Zamonaviy avtomobilsozlik rivojlanish darajasiga yetdi, bunda fundamental ilmiy izlanishlarsiz an'anaviy ichki yonuv dvigatellari dizaynini tubdan yaxshilashga erishish deyarli mumkin emas. Bu holat dizaynerlarni e'tibor berishga majbur qiladi muqobil elektr stantsiyalari loyihalari. Ba'zi muhandislik markazlari seriyali ishlab chiqarish uchun gibrid va elektr modellarini yaratish va moslashtirishga e'tibor qaratdilar, boshqa avtomobil ishlab chiqaruvchilar esa qayta tiklanadigan manbalar (masalan, kolza yog'i bilan biodizel) bilan ishlaydigan dvigatellarni rivojlantirishga sarmoya kiritmoqdalar. Oxir oqibat, avtomobillar uchun yangi standart harakatga aylanishi mumkin bo'lgan boshqa quvvat o'tkazgich loyihalari ham mavjud.

Kelajakdagi avtomobillar uchun mexanik energiyaning mumkin bo'lgan manbalari orasida 19-asrning o'rtalarida shotlandiyalik Robert Stirling tomonidan termal kengaytirish mashinasi sifatida ixtiro qilingan tashqi yonish dvigateli mavjud.

Ish sxemasi

Stirling dvigateli tashqi tomondan ta'minlangan issiqlik energiyasini foydali mexanik ishga aylantiradi ishlaydigan suyuqlik haroratining o'zgarishi yopiq hajmda aylanib yuruvchi (gaz yoki suyuqlik).

Umuman olganda, qurilmaning ishlash sxemasi quyidagicha: dvigatelning pastki qismida ishlaydigan modda (masalan, havo) qiziydi va hajmi ortib, pistonni yuqoriga itaradi. Issiq havo dvigatelning yuqori qismiga kiradi, u erda radiator bilan sovutiladi. Ishchi suyuqlikning bosimi pasayadi, keyingi aylanish uchun piston tushiriladi. Bunday holda, tizim muhrlanadi va ishchi modda iste'mol qilinmaydi, faqat silindr ichida harakat qiladi.

Stirling printsipidan foydalangan holda quvvat bloklari uchun bir nechta dizayn variantlari mavjud.

Stirling modifikatsiyasi "Alpha"

Dvigatel ikkita alohida quvvat pistonidan (issiq va sovuq) iborat bo'lib, ularning har biri o'z tsilindrida joylashgan. Issiqlik tsilindrga issiq piston bilan beriladi, sovuq silindr esa sovutish issiqlik almashtirgichida joylashgan.

Stirling modifikatsiyasi "Beta"

Pistonni o'z ichiga olgan silindr bir tomondan isitiladi va qarama-qarshi tomondan sovutiladi. Ish gazining hajmini o'zgartirish uchun mo'ljallangan, quvvat pistoni va joy o'zgartirgich silindrda harakatlanadi. Sovutilgan ishchi moddaning dvigatelning issiq bo'shlig'iga qaytish harakati regenerator tomonidan amalga oshiriladi.

Stirling modifikatsiyasi "Gamma"

Dizayn ikkita tsilindrdan iborat. Birinchisi butunlay sovuq bo'lib, unda quvvat pistoni harakat qiladi, ikkinchisi, bir tomondan issiq va boshqa tomondan sovuq, joy almashtirgichni harakatlantirishga xizmat qiladi. Sovuq gazni aylanmasi uchun regenerator ikkala tsilindr uchun ham umumiy bo'lishi mumkin yoki joy almashtirgichning dizayniga kiritilishi mumkin.

Stirling dvigatelining afzalliklari

Ko'pgina tashqi yonish dvigatellari singari, Stirling ham o'ziga xosdir ko'p yoqilg'i: vosita, sabab bo'lgan sabablardan qat'i nazar, harorat farqida ishlaydi.

