nezmenený: objem vzduchu sa ohreje a potom ochladí. 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 chceli by ste urobiť niečo podobné?

Môžete si samozrejme kúpiť krásne továrenské modely Stirlingových motorov, ako napríklad v tomto čínskom internetovom obchode. Niekedy však chcete vytvoriť seba a urobiť vec, dokonca aj z improvizovaných prostriedkov. Na našej stránke už existuje niekoľko možností na výrobu týchto motorov a v tejto publikácii si ich prečítajte úplne jednoduchá možnosť robiť doma.

Na jeho výrobu budete potrebovať materiály: plechovku konzerv, malý kúsok penovej gumy, CD, dve skrutky a kancelárske 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 v strede prepichneme skrutkou a zastavíme 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 pevne spojíme veko a nádobu spájkovaním. Na konci kancelárskej sponky urobíme malú slučku a do veka vyvŕtame ďalší otvor, ale o niečo väčší ako 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 vo výške nad valcom o 1-2 mm vyššie ako druhé.

Stojany na hriadeľ vyrábame zo spiniek. Vytvorenie membrány. Aby sme to urobili, na valec navlečieme plastový obal, trochu ho zatlačíme dovnútra a pripevníme k valcu 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 mŕtvy stred Na hriadeli bola membrána stiahnutá do valca a vo vyššom naopak vysunutá. Rovnakým spôsobom upravíme druhú ojnicu.

Ojnicu prilepíme gumou na membránu a druhú pripevníme na premiestňovač.

Spájkou pripevníme nôžky sponky k tégliku a na kľuku pripevníme zotrvačník. Môžete napríklad použiť CD-ROM.

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

Ako vytvoriť jednoduchý Stirlingov motor (s fotografiami a videami)

www.newphysicist.com

Urobme Stirlingov motor.

Stirlingov motor je tepelný motor, ktorý pracuje cyklickým stláčaním a rozťahovaním vzduchu alebo iného plynu (pracovnej tekutiny) pri rôznych teplotách, takže dochádza k čistej premene tepelnej energie na mechanická práca... Presnejšie povedané, Stirlingov motor je motor s uzavretým okruhom rekuperácie tepla s trvalo plynnou pracovnou kvapalinou.

Stirlingove motory majú viac vysoká účinnosť v porovnaní s parný motor a môže dosiahnuť 50% účinnosť. Sú schopné aj tichej prevádzky a dokážu využiť takmer akýkoľvek zdroj tepla. Zdroj tepla vzniká mimo Stirlingovho motora, nie vnútorným spaľovaním, ako je to v prípade motorov s Ottovým alebo dieselovým cyklom.

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

V tomto projekte vám dáme jednoduché pokyny vytvoriť veľmi jednoduchý 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 sa vyrovnal s pohybmi motora. Potom vytvorte tri malé otvory, ako je znázornené na obrázku. Môžete použiť aj preglejku, drevo atď.

2. Mramorové alebo sklenené korálky

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

3. Tyčinky a skrutky

Čapy a skrutky sa používajú na držanie trubice v pohodlnej polohe, aby sa mohla voľne pohybovať v akomkoľvek smere bez akéhokoľvek prerušenia.

4. Gumové kúsky

Kúpte si gumu a vystrihnite ju do nasledujúcich tvarov. Používa sa na bezpečné držanie tuby a jej utesnenie. V ústí trubice by nemali byť žiadne netesnosti. Ak áno, projekt nebude úspešný.

5. Striekačka

Striekačka je jednou z najdôležitejších a pohyblivých častí jednoduchý motor Stirling. Pridajte trochu tuku do vnútra striekačky, aby sa piest mohol voľne pohybovať vo vnútri valca. Keď vzduch expanduje vo vnútri trubice, tlačí piest smerom nadol. V dôsledku toho sa valec injekčnej striekačky pohybuje nahor. Zároveň sa mramor odvaľuje smerom k horúcej strane trubice a vytláča horúci vzduch a ochladzuje ho (zmenšuje objem).

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

Ako funguje Stirlingov motor?

Niektorí ľudia hovoria, že Stirlingove motory sú jednoduché. Ak je to pravda, potom sú rovnako ako veľké fyzikálne rovnice (ako E = mc2) jednoduché: na povrchu sú jednoduché, ale bohatšie, zložitejšie a potenciálne veľmi mätúce, kým ich nepochopíte. 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 tak, že ho jednoducho vytvoríte alebo budete pozorovať, ako funguje zvonku: musíte sa vážne zamyslieť nad cyklom krokov, ktorými prechádza, čo sa deje s plynom vo vnútri a ako sa líši od toho, čo prebieha v bežnom parnom stroji.

