Modern bilindustri har n?tt en utvecklingsniv? d?r det ?r n?stan om?jligt att uppn? kardinalf?rb?ttringar i designen av traditionella f?rbr?nningsmotorer utan grundl?ggande vetenskaplig forskning. Denna situation tvingar designers att uppm?rksamma alternativa kraftverkskonstruktioner. Vissa ingenj?rscentra har fokuserat p? att skapa och anpassa hybrid- och elektriska modeller f?r serietillverkning, medan andra biltillverkare investerar i utvecklingen av motorer som drivs av f?rnybara k?llor (till exempel biodiesel med rapsolja). Det finns andra drivlinaprojekt som s? sm?ningom kan bli den nya standardframdrivningen f?r fordon.

Bland de m?jliga k?llorna till mekanisk energi f?r framtidens bilar finns den externa f?rbr?nningsmotorn, som uppfanns i mitten av 1800-talet av skotten Robert Stirling som en termisk expansionsmaskin.

Arbetsschema

Stirlingmotorn omvandlar termisk energi som tillf?rs utifr?n till nyttigt mekaniskt arbete pga f?r?ndringar i arbetsv?tskans temperatur(gas eller v?tska) som cirkulerar i en sluten volym.

I allm?nhet ?r driftschemat f?r enheten som f?ljer: i den nedre delen av motorn v?rms arbets?mnet (till exempel luft) upp och, ?kande i volym, trycker upp kolven. Varm luft kommer in i toppen av motorn, d?r den kyls av en kylare. Arbetsv?tskans tryck reduceras, kolven s?nks f?r n?sta cykel. I det h?r fallet ?r systemet f?rseglat och arbets?mnet f?rbrukas inte, utan r?r sig bara inuti cylindern.

Det finns flera designalternativ f?r kraftenheter som anv?nder Stirling-principen.

Stirling modifiering "Alpha"

Motorn best?r av tv? separata kraftkolvar (varma och kalla), som var och en ?r placerad i sin egen cylinder. V?rme tillf?rs cylindern med den varma kolven, och den kalla cylindern ?r placerad i kylv?rmev?xlaren.

Stirling modifiering "Beta"

Cylindern som inneh?ller kolven v?rms p? ena sidan och kyls p? den motsatta sidan. En kraftkolv och en f?rskjutare r?r sig i cylindern, utformade f?r att ?ndra volymen p? arbetsgasen. ?terf?ringen av det kylda arbets?mnet in i motorns heta h?lrum utf?rs av regeneratorn.

Stirling modifiering "Gamma"

Designen best?r av tv? cylindrar. Den f?rsta ?r helt kall, d?r kraftkolven r?r sig, och den andra, varm p? ena sidan och kall p? den andra, tj?nar till att flytta f?rskjutaren. Regeneratorn f?r att cirkulera kall gas kan vara gemensam f?r b?da cylindrarna eller ing? i utformningen av f?rskjutaren.

F?rdelar med Stirlingmotorn

Som de flesta externa f?rbr?nningsmotorer ?r Stirling inneboende multibr?nsle: motorn g?r p? en temperaturskillnad, oavsett orsaken som orsakade det.

Intressant fakta! En g?ng demonstrerades en installation som fungerade p? tjugo br?nslealternativ. Utan att stoppa motorn tillf?rdes bensin, dieselbr?nsle, metan, r?olja och vegetabilisk olja till den yttre f?rbr?nningskammaren - kraftenheten fortsatte att arbeta stadigt.

Motorn har enkel design och kr?ver inga ytterligare system och tillbeh?r (timing, startmotor, v?xell?da).

Funktioner hos enheten garanterar en l?ng livsl?ngd: mer ?n hundra tusen timmars kontinuerlig drift.

Stirlingmotorn ?r tyst, eftersom detonation inte sker i cylindrarna och det finns inget behov av att avl?gsna avgaser. Modifiering "Beta", utrustad med en rombisk vevmekanism, ?r ett perfekt balanserat system som inte har vibrationer under drift.

Det finns inga processer i motorcylindrarna som kan p?verka milj?n negativt. Genom att v?lja en l?mplig v?rmek?lla (t.ex. solenergi) kan Stirling vara absolut milj?v?nlig kraftenhet.

Nackdelar med Stirling-designen

Med alla positiva egenskaper ?r den omedelbara massanv?ndningen av Stirling-motorer om?jlig av f?ljande sk?l:

Huvudproblemet ligger i strukturens materialf?rbrukning. Kylning av arbetsv?tskan kr?ver n?rvaron av radiatorer med stor volym, vilket avsev?rt ?kar installationens storlek och metallf?rbrukning.

Den nuvarande tekniska niv?n g?r det m?jligt f?r Stirling-motorn att j?mf?ra prestanda med moderna bensinmotorer endast genom anv?ndning av komplexa typer av arbetsv?tska (helium eller v?te) under ett tryck p? mer ?n hundra atmosf?rer. Detta faktum v?cker allvarliga fr?gor b?de inom materialvetenskap och anv?ndars?kerhet.