Qiziqarli fakt! Bir marta, yigirma yoqilg'i variantida ishlaydigan o'rnatish namoyish etildi. Dvigatelni to'xtatmasdan, tashqi yonish kamerasiga benzin, dizel yoqilg'isi, metan, xom neft va o'simlik moyi etkazib berildi - quvvat bloki barqaror ishlashni davom ettirdi.

Dvigatel bor dizaynning soddaligi va qo'shimcha tizimlar va qo'shimchalarni talab qilmaydi (vaqt, starter, vites qutisi).

Qurilmaning xususiyatlari uzoq xizmat muddatini kafolatlaydi: yuz ming soatdan ortiq uzluksiz ishlash.

Stirling dvigateli jim, chunki silindrlarda portlash sodir bo'lmaydi va chiqindi gazlarni olib tashlashning hojati yo'q. Rombik krank mexanizmi bilan jihozlangan "Beta" modifikatsiyasi ish paytida tebranishlarga ega bo'lmagan mukammal muvozanatli tizimdir.

Dvigatel tsilindrlarida atrof-muhitga salbiy ta'sir ko'rsatadigan jarayonlar mavjud emas. Tegishli issiqlik manbasini (masalan, quyosh energiyasi) tanlab, Stirling mutlaqo bo'lishi mumkin tabiatga zarar keltirmaydigan quvvat bloki.

Stirling dizaynining kamchiliklari

Barcha ijobiy xususiyatlar to'plami bilan Stirling dvigatellarini darhol ommaviy ishlatish quyidagi sabablarga ko'ra mumkin emas:

Asosiy muammo strukturaning moddiy iste'molida yotadi. Ishchi suyuqlikni sovutish katta hajmli radiatorlar mavjudligini talab qiladi, bu esa o'rnatishning o'lchamlari va metall iste'molini sezilarli darajada oshiradi.

Hozirgi texnologik daraja Stirling dvigatelini zamonaviy benzinli dvigatellar bilan faqat yuz atmosferadan ortiq bosim ostida ishlaydigan suyuqlikning murakkab turlarini (geliy yoki vodorod) ishlatish orqali solishtirish imkonini beradi. Bu fakt materialshunoslik sohasida ham, foydalanuvchi xavfsizligida ham jiddiy savollar tug'diradi.

Muhim operatsion muammo metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligi va haroratga chidamliligi masalalari bilan bog'liq. Issiqlik ish hajmiga issiqlik almashinuvchilari orqali etkazib beriladi, bu muqarrar yo'qotishlarga olib keladi. Bundan tashqari, issiqlik almashtirgich yuqori bosimga chidamli issiqlikka chidamli metallardan tayyorlanishi kerak. Tegishli materiallar juda qimmat va ishlov berish qiyin.

Stirling dvigatelining rejimlarini o'zgartirish tamoyillari ham an'anaviylardan tubdan farq qiladi, bu esa maxsus boshqaruv moslamalarini ishlab chiqishni talab qiladi. Shunday qilib, quvvatni o'zgartirish uchun silindrlardagi bosimni, joy o'zgartirgich va quvvat pistoni orasidagi faza burchagini o'zgartirish yoki ishchi suyuqlik bilan bo'shliqning sig'imiga ta'sir qilish kerak.

Stirling dvigateli modelida mil tezligini boshqarishning bir usulini quyidagi videoda ko'rish mumkin:

Samaradorlik

Nazariy hisob-kitoblarda Stirling dvigatelining samaradorligi ishchi suyuqlikning harorat farqiga bog'liq va Carnot tsikliga muvofiq 70% yoki undan ko'proqqa yetishi mumkin.

Biroq, metalldan olingan birinchi namunalar quyidagi sabablarga ko'ra juda past samaradorlikka ega edi:

• sovutish suyuqligining (ishchi suyuqlik) samarasiz variantlari, maksimal isitish haroratini cheklash;
• qismlarning ishqalanishi va dvigatel korpusining issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli energiya yo'qotishlari;
• yuqori bosimga chidamli strukturaviy materiallarning etishmasligi.

Muhandislik yechimlari quvvat blokining dizaynini doimiy ravishda takomillashtirib bordi. Shunday qilib, 20-asrning ikkinchi yarmida to'rt silindrli avtomobil paydo bo'ldi Rombik haydovchiga ega Stirling dvigateli sinovlarda 35% ga teng samaradorlikni ko'rsatdi harorati 55 ° S bo'lgan suv sovutish suyuqligida. Dizaynni sinchkovlik bilan o'rganish, yangi materiallardan foydalanish va ishchi birliklarning nozik sozlashlari eksperimental namunalarning samaradorligini 39% ga ta'minladi.

Eslatma! Shunga o'xshash quvvatga ega zamonaviy benzinli dvigatellar 28-30%, turbo dizel dvigatellari esa 32-35% gacha samaradorlikka ega.

Amerikaning Mechanical Technology Inc kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan Stirling dvigatelining zamonaviy namunalari 43,5% gacha samaradorlikni ko'rsatadi. Issiqlikka chidamli keramika va shunga o'xshash innovatsion materiallar ishlab chiqarishni rivojlantirish bilan ish muhitining haroratini sezilarli darajada oshirish va 60% samaradorlikka erishish mumkin bo'ladi.

Stirlings avtomobillarini muvaffaqiyatli amalga oshirish misollari

Barcha qiyinchiliklarga qaramay, avtomobil sanoatida qo'llaniladigan Stirling dvigatelining ko'plab ishlaydigan modellari mavjud.

Avtomobilga o'rnatish uchun mos bo'lgan Stirlingga qiziqish XX asrning 50-yillarida paydo bo'lgan. Ushbu yo'nalishdagi ishlar Ford Motor Company, Volkswagen Group va boshqalar tomonidan amalga oshirildi.

UNITED STIRLING (Shvetsiya) Stirling kompaniyasini ishlab chiqdi, u avtomobil ishlab chiqaruvchilar tomonidan ishlab chiqarilgan seriyali komponentlar va agregatlardan maksimal darajada foydalangan (tirsakli val, birlashtiruvchi rodlar). Olingan to'rt silindrli V shaklidagi dvigatelning o'ziga xos og'irligi 2,4 kg / kVtni tashkil etdi, bu ixcham dizel dvigatelining xususiyatlari bilan solishtirish mumkin. Ushbu qurilma etti tonnalik yuk tashuvchi furgon uchun elektr stantsiyasi sifatida muvaffaqiyatli sinovdan o'tkazildi.

Muvaffaqiyatli misollardan biri - Gollandiyada ishlab chiqarilgan to'rt silindrli Stirling dvigateli, engil avtomobilga o'rnatish uchun mo'ljallangan Philips 4-125DA modeli. Dvigatelning ish kuchi 173 litr edi. Bilan. klassik benzin birligiga o'xshash o'lchamlarda.

General Motors muhandislari 70-yillarda sakkiz silindrli (4 ishchi va 4 siqish silindrli) V shaklidagi Stirling dvigatelini standart krank mexanizmini qurish orqali sezilarli natijalarga erishdilar.

1972 yilda xuddi shunday elektr stantsiyasi cheklangan seriyali Ford Torino avtomobillari bilan jihozlangan, uning yoqilg'i iste'moli klassik benzin V shaklidagi sakkizga nisbatan 25% ga kamaydi.

Hozirda ellikdan ortiq xorijiy kompaniyalar Stirling dvigatelini avtomobilsozlik sanoati ehtiyojlari uchun ommaviy ishlab chiqarishga moslashtirish maqsadida uning dizaynini takomillashtirish ustida ishlamoqda. Va agar ushbu turdagi dvigatelning kamchiliklarini bartaraf etish va shu bilan birga uning afzalliklarini saqlab qolish mumkin bo'lsa, unda benzinli ichki yonuv dvigatellari o'rnini turbinalar va elektr motorlar emas, balki Stirling egallaydi.

Men ushbu manbadagi hunarmandlarni uzoq vaqtdan beri kuzataman va maqola paydo bo'lganda, men uni o'zim qilishni xohladim. Lekin har doimgidek, vaqt yo'q edi va men bu fikrni qoldirdim.
Ammo keyin men diplomimni topshirdim, harbiy bo'limni tugatdim va vaqt keldi.
Menimcha, bunday dvigatelni yaratish flesh-diskga qaraganda ancha oson :)

Avvalambor, men ushbu sayt gurusiga tavba qilmoqchiman, 20 yoshlardagi odam shunday bema'nilik qilmoqda, lekin men buni qilmoqchi edim va bu istakni tushuntiradigan hech narsa yo'q, umid qilamanki, mening keyingi qadamim hali ham shunday bo'ladi. flesh-disk.
Shunday qilib, bizga kerak:
1 tilak.
2 ta qalay quti.
3 Mis sim (men 2 mm kesimni topdim).
4 Qog'oz (gazeta yoki ofis muhim emas).
5 Ish yuritish uchun elim (PVA).
6 Super elim (CYJANOPAN yoki xuddi shu tomirdagi boshqa har qanday).
7 rezina qo'lqop yoki balon.
8 simli terminallar 3 dona.
9 vino to'xtatuvchisi 1 dona.
10 Baliq ovlash liniyasi.
11 Tatib ko'rish uchun asboblar.

1- birinchi bank; 2 - soniya; 3 - uchinchi; 3-uchinchi bankaning qopqog'i; 4 - membrana; 5 - joy o'zgartiruvchi; 6 - simlarni ulash terminali; 7 - krank mili; 8- qalay detali :) 9- birlashtiruvchi novda; 10 - mantar; 11 - disk; 12 - baliq ovlash liniyasi.
Keling, ikkita qutining uchta qutisining qopqog'ini kesishdan boshlaylik. Men buni uy qurilishi dremel bilan qildim, dastlab men aylana bo'ylab tuynuk bilan teshik ochib, qaychi bilan kesishni xohladim, lekin mo''jizaviy qurilmani esladim.
Rostini aytsam, unchalik yaxshi chiqmadi va men tasodifan qutilardan birining devoriga teshik ochdim, shuning uchun u endi ishlaydigan idishga mos kelmadi (lekin menda yana ikkitasi bor edi va men ularni ehtiyotkorlik bilan qildim) .


Keyinchalik, bizga forma bo'lib xizmat qiladigan kavanoz kerak joy almashtiruvchi(5).
Dushanba kuni bozorlar ishlamaganligi va yaqin atrofdagi barcha avtodo'konlar yopilganligi sababli, men dvigatel yasamoqchi edim, men o'zimga asl dizaynni o'zgartirishga va po'lat jundan emas, balki qog'ozdan displey yasashga ruxsat berdim.
Buning uchun men baliq ovqati solingan idishni topdim, bu menga o'lchami bo'yicha eng mos keladi. Men soda idishining diametri 53 mm bo'lganiga qarab o'lchamni tanladim, shuning uchun men 48-51 mm qidirdim, shunda qog'ozni shaklga o'raganimda, devor devori orasidagi masofa taxminan 1-2 mm bo'ladi. idish va havo o'tishi uchun joy almashtirgich (5). (Yelim yopishmasligi uchun bankani lenta bilan oldindan yopishtirdim).


Keyin men A4 varag'ining chizig'ini 70 mm ga belgilab qo'ydim va qolgan qismini 50 mm chiziqlar bilan kesib tashladim (maqoladagi kabi). Rostini aytsam, qancha tasmani o'raganimni eslolmayman, mayli, 4-5 bo'lsin (50 mm x 290 mm chiziqlar, men qatlamlar sonini ko'z bilan qildim, shunda elim o'rnatilganda, joy almashtirgich yumshoq bo'lmaydi. ). Har bir qatlam PVA elim bilan surtilgan.


Keyin men 6 qatlamli qog'ozdan displeyning qopqog'ini yasadim (men hamma narsani yopishtirdim va qolgan elim va havo pufakchalarini siqib chiqarish uchun dumaloq qalam bilan bosdim) barcha qatlamlarni yopishtirganda, ularni kitoblar bilan bosdim. egilmasligi uchun.

Shuningdek, men qutining pastki qismini (2) qaychi bilan kesib tashladim, u taxminan 10 mm masofada, chunki joy almashtirgich yuqori teshikdan o'tmagan. Bu bizning bo'ladi ish qobiliyati.
Oxir-oqibat shunday bo'ldi (men bankaning qopqog'ini darhol kesib tashlamadim (3), lekin u erda sham qo'yish uchun hali ham qilish kerak).


Bundan tashqari, pastki qismdan taxminan 60 mm masofada, men hali ham qopqog'i bo'lgan bankani (3) kesib tashladim. Bu pastki bizga xizmat qiladi o'choq.


Keyin ikkinchi kavanozning pastki qismini (1) arralangan qopqoq bilan, shuningdek, 10 mm masofada (pastki qismdan) kesib tashladi. Va barchasini bir joyga qo'ying.


Bundan tashqari, menga shunday tuyuldiki, agar qopqoq o'rniga ishlaydigan silindrning (2) membranasiga (4) kichikroq narsa yopishtirilsa, dizayn yaxshilanadi va men qog'ozdan bunday namunani kesib tashladim. Bazada 15x15 mm kvadrat va har biri 10 mm bo'lgan "quloqlar" mavjud. Va men namunadagi tafsilotni kesib tashladim (8).


Keyin men terminallarda (6) diametri 2,1 yoki 2,5 mm bo'lgan teshiklarni burg'uladim (bu muhim emas), shundan so'ng men 150 mm o'lchamdagi simni (2 mm kesimli) oldim, bu bizniki bo'ladi " krank mili"(7). Va uni shunday o'lchamlarda egilgan: joy almashtiruvchi tizzaning balandligi (5) -20 mm membrananing tizzasining balandligi (4) -5 mm. Ularning o'rtasida 90 daraja (qaysi yo'nalishda bo'lishidan qat'iy nazar) bo'lishi kerak. Oldindan terminallarni o'z joyiga qo'yish.Shuningdek, men rondelalar yasadim va terminallar krank mili atrofida osilib qolmasligi uchun ularni elim bilan mahkamladim.
Bu darhol va aniq hajmda ishlamadi, lekin men uni yana o'zgartirdim (o'zimning xotirjamligim uchun).


Keyin men yana simni (2 mm) oldim va taxminan 200 mm bo'lakni kesib oldim, bu membrananing (4) birlashtiruvchi tayog'i (9) bo'ladi, u orqali qismni (8) o'tkazdim va uni egdim (ko'rsatiladi) .
Men kavanozni (1) oldim (bir oz teshiklari bo'lgan) va tepadan 30 mm masofada "krank mili" (7) uchun teshiklar qildim (lekin bu muhim emas). Va qaychi bilan ko'rish oynasini kesib tashlang.


Keyin, joy o'zgartiruvchi tsilindr (5) quruq va to'liq yopishtirilgach, men unga qopqoqlarni yopishtira boshladim. Qopqoqlarni yopishtirganda, men baliq ovlash chizig'ini (12) ulash uchun taxminan yarim millimetrli simni o'tkazdim.


Keyinchalik, men disklarni (11) krank miliga ulash uchun yog'och tutqichdan o'qni (10) o'yib oldim, lekin men vino qo'ziqorinidan foydalanishni maslahat beraman.
Va endi eng qiyin qismi (menga kelsak) men tibbiy qo'lqopdan membranani (4) kesib tashladim va markazga xuddi shu tafsilotni (8) yopishtirdim. Men membranani ishchi tsilindrga (2) qo'ydim va uni ip bilan bog'ladim va ortiqcha qismlarni kesib olishni boshlaganimda, membrana ip ostidan sudralib chiqa boshladi (garchi men membranani tortib olmagan bo'lsam ham) va qachon u butunlay uzilib qoldi, men uni tortib ola boshladim va membrana butunlay uchib ketdi.
Men super elim oldim va qutining uchini yopishtirdim, so'ngra allaqachon tayyorlangan membranani yopishtirib, uni qat'iy o'rtaga qo'ydim, uni ushlab turdim va elim qotib qolishini kutdim. Keyin u yana bir marta bosdi, lekin bu safar elastik tasma bilan qirralarni kesib, elastik tasmasini olib tashladi va yana (tashqarida) yopishtiriladi.
Mana, o'sha paytda sodir bo'lgan voqea






Keyinchalik, men membranani (4) va detalni (8) igna bilan teshib qo'ydim va ularga baliq ovlash chizig'ini (12) bog'ladim (bu ham oson emas edi).
Men hamma narsani birlashtirganimda, shunday bo'ldi:


Darhol tan olamanki, dastlab dvigatel ishlamadi, hatto undan ham ko'proq, menga u umuman ishlamaydigandek tuyuldi, chunki men uni (yonib turgan sham bilan) qo'lda va juda ko'p (masalan,) aylantirishim kerak edi. o'z-o'zidan aylanadigan vosita) harakat. Men butunlay oqsoqlanib qoldim va men qog'ozdan joy almashtirganim, noto'g'ri qutilarni olganim, ulash novda (9) yoki o'zgartirish chizig'i (5) uzunligida xato qilganim uchun o'zimni qoralay boshladim. Ammo bir soatlik azob va umidsizlikdan so'ng, mening shamim butunlay yonib ketdi (alyuminiy qutidagi) va men yangi yildan qolganini (fotosuratda yashil rangda) oldim, u juda kuchliroq yondi va mana, va Mana, men uni boshlashga muvaffaq bo'ldim.
XULOSALAR
1 Displeyning nimadan yasalganligi muhim emas, chunki men saytlardan birida "u engil bo'lishi kerak va issiqlik o'tkazmasligi kerak" deb o'qidim.
2 Aloqa novdasining (9) uzunligini va o'zgartirgichning (5) chizig'ining (12) uzunligini o'zgartirish muhim emas, chunki men saytlardan birida o'qiganimdek, "asosiysi, joy o'zgartiruvchining urmasligi. ish paytida ish kamerasining yuqori yoki pastki qismi ", shuning uchun men uni taxminan o'rtasiga o'rnatdim. . Va tinch (sovuq) holatda membrana tekis bo'lishi kerak va pastga yoki yuqoriga cho'zilmasligi kerak.
Video
Dvigatelning ishlashi haqida video. Men 4 ta disk qo'ydim, ular volan sifatida ishlatiladi. Ishga tushganda, men displeyni yuqori holatga ko'tarishga harakat qilaman, chunki u qizib ketmasligidan qo'rqaman. U shunday aylanishi kerak: birinchi navbatda, displey ko'tariladi, keyin esa uning orqasida membrana ko'tariladi, displey pastga tushadi va membrana uning orqasiga tushadi.

PS: Balki uni muvozanatlashtirsangiz, u tezroq aylanadi, lekin men uni shoshib muvozanatlashtira olmadim :)

Suv bilan sovutilgan video. Bu ishda juda ko'p yordam bermaydi va siz ko'rib turganingizdek, uning aylanishini tezlashtirmaydi, lekin bunday sovutish bilan vosita qizib ketishdan qo'rqmasdan uzoqroq vaqt davomida hayratga tushishi mumkin.

Va bu erda mening prototipimning taxminiy chizmasi (katta o'lchamli):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
Asl nusxa kimga kerak bo'ladi (KOMPAS V 12) Men uni pochta bo'limiga yuborishim mumkin.

Ehtimol, mendan bu nima uchun kerak, deb so'rarsiz, men javob beraman. Bizning steampunkdagi hamma narsa kabi, asosan ruh uchun.
Iltimos, qattiqqo‘l bo‘lmang, bu mening birinchi postim.

Hammaga salom! Bugun men sizning e'tiboringizga har qanday harorat farqini mexanik ishga aylantiradigan uy qurilishi dvigatelini keltirmoqchiman:

Stirling dvigateli- suyuq yoki gazsimon ishlaydigan suyuqlik yopiq hajmda harakatlanadigan issiqlik dvigateli, tashqi yonish dvigatelining bir turi. Bu ishchi suyuqlik hajmining o'zgarishi natijasida energiya olish bilan ishlaydigan suyuqlikni davriy isitish va sovutishga asoslangan. U nafaqat yoqilg'ining yonishidan, balki har qanday issiqlik manbasidan ham ishlashi mumkin.

Sizning e'tiboringizga Internetdagi rasmlardan tayyorlangan dvigatelimni taqdim etaman:

Ushbu mo''jizani ko'rib, menda buni qilish istagi paydo bo'ldi)) Bundan tashqari, Internetda ko'plab chizmalar va dvigatel dizaynlari mavjud edi. Men darhol aytaman: buni qilish qiyin emas, lekin sozlash va normal ishlashga erishish biroz muammoli. Bu men uchun faqat uchinchi marta yaxshi ishladi (umid qilamanki, siz bunday azob chekmaysiz)))).

Stirling dvigatelining ishlash printsipi:

Hamma narsa har bir miya uchun mavjud bo'lgan materiallardan tayyorlangan:

Xo'sh, o'lchamlarsiz-chi)))

Dvigatelning ramkasi qog'oz qisqichlardan simdan qilingan. Barcha qattiq simli ulanishlar lehimlangan ()

Displey (dvigatel ichidagi havoni harakatga keltiradigan disk) chizma qog'ozidan yasalgan va super elim bilan yopishtirilgan (u ichi bo'sh):

Yuqori va pastki pozitsiyalardagi qopqoqlar va joy o'zgartirgich orasidagi bo'shliq qanchalik kichik bo'lsa, dvigatelning samaradorligi shunchalik yuqori bo'ladi.

O'chirish tayog'i ko'r perchindan qilingan (ishlab chiqarish: ichki qismini ehtiyotkorlik bilan tortib oling va agar kerak bo'lsa, uni nol z?mpara bilan tozalang; tashqi qismini yuqori "sovuq" qopqog'iga qopqoq bilan yopishtiring). Ammo bu variantning kamchiliklari bor - to'liq mahkamlash yo'q va ozgina ishqalanish mavjud, garchi bir tomchi dvigatel moyi undan xalos bo'lishga yordam beradi.

Piston tsilindri - oddiy plastik shishadan bo'yin:

Piston qopqog'i tibbiy qo'lqopdan qilingan va ip bilan mahkamlangan bo'lib, u o'ralganidan keyin ishonchliligi uchun super elim bilan singdirilishi kerak. Bir necha qatlamli kartondan yasalgan disk korpusning o'rtasiga yopishtirilgan bo'lib, uning ustiga birlashtiruvchi novda o'rnatiladi.

Krank mili butun dvigatel ramkasi bilan bir xil qog'oz qisqichlardan qilingan. piston va displeyning tizzalari orasidagi burchak 90 daraja. Displeyning ish zarbasi 5 mm; piston - 8 mm.

Flywheel - karton tsilindrga yopishtirilgan va krank mili o'qiga ekilgan ikkita CD diskdan iborat.

Xullas, bema'ni gaplarni bas qiling, sizga taqdim etaman Dvigatel ishlayotgan video:

Men duch kelgan qiyinchiliklar, asosan, haddan tashqari ishqalanish va strukturaning aniq o'lchamlari yo'qligi bilan bog'liq edi. birinchi holda, dvigatel moyining bir tomchisi va krank milining hizalanmas? vaziyatni to'g'irladi, keyin ikkinchisida siz sezgiga ishonishingiz kerak edi))) Lekin ko'rib turganingizdek, hamma narsa chiqdi (garchi men dvigatelni 3 marta to'liq o'zgartirgan bo'lsam ham) )))

Agar sizda biron bir savol bo'lsa - sharhlarda yozing, biz buni aniqlaymiz)))

E'tiboringiz uchun tashakkur)))

Stirling dvigateli - bu issiqlik energiyasi bilan ishlay boshlagan dvigatelning bir turi. Bunday holda, energiya