Všetko, čo je potrebné pre chod motora, je teplotný rozdiel 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 môžu byť najúčinnejšou formou spaľovacích motorov.

Stirlingove motory a koncentrovaná solárna energia

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

* Stirlingov motor ako prijímač

Možno ste sa hrali s konvexnými šošovkami počas stredoškolských čias. 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 vytesňovač a sklenenú striekačku ako hnací 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 skúmavky, plyn je vytláčaný z horúceho konca skúmavky na studený koniec a ako sa plyn pohybuje, odovzdáva teplo stene skúmavky. skúmavka.

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 mramorové gule vytláčajú, pričom pri pohybe odoberajú teplo zo steny rúrky, čím sa zvyšuje tlak plynu.

Kedysi slávny Stirlingov motor bol na dlhú dobu zabudnutý kvôli širokému 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?

História

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, pričom neustále mení svoju teplotu.

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

Hlavným rozdielom od spaľovacieho motora je, 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 zahreje, vzduch sa roztiahne a vykoná prácu, čím sa ohne piest. Potom vychladne a znova sa zloží. Toto je cyklus mechanizmu.

Niet divu, že mnoho domácich Stirlingových termoakustických motorov sa vyrába doma. Nástroje a materiály na to vyžadujú minimum, ktoré možno nájsť v dome každého. Pozrime sa na dva rôzne spôsoby, ako ho jednoducho vytvoriť.

Materiály pre prácu

Na výrobu Stirlingovho motora vlastnými rukami budete potrebovať nasledujúce materiály:

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

To je všetko. Zvyšok je otázkou jednoduchej techniky.

Ako urobiť

Ohnisko a dva valce pre základňu sú pripravené z cínu, z ktorého sa bude skladať 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 sa tomu mali prispôsobiť.

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

Ďalej vytvárajú pracovnú kvapalinu motora (stane sa ňou obyčajná voda). Cínové kruhy sú prispájkované k valcu, ktorý je zvinutý do rúrky. Vyrobia sa v 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, zaplavením vodou.

Ďalej prichádza premiestňovač. Na výrobu vezmite polotovar zo stromu. Na stroji dbajú na to, aby nadobudol tvar bežného valca. Vytesňovač by mal byť o niečo menší ako priemer valca. Optimálna výška sa vyberie po vyrobení Stirlingovho motora pre domácich majstrov. Preto by v tomto štádiu mala dĺžka predpokladať určitú rezervu.

Špica sa zmení na valcovú tyč. V strede drevenej nádoby je vytvorený otvor, vhodný pre stonku, vložte ju. V hornej časti stonky 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 cínový hrnček. Na stranách stien je vytvorený otvor na spojenie nádoby s valcom.

Piest je tiež namontovaný na sústruhu do vnútra veľkého valca. V hornej časti je stonka spojená kĺbovým 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. Časť motora je upevnená spájkovačkou. 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 testovaný na funkčnosť.

Metóda dva: materiály

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

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

Ako urobiť

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 viac ako polovica.

V strede krytu je vytvorený otvor pre budúcu ojnicu. Aby to šlo hladko, spinka je zložená do špirály a prispájkovaná k viečku.

Kruh z penovej gumy v strede je prepichnutý tenkým drôtom so skrutkou a pripevnený na vrchu pomocou podložky. Potom je kus kancelárskej sponky spojený spájkovaním.

Vytesňovač sa zasunie do otvoru vo veku a nádoba a veko sa spoja spájkou, aby sa utesnili. Na sponke sa urobí malá slučka a vo vrchnáku ďalší, väčší otvor.

Plech cínu sa zvinie do valca a prispájkuje a potom sa pripevní k nádobe tak, aby nezostali žiadne medzery.

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

Zvyšné skoby sú prerobené na šachtové regály. 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 vyrobená tak, že membrána je vtiahnutá do valca v spodnom hrubom bode a natiahnutá v najvyššom bode. Druhá časť ojnice je vyrobená rovnakým spôsobom.

Potom sa jeden prilepí na membránu a druhý na vytesňovač.

Nohy pohárov môžu byť tiež vyrobené z kancelárskych sponiek a spájkované. Na kľuku sa používa CD.