Ett viktigt driftsproblem ?r relaterat till fr?gorna om v?rmeledningsf?rm?ga och temperaturbest?ndighet hos metaller. V?rme tillf?rs arbetsvolymen genom v?rmev?xlare, vilket leder till oundvikliga f?rluster. Dessutom ska v?rmev?xlaren vara tillverkad av v?rmebest?ndiga metaller som ?r resistenta mot h?gt tryck. L?mpliga material ?r mycket dyra och sv?ra att bearbeta.

Principerna f?r att ?ndra l?gena f?r Stirling-motorn skiljer sig ocks? fundamentalt fr?n de traditionella, vilket kr?ver utveckling av speciella kontrollenheter. S? f?r att ?ndra kraften ?r det n?dv?ndigt att ?ndra trycket i cylindrarna, fasvinkeln mellan f?rskjutaren och kraftkolven, eller att p?verka kavitetens kapacitet med arbetsv?tskan.

Ett s?tt att kontrollera axelhastigheten p? en Stirling-motormodell kan ses i f?ljande video:

Effektivitet

I teoretiska ber?kningar beror effektiviteten hos Stirling-motorn p? temperaturskillnaden hos arbetsv?tskan och kan n? 70 % eller mer i enlighet med Carnot-cykeln.

Men de f?rsta proverna som realiserades i metall hade en extremt l?g effektivitet av f?ljande sk?l:

• ineffektiva varianter av kylv?tskan (arbetsv?tska), vilket begr?nsar den maximala uppv?rmningstemperaturen;
• energif?rluster p? grund av friktion av delar och v?rmeledningsf?rm?ga hos motorhuset;
• brist p? strukturella material som ?r resistenta mot h?gt tryck.

Tekniska l?sningar har st?ndigt f?rb?ttrat utformningen av kraftenheten. S?, under andra h?lften av 1900-talet, en fyrcylindrig bil Stirlingmotor med rombisk drivning visade en verkningsgrad lika med 35 % i tester p? en vattenkylv?tska med en temperatur p? 55 ° C. Noggrann studie av designen, anv?ndningen av nya material och finjustering av arbetsenheterna s?kerst?llde effektiviteten hos experimentproverna p? 39%.

Notera! Moderna bensinmotorer med liknande effekt har en verkningsgrad p? 28-30% och turboladdade dieselmotorer i intervallet 32-35%.

Moderna exempel p? Stirling-motorn, som den som byggts av det amerikanska f?retaget Mechanical Technology Inc, visar effektivitet upp till 43,5 %. Och med utvecklingen av produktionen av v?rmebest?ndig keramik och liknande innovativa material kommer det att vara m?jligt att avsev?rt ?ka temperaturen i arbetsmilj?n och uppn? en effektivitet p? 60%.

Exempel p? framg?ngsrik implementering av Stirlings f?r fordon

Trots alla sv?righeter finns det m?nga anv?ndbara modeller av Stirling-motorn som ?r till?mpliga p? bilindustrin.

Intresset f?r Stirling, l?mplig f?r installation i en bil, d?k upp p? 50-talet av XX-talet. Arbete i denna riktning utf?rdes av f?retag som Ford Motor Company, Volkswagen Group och andra.

UNITED STIRLING (Sverige) utvecklade Stirling, som utnyttjade seriekomponenter och sammans?ttningar som tillverkats av biltillverkare maximalt (vevaxel, vevstakar). Den resulterande fyrcylindriga V-formade motorn hade en specifik vikt p? 2,4 kg / kW, vilket ?r j?mf?rbart med egenskaperna hos en kompakt dieselmotor. Denna enhet testades framg?ngsrikt som ett kraftverk f?r en lastbil p? sju ton.

Ett av de framg?ngsrika exemplen ?r den fyrcylindriga Stirling-motorn av den holl?ndska produktionsmodellen "Philips 4-125DA", avsedd f?r installation i en personbil. Motorn hade en arbetseffekt p? 173 liter. Med. i dimensioner liknande den klassiska bensinenheten.

General Motors ingenj?rer uppn?dde betydande resultat genom att bygga en ?ttacylindrig (4 arbets- och 4 kompressionscylindrar) V-formad Stirling-motor med en standardvevmekanism p? 70-talet.

Liknande kraftverk 1972 utrustad med en begr?nsad serie Ford Torino-bilar, vars br?nslef?rbrukning har minskat med 25% j?mf?rt med den klassiska bensin-V-formade ?tta.

F?r n?rvarande arbetar mer ?n femtio utl?ndska f?retag med att f?rb?ttra designen av Stirlingmotorn f?r att anpassa den till massproduktion f?r fordonsindustrins behov. Och om det ?r m?jligt att eliminera bristerna med denna typ av motor, samtidigt som dess f?rdelar bibeh?lls, ?r det Stirling, och inte turbiner och elmotorer, som kommer att ers?tta bensinf?rbr?nningsmotorer.

Jag har tittat p? hantverkarna p? den h?r resursen l?nge, och n?r artikeln d?k upp ville jag g?ra den sj?lv. Men som alltid fanns det ingen tid och jag lade upp id?n.
Men s? klarade jag ?ntligen mitt diplom, tog examen fr?n milit?ravdelningen och det var dags.
Det verkar f?r mig att det ?r mycket l?ttare att g?ra en s?dan motor ?n en flashenhet :)

F?rst och fr?mst vill jag ?ngra experterna p? den h?r webbplatsen att en person i 20-?rs?ldern g?r s?dana dumheter, men jag ville bara g?ra det och det finns inget som f?rklarar denna ?nskan, jag hoppas att mitt n?sta steg fortfarande kommer att vara ett USB-minne.
S? vi beh?ver:
1 ?nska.
2 tre pl?tburkar.
3 Koppartr?d (jag hittade en sektion p? 2 mm).
4 Papper (tidning eller kontor spelar ingen roll).
5 Papperslim (PVA).
6 Superlim (CYJANOPAN eller n?got annat i samma veva).
7 Gummihandske eller ballong.
8 kopplingsplintar 3 st.
9 Vinpropp 1 st.
10 Lite fiskelina.
11 verktyg efter smak.

1- den f?rsta banken; 2-sekunder; 3- tredje; 3-lock av den tredje burken; 4 - membran; 5 - f?rskjutare; 6 - ledningsterminal; 7- vevaxel; 8- pl?tdetalj :) 9- vevstake; 10 - kork; 11- skiva; 12- fiskelina.
L?t oss b?rja med att sk?ra av locken p? alla tre burkar med tv? burkar. Jag gjorde det med en hemmagjord dremel, f?rst ville jag sticka h?l i en cirkel med en syl och klippa med sax, men jag kom ih?g mirakelanordningen.
Om jag ska vara ?rlig s? blev det inte s?rskilt snyggt och jag r?kade mala ett h?l i v?ggen p? en av burkarna, s? det var inte l?ngre l?mpligt f?r en fungerande beh?llare (men jag hade tv? till och jag gjorde dem mer noggrant) .


D?refter beh?ver vi en burk som kommer att fungera som en form f?r f?rskjutare(5).
Eftersom basarerna inte fungerade p? m?ndagen och alla n?rliggande bilaff?rer var st?ngda, men jag ville g?ra en motor, till?t jag mig sj?lv att ?ndra den ursprungliga designen och g?ra en f?rskjutare av papper, inte st?lull.
F?r att g?ra detta hittade jag en burk med fiskmat, som ?r den mest passande f?r mig i storlek. Jag valde storlek utifr?n att l?skburkens diameter var 53 mm, s? jag letade efter 48-51 mm s? att n?r jag lindar papperet runt formen blir det ca 1-2 mm avst?nd mellan v?ggen p? burken och f?rskjutaren (5) f?r luft att passera igenom. (Jag f?rlimmade burken med tejp s? att limmet inte fastnar).


D?refter markerade jag ut en remsa av A4-ark med 70 mm och skar resten i remsor p? 50 mm (som i artikeln). F?r att vara ?rlig s? minns jag inte hur m?nga s?dana remsor jag lindade, ja, l?t det vara 4-5 (remsor 50mm x 290mm, jag gjorde antalet lager efter ?gat s? att n?r limmet stelnar s? ?r f?rskjutaren inte mjuk ). Varje lager smetades med PVA-lim.


Sedan gjorde jag omslagen till f?rskjutaren av 6 lager papper (jag limmade ocks? allt och pressade med en rund penna f?r att pressa ut resterande lim och luftbubblor) n?r jag limmade alla lager s? tryckte jag p? dem med b?cker s? att de inte skulle b?ja sig.

Jag skar ocks? av botten av burken (2) med en sax, som var intakt, p? ett avst?nd av cirka 10 mm, eftersom f?rskjutaren inte passerade genom det ?vre h?let. Det h?r blir v?r arbetsf?rm?ga.
S? h?r h?nde till slut (jag skar inte direkt av locket p? burken (3), men det m?ste ?nd? g?ras f?r att s?tta dit ett ljus).


Vidare, p? ett avst?nd av ca 60 mm fr?n botten, skar jag ocks? bort burken (3) som jag fortfarande hade med lock. Den h?r botten kommer att tj?na oss ugn.


Sedan skar han av botten av den andra burken (1) med ett s?gat lock, ocks? p? ett avst?nd av 10 mm (fr?n botten). Och s?tta ihop allt.


Vidare verkade det f?r mig att om ett mindre f?rem?l limmas p? membranet (4) p? arbetscylindern (2) ist?llet f?r locket, kommer designen att f?rb?ttras och jag sk?r ut ett s?dant prov fr?n papper. I basen sitter en fyrkantig 15x15mm och "?ron" p? 10mm vardera. Och jag klippte ut en detalj fr?n provet (8).


Sedan borrade jag h?l i terminalerna (6) med en diameter p? 2,1 eller 2,5 mm (det spelar ingen roll), varefter jag tog en tr?d (med ett tv?rsnitt p? 2 mm) m?tt 150 mm, det h?r blir v?r " vevaxel"(7). Och b?jde den i s?dana dimensioner: h?jden p? f?rskjutningsarmb?gen (5) -20mm h?jden p? membranarmb?gen (4) -5mm. Det ska vara 90 grader mellan dem (oavsett i vilken riktning). Att s?tta terminalerna p? sina st?llen i f?rv?g. Jag gjorde ocks? brickor och f?ste dem med lim s? att terminalerna inte skulle h?nga runt vevaxeln.
Det fungerade inte direkt och exakt i storlek, men jag gjorde om det igen (snarare f?r min egen sinnesfrid).


Sedan tog jag igen tr?den (2 mm) och skar av en bit, cirka 200 mm, detta kommer att vara vevstaken (9) p? membranet (4), f?rde delen (8) genom den och b?jde den (kommer att visas) .
Jag tog en burk (1) (den med lite h?l) och gjorde h?l i den f?r "vevaxeln" (7) p? ett avst?nd av 30 mm fr?n toppen (men det spelar ingen roll). Och sk?r genom visningsf?nstret med en sax.


Sedan, n?r f?rskjutningscylindern (5) var torr och helt limmad, b?rjade jag limma fast locken p? den. N?r jag limmade locken tr?dde jag en tr?d med en sektion p? cirka en halv millimeter genom den f?r att f?sta fiskelinan (12).


D?refter skar jag en axel (10) fr?n ett tr?handtag f?r att ansluta skivorna (11) till vevaxeln, men jag rekommenderar att du anv?nder en vinkork.
Och nu den sv?raste delen (som f?r mig) Jag skar ut membranet (4) fr?n medicinska handskar och limmade samma detalj (8) p? det i mitten. Jag placerade membranet p? arbetscylindern (2) och band det med en tr?d, och n?r jag b?rjade sk?ra av de ?verfl?diga delarna b?rjade membranet krypa ut under g?ngan (?ven om jag inte drog i membranet) och n?r den var helt avskuren, jag b?rjade dra i den och hinnan fl?g av helt.
Jag tog superlim och limmade ?nden av burken och limmade sedan det redan nyf?rberedda membranet, placerade det strikt i mitten, h?ll det och v?ntade p? att limet skulle h?rda. Sedan tryckte han p? den igen, men den h?r g?ngen med ett res?r, klippte av kanterna, tog bort res?rbandet och limmade igen (utsidan).
H?r ?r vad som h?nde vid den tiden






D?refter genomborrade jag ett h?l i membranet (4) och detalj (8) med en n?l och tr?dde in en fiskelina (12) i dem (vilket inte heller var l?tt).
Tja, n?r jag satte ihop allt s? h?nde det h?r:


Jag erk?nner direkt att motorn f?rst inte fungerade, ?nnu mer, det verkade f?r mig att den inte skulle fungera alls, eftersom jag var tvungen att v?nda den (med ett brinnande ljus) manuellt och med ganska mycket (som f?r en sj?lvsnurrande motor) anstr?ngning. Jag var helt slapp och b?rjade redan sk?lla p? mig sj?lv att jag gjort en f?rskjutare av papper, att jag tagit fel burkar, att jag gjort fel i l?ngden p? vevstaken (9) eller f?rskjutningslinan (5). Men efter en timmes pl?ga och besvikelse brann mitt ljus helt ut (det i aluminiuml?dan) och jag tog det ?terst?ende fr?n ny?ret (det som ?r gr?nt p? bilden), det brann MYCKET starkare och se och se, jag lyckades starta den.
SLUTSATSER
1 Vad f?rskjutaren ?r gjord av spelar ingen roll, eftersom jag l?ste p? en av sajterna "den ska vara l?tt och inte v?rmeledande".
2 Att ?ndra l?ngden p? vevstaken (9) och l?ngden p? linjen (12) p? f?rskjutaren (5) spelar ingen roll, eftersom jag l?ste p? en av webbplatserna "det viktigaste ?r att f?rskjutaren inte tr?ffar topp eller botten av arbetskammaren under drift”, s? jag st?ller in den ungef?r i mitten . Och hinnan i ett lugnt (kallt) tillst?nd ska vara j?mnt, och inte str?ckt ner eller upp.
Video
Video av motorn ig?ng. Jag satte 4 skivor, de anv?nds som sv?nghjul. N?r jag startar f?rs?ker jag h?ja f?rskjutaren till det ?vre l?get, eftersom jag fortfarande ?r r?dd att den inte kommer att ?verhettas. Det ska snurra s? h?r: f?rst reser sig f?rskjutaren, och sedan stiger membranet bakom det, f?rskjutningselementet g?r ner och membranet faller bakom det.

PS: om du balanserar den kanske den snurrar snabbare, men jag lyckades inte balansera den i all hast :)

Vattenkyld video. Det hj?lper inte mycket i arbetet, och som du kan se p?skyndar den inte riktigt sin rotation, men med s?dan kylning kan motorn beundras l?ngre utan r?dsla f?r ?verhettning.

Och h?r ?r en ungef?rlig ritning av min prototyp (stor storlek):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
Vem beh?ver originalet (KOMPAS V 12) Jag kan skicka det till posten.

Du kanske fr?gar mig varf?r det trots allt beh?vs, s? ska jag svara. Som allt i v?r steampunk, mest f?r sj?len.
Var inte f?r h?rd, det h?r ?r mitt f?rsta inl?gg.

Hej alla! Idag vill jag uppm?rksamma er p? en hemmagjord motor som omvandlar alla temperaturskillnader till mekaniskt arbete:

Stirlings motor- en v?rmemotor i vilken en flytande eller gasformig arbetsv?tska r?r sig i en sluten volym, en slags extern f?rbr?nningsmotor. Den ?r baserad p? periodisk uppv?rmning och kylning av arbetsv?tskan med utvinning av energi fr?n den resulterande f?r?ndringen i arbetsv?tskans volym. Det kan fungera inte bara fr?n br?nslef?rbr?nning, utan ocks? fr?n vilken v?rmek?lla som helst.

Jag presenterar f?r er uppm?rksamhet min motor, gjord av bilder fr?n Internet:

N?r jag s?g detta mirakel hade jag en ?nskan att g?ra det)) Dessutom fanns det m?nga ritningar och motordesigner p? Internet. Jag kommer att s?ga direkt: det ?r inte sv?rt att g?ra, men det ?r lite problematiskt att justera och uppn? normal drift. Det fungerade bra f?r mig bara tredje g?ngen (jag hoppas att du inte kommer att lida s?)))).

Stirlingmotorns arbetsprincip:

Allt ?r gjort av material som ?r tillg?ngligt f?r alla hj?rnor:

Tja, vad s?gs om utan storlekar)))

Motorns ram ?r gjord av tr?d fr?n gem. Alla fasta tr?danslutningar ?r l?dda()

F?rskjutaren (skivan som flyttar luften inuti motorn) ?r gjord av ritpapper och limmad med superlim (den ?r ih?lig inuti):

Ju mindre gapet ?r mellan k?porna och f?rskjutaren i det ?vre och nedre l?get, desto st?rre effektivitet har motorn.

F?rskjutningsst?ngen ?r gjord av en blindnit (tillverkning: dra f?rsiktigt ut den inre delen och, vid behov, reng?r den med noll sandpapper; limma fast den yttre delen p? det ?vre "kalla" locket med locket in?t). Men det h?r alternativet har en nackdel - det finns ingen fullst?ndig t?thet och det finns liten friktion, ?ven om en droppe motorolja hj?lper till att bli av med den.

Kolvcylinder - hals fr?n en vanlig plastflaska:

Kolvh?ljet ?r tillverkat av en medicinsk handske och f?st med en tr?d, som efter lindning m?ste impregneras med superlim f?r tillf?rlitlighet. En skiva gjord av flera lager kartong ?r limmad i mitten av h?ljet, p? vilken vevstaken ?r fixerad.

Vevaxeln ?r gjord av samma gem som hela motorramen. vinkeln mellan kolvens kn?n och f?rskjutaren ?r 90 grader. F?rskjutarens arbetsslag ?r 5 mm; kolv - 8 mm.

Sv?nghjul - best?r av tv? CD-skivor som limmas p? en pappcylinder och planteras p? vevaxelns axel.

S? sluta prata dumheter, jag presenterar f?r dig motor som k?r video:

De sv?righeter jag hade berodde fr?mst p? ?verdriven friktion och bristen p? exakta dimensioner p? strukturen. i det f?rsta fallet korrigerade en droppe motorolja och vevaxeljustering situationen, sedan i det andra var du tvungen att lita p? intuitionen))) Men som du kan se blev allt (?ven om jag gjorde om motorn helt 3 g?nger) )))

Om du har n?gra fr?gor - skriv i kommentarerna s? l?ser vi det)))

Tack f?r din uppm?rksamhet)))

En Stirlingmotor ?r en sorts motor som b?rjar g? p? v?rmeenergi. I det h?r fallet ?r energik?llan helt oviktig. Huvudsaken ?r att det finns en temperaturskillnad, i det h?r fallet kommer en s?dan motor att fungera. Nu ska vi analysera hur du kan skapa en modell av en s?dan l?gtemperaturmotor fr?n en burk Coca-Cola.

Material och inventarier

Nu ska vi analysera vad vi beh?ver ta f?r att skapa en motor hemma. Vad vi beh?ver ta f?r stirling:

• Ballong.
• Tre burkar cola.
• Specialterminaler, fem stycken (f?r 5A).
• Nipplar f?r fasts?ttning av cykelekrar (tv? saker).
• Bomull.
• En bit st?ltr?d trettio cm l?ng och 1 mm i tv?rsnitt.
• En bit stor st?l- eller koppartr?d med en diameter p? 1,6 till 2 mm.
• Tr?stift med en diameter p? tjugo mm (l?ngd en cm).
• Flaskkork (plast).
• Kabeldragning (trettio cm).
• Speciallim.
• Vulkaniserat gummi (ca 2 centimeter).
• Fisklina (l?ngd trettio cm).
• Flera vikter f?r balansering (till exempel nickel).
• CD-skivor (tre stycken).
• Specialknappar.
• En pl?tburk f?r att skapa en eldstad.
• V?rmebest?ndig silikon- och pl?tburk f?r att g?ra vattenkylning.

Beskrivning av skapelseprocessen

Steg 1. F?rberedelse av burkar.

F?rst ska du ta 2 burkar och sk?ra av toppen av dem. Om topparna sk?rs av med sax m?ste de resulterande sk?rorna slipas av med en fil.

Steg 2. Tillverkning av membranet.

Som diafragma kan du ta en ballong, som ska vara f?rst?rkt med vulkaniserat gummi. Bollen m?ste sk?ras och dras upp p? en burk. Limma sedan en bit specialgummi p? den centrala delen av membranet. Efter att limmet har h?rdat, i mitten av membranet kommer vi att sl? ett h?l f?r att installera tr?den. Det g?r du enklast med en speciell knapp som kan l?mnas kvar i h?let fram till montering.

Steg 3. Kapa och skapa h?l i locket.

Tv? h?l p? tv? mm m?ste g?ras i lockets v?ggar, de ?r n?dv?ndiga f?r att installera spakarnas sv?ngaxel. Ett annat h?l m?ste g?ras i botten av locket, en tr?d kommer att g? igenom det, som kommer att anslutas till f?rskjutaren.

I det sista skedet m?ste locket sk?ras av. Detta g?rs s? att f?rskjutningstr?den inte fastnar i lockets kanter. F?r s?dant arbete kan du ta hush?llssax.

Steg 4. Borrning.

I burken m?ste du borra tv? h?l f?r lagren. I v?rt fall gjordes detta med en 3,5 mm borr.

Steg 5. G?ra ett visningsf?nster.

Ett speciellt f?nster m?ste sk?ras ut i motorhuset. Nu kommer det att vara m?jligt att observera hur alla noder p? enheten fungerar.

Steg 6. Terminalmodifiering.

Det ?r n?dv?ndigt att ta terminalerna och ta bort plastisoleringen fr?n dem. Sedan tar vi en borr och g?r genomg?ende h?l p? kanterna p? terminalerna. Totalt beh?ver tre terminaler borras. L?mna tv? terminaler oborrade.

Steg 7. Skapa h?vst?ng.

Som material f?r tillverkning av spakar tas koppartr?d, vars diameter endast ?r 1,88 mm. Hur man exakt b?jar stickorna, det ?r v?rt att titta p? Internet. Du kan ta st?ltr?d, bara med koppartr?d, det ?r bekv?mare att arbeta.

Steg 8. Tillverkning av lager.

F?r att g?ra lagren beh?ver du tv? cykelnipplar. H?ldiametern m?ste kontrolleras. F?rfattaren borrade igenom dem med en 2 mm borr.

Steg 9. Montering av spakar och lager.

Spakar kan placeras direkt genom visningsf?nstret. Ena ?nden av tr?den ska vara l?ng, sv?nghjulet kommer att ligga p? den. Lagren ska sitta stadigt p? r?tt st?llen. Om det finns ett bakslag kan de limmas.

Steg 10. Tillverkning av f?rskjutaren.

F?rskjutaren ?r gjord av st?lull f?r polering. F?r tillverkning av f?rskjutaren tas en st?ltr?d, en krok skapas p? den och sedan lindas en viss m?ngd bomull runt tr?den. F?rskjutaren m?ste ha samma storlek s? att den r?r sig smidigt i banken. Hela h?jden p? f?rskjutaren b?r inte ?verstiga fem centimeter.

I slutet p? ena sidan av bomullen det ?r n?dv?ndigt att g?ra en spiral av tr?d s? att den inte kommer ut ur ullen, och p? den andra sidan g?r vi en slinga fr?n tr?den. Sedan kommer vi att knyta en fiskelina till denna slinga, som sedan kommer att attraheras genom den centrala delen av membranet. Vulkaniserat gummi ska finnas i mitten av beh?llaren.

Steg 11. Tillverkning av trycktanken

Det ?r n?dv?ndigt att sk?ra botten av burken p? ett visst s?tt s? att cirka 2,5 cm ?terst?r fr?n dess bas. F?rskjutaren tillsammans med membranet m?ste flyttas till tanken. Efter det ?verf?rs hela denna mekanism till ?nden av burken. Membranet beh?ver dras ?t lite. s? att den inte sjunker.

Sedan m?ste du ta terminalen som inte borrades och passera fiskelinan genom den. Knuten ska limmas s? att den inte r?r sig. Tr?den m?ste sm?rjas med h?gkvalitativ olja och samtidigt se till att f?rskjutaren l?tt kan str?cka linan bakom sig.

Steg 12. Tillverkning av tryckst?nger.

Dessa speciall?nkar f?rbinder membranet och spakarna. Denna ?r gjord av en bit koppartr?d femton cm l?ng.

Etapp 13. Skapa och installera ett sv?nghjul

F?r tillverkningen av sv?nghjulet tar vi tre gamla CD-skivor. Ta en tr?stav som centrum. Efter att du har installerat sv?nghjulet, b?j vevaxelst?ngen, s? att sv?nghjulet inte l?ngre avtar.

I det sista steget monteras hela mekanismen helt.

Det sista steget, att skapa en eldstad

S? vi har n?tt det sista steget i skapandet av motorn.

Du kan naturligtvis k?pa vackra fabriksmodeller av Stirling-motorer, som i denna kinesiska onlinebutik. Men ibland vill du skapa dig sj?lv och g?ra en sak, ?ven fr?n improviserade medel. V?r webbplats har redan flera alternativ f?r att tillverka dessa motorer, och i denna publikation, kolla in ett mycket enkelt alternativ f?r att g?ra hemma.

F?r att g?ra det beh?ver du improviserade material: en burk konserverad mat, en liten bit skumgummi, en CD, tv? bultar och gem.

Skumgummi ?r ett av de vanligaste materialen som anv?nds vid tillverkning av Stirlingmotorer. En motorf?rskjutning ?r gjord av den. Fr?n en bit av v?rt skumgummi sk?r vi ut en cirkel, vi g?r dess diameter tv? millimeter mindre ?n burkens innerdiameter, och h?jden ?r n?got mer ?n h?lften av den.

Vi borrar ett h?l i mitten av locket, i vilket vi sedan s?tter in vevstaken. F?r en j?mn g?ng av vevstaken g?r vi en spiral fr?n ett gem och l?der fast det p? locket.

Vi genomborrar skumgummicirkeln fr?n skumgummi i mitten med en skruv och l?ser den med en bricka ovanifr?n och under med en bricka och en mutter. Efter det f?ster vi en bit gem genom l?dning, efter att ha r?tat ut det tidigare.

Nu sticker vi in f?rskjutaren i h?let som gjorts i f?rv?g i locket och l?der ihop locket och burken hermetiskt. Vi g?r en liten slinga i slutet av gemet och borrar ett annat h?l i locket, men lite mer ?n det f?rsta.

Vi g?r en cylinder fr?n tenn med l?dning.

Vi f?ster den f?rdiga cylindern p? burken med en l?dkolv, s? att det inte finns n?gra luckor kvar p? l?dplatsen.

Vi g?r en vevaxel fr?n ett gem. Kn?avst?nd b?r g?ras vid 90 grader. Kn?et, som kommer att vara ovanf?r cylindern i h?jdled, ?r 1-2 mm st?rre ?n det andra.

Vi g?r st?llningar f?r skaftet fr?n gem. Att g?ra ett membran F?r att g?ra detta l?gger vi en plastfilm p? cylindern, trycker den in?t lite och fixerar den p? cylindern med en tr?d.

Vevst?ngen som m?ste f?stas p? membranet ?r gjord av ett gem och s?tts in i en bit gummi. L?ngden p? vevstaken m?ste g?ras p? ett s?dant s?tt att vid axelns nedre d?dpunkt dras membranet in i cylindern och p? det h?gsta tv?rtom f?rl?ngs det. Den andra vevstaken ?r konfigurerad p? samma s?tt.

Vi limar anslutningsst?ngen med gummi till membranet och f?ster den andra p? f?rskjutaren.

Vi f?ster benen fr?n gemen till burken med en l?dkolv och f?ster sv?nghjulet p? veven. Du kan till exempel anv?nda en CD.

Stirlingmotor tillverkad hemma. Nu ?terst?r att f?ra v?rme under burken - t?nd ett ljus. Och efter n?gra sekunder, tryck p? sv?nghjulet.

Hur man g?r en enkel Stirling-motor (med foton och video)

www.newphysicist.com

L?t oss g?ra en Stirlingmotor.

En Stirlingmotor ?r en v?rmemotor som fungerar genom att cykliskt komprimera och expandera luft eller annan gas (arbetsv?tska) vid olika temperaturer s? att det sker en nettoomvandling av termisk energi till mekaniskt arbete. Mer specifikt ?r Stirling-motorn en regenerativ v?rmemotor med sluten cykel med en konstant gasformig arbetsv?tska.

Stirlingmotorer ?r effektivare ?n ?ngmotorer och kan n? 50 % verkningsgrad. De kan ocks? arbeta tyst och kan anv?nda n?stan vilken v?rmek?lla som helst. K?llan till termisk energi genereras utanf?r Stirlingmotorn och inte genom f?rbr?nning, som ?r fallet f?r Otto- eller dieselmotorer.

Stirlingmotorer ?r kompatibla med alternativa och f?rnybara energik?llor, eftersom de kan bli mer betydande n?r priset p? traditionella br?nslen stiger, och i ljuset av fr?gor som utarmning av oljereserver och klimatf?r?ndringar.

I det h?r projektet kommer vi att ge dig enkla instruktioner f?r att skapa en mycket enkel motor DIY Stirling med provr?r och spruta .

Hur man g?r en enkel stirlingmotor - video

Komponenter och steg f?r att g?ra en Stirlingmotor

1. Bit av l?vtr? eller plywood

Detta ?r grunden f?r din motor. Den m?ste allts? vara tillr?ckligt styv f?r att klara motorns r?relser. G?r sedan tre sm? h?l som visas p? bilden. Du kan ocks? anv?nda plywood, tr? osv.

2. Marmor eller glasp?rlor

I en Stirlingmotor fyller dessa kulor en viktig funktion. I detta projekt fungerar marmorn som en varmluftsf?rflyttare fr?n den varma sidan av provr?ret till den kalla sidan. N?r marmor tr?nger undan varm luft kyls den ner.

3. Pinnar och skruvar

Dubbar och skruvar anv?nds f?r att h?lla r?ret i en bekv?m position f?r fri r?rlighet i alla riktningar utan avbrott.

4. Gummibitar

K?p ett suddgummi och sk?r det i f?ljande former. Den anv?nds f?r att s?kert h?lla r?ret och bibeh?lla dess t?thet. Det ska inte finnas n?got l?ckage vid mynningen av r?ret. Om s? ?r fallet kommer projektet inte att bli framg?ngsrikt.

5. Spruta

Sprutan ?r en av de viktigaste och mest r?rliga delarna i en enkel Stirlingmotor. Tills?tt lite sm?rjmedel p? insidan av sprutan s? att kolven kan r?ra sig fritt inuti cylindern. N?r luften expanderar inuti provr?ret trycker den ned kolven. Som ett resultat r?r sig sprutcylindern upp?t. Samtidigt rullar marmorn mot den varma sidan av r?ret och trycker ut den varma luften och f?r den att svalna (minska volymen).

6. Provr?r Provr?ret ?r den viktigaste och mest fungerande komponenten i en enkel Stirlingmotor. Provr?ret ?r gjort av en viss typ av glas (som borosilikatglas) som ?r mycket v?rmebest?ndigt. S? det kan v?rmas till h?ga temperaturer.

Hur fungerar en Stirlingmotor?

Vissa m?nniskor s?ger att Stirlingmotorer ?r enkla. Om detta ?r sant, s? ?r de, precis som fysikens stora ekvationer (t.ex. E = mc2), enkla: de ?r enkla p? ytan, men rikare, mer komplexa och potentiellt mycket f?rvirrande tills du inser dem. Jag tror att det ?r s?krare att t?nka p? Stirling-motorer som komplexa: m?nga mycket d?liga YouTube-videor visar hur l?tt det ?r att "f?rklara" dem p? ett mycket ofullst?ndigt och otillfredsst?llande s?tt.

Enligt min ?sikt kan du inte f?rst? en Stirlingmotor bara genom att bygga den eller se den arbeta utifr?n: du m?ste p? allvar t?nka p? cykeln av steg den g?r igenom, vad som h?nder med gasen inuti och hur den skiljer sig fr?n vad som h?nder i en konventionell ?ngmaskin.

Allt som kr?vs f?r driften av motorn ?r n?rvaron av en temperaturskillnad mellan de varma och kalla delarna av gaskammaren. Modeller har byggts som bara kan fungera med en temperaturskillnad p? 4 °C, ?ven om fabriksmotorer sannolikt kommer att fungera med en skillnad p? flera hundra grader. Dessa motorer kan bli den mest effektiva formen av f?rbr?nningsmotorer.

Stirlingmotorer och koncentrerad solenergi

Stirlingmotorer ger en snygg metod f?r att omvandla termisk energi till r?relse som kan driva en generator. Det vanligaste arrangemanget ?r att ha motorn i mitten av en parabolspegel. Spegeln kommer att monteras p? trackern f?r att fokusera solens str?lar p? motorn.

* Stirlingmotor som mottagare

Du kanske har lekt med konvexa linser under din skoltid. Att koncentrera solenergi f?r att br?nna ett papper eller en t?ndsticka, har jag r?tt? Ny teknik utvecklas dag f?r dag. Koncentrerad solv?rmeenergi f?r mer och mer uppm?rksamhet i dessa dagar.

Ovan ?r en kort video av en enkel provr?rsmotor som anv?nder glasp?rlor som drivmedel och en glasspruta som kraftkolv.

Denna enkla Stirling-motor byggdes av material som finns tillg?ngligt i de flesta skollaboratorier och kan anv?ndas f?r att demonstrera en enkel v?rmemotor.

Tryck-volym per cykeldiagram

Process 1 -> 2 Expansion av arbetsgasen i den varma ?nden av r?ret, v?rme ?verf?rs till gasen och gasen expanderar, ?kar volymen och trycker upp sprutkolven.

Process 2 -> 3 N?r marmorn r?r sig mot den varma ?nden av r?ret, tvingas gasen fr?n den varma ?nden av r?ret till den kalla ?nden, och n?r gasen r?r sig avger den v?rme till r?rets v?gg.

Process 3 -> 4 V?rme avl?gsnas fr?n arbetsgasen och volymen minskar, sprutkolven r?r sig ned?t.

Process 4 -> 1 Avslutar slingan. Arbetsgasen f?rflyttas fr?n den kalla ?nden av r?ret till den varma ?nden n?r kulorna f?rskjuter den och tar emot v?rme fr?n r?rets v?gg n?r den r?r sig, vilket ?kar gasens tryck.