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

Záver

Taký je nízkoteplotný Stirlingov motor (vlastnej konštrukcie). Samozrejme, v priemyselnom meradle sa takéto zariadenia vyrábajú úplne iným spôsobom. Princíp však zostáva nezmenený: objem vzduchu sa ohreje a potom ochladí. 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 chceli by ste urobiť niečo podobné?

Keďže ceny ropných produktov neustále rastú (koniec koncov, ropa sa bežne míňa), túžba ušetriť na palive je celkom pochopiteľná a mini motor môže byť dobrým riešením.

Aký ekonomický je mini spaľovací motor?

Ako viete, ICE sa delia na benzín a naftu a prvé aj druhé dnes prechádzajú významnými zmenami. Dôvodom modernizácie ako samotných mechanizmov, tak aj paliva je výrazne zhoršená ekológia, na ktorej stave vplývajú aj emisie zariadení pracujúcich 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 od 20 do 80 percent. To bol ale koniec modernizácie. Klesajúci trend benzínové motory v objeme sa prakticky nedodržiava. Najmenšie vzorky sú inštalované v modeloch lietadiel, väčšie sa používajú v kosačkách na trávu, lodné motory, snežné skútre, skútre a iné podobné vybavenie.

Čo sa týka, dnes sa urobilo naozaj veľa, aby bol tento motor skutočne mikroskopický. V súčasnosti je koncern Toyota vznikli najmenšie miniautá Corolla II, Corsa a Tercel, sú vybavené dieselovými motormi 1N a 1NT objem len 1,5 litra. Jedným problémom je, že životnosť takýchto mechanizmov je extrémne nízka a dôvodom je veľmi rýchly vývoj zdrojov skupiny valec-piest. Existujú aj veľmi malé dieselové spaľovacie motory, s objemom len 0,21 litra. Sú inštalované na kompaktných motorových vozidlách a stavebných mechanizmoch, ale netreba 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, ktorého činnosť je založená 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 pre kolesá tak potrebný. Ešte pred druhou svetovou vojnou však mechanik samouk Felix Heinrich Wankel vytvoril prvý funkčný model rotačného piestového spaľovacieho motora, v ktorom sa všetky agregáty iba otáčajú. Je logické, že tento dizajn veľmi podobný elektromotoru, znižuje počet dielov až o 40% v porovnaní so štandardnými motormi.

Napriek tomu, že dodnes nie sú všetky problémy vyriešené tento mechanizmus, životnosť, účinnosť a šetrnosť k životnému prostrediu sú v súlade so zavedenými medzinárodnými normami. Výkon prekračuje všetky mysliteľné hranice. Rotačný piestový spaľovací motor s pracovným objemom 1,3 litra dokáže vyvinúť kapacitu 220 Konská sila ... Inštalácia turbodúchadla zvyšuje toto číslo na 350 hp, čo je veľmi významné. No a 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- absencia hluku sprevádzajúceho činnosť mechanizmov v dôsledku nízkej hmotnosti pracovných jednotiek a presného vyváženia hriadeľa.

Najmenší dieselový motor ako zdroj energie

Ak hovoríme o plnohodnotnom, tak dnes má najmenšie rozmery výplod inžiniera Jesusa Wildera. Ide o 12-valcový motor typu V, plne kompatibilný 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 vyvinuté britskými vedcami. Pravda, ako palivo nepotrebuje motorovú naftu, ale špeciálnu zmes metanolu a vodíka, ktorá sa samovoľne vznieti so zvyšujúcim sa tlakom. Pri zdvihovom pohybe piestu v spaľovacej komore, ktorej objem nepresahuje jeden kubický milimeter, dôjde k záblesku, ktorý uvedie mechanizmus do činnosti. Je zvláštne, že bolo možné dosiahnuť mikroskopické rozmery inštaláciou plochých častí, najmä tie isté piesty sú ultratenké dosky. Aj dnes sa v spaľovacom motore s rozmermi 5x15x3 milimetre maličký hriadeľ otáča rýchlosťou 50 000 ot./min., čím produkuje výkon asi 11,2 wattu.

Vedci sa zatiaľ stretávajú s množstvom problémov, ktoré je potrebné vyriešiť pred uvoľnením dieselových minimotorov do nepretržitej výroby. Ide najmä o kolosálne tepelné straty spôsobené extrémne tenkými stenami spaľovacej komory a krehkosťou materiálov pri vystavení vysokým teplotám. Keď však malé ICE zídu z montážnej linky, bude stačiť len pár gramov paliva na to, aby mechanizmus fungoval 20-krát dlhšie a efektívnejšie ako batérie rovnakej veľkosti s účinnosťou 10 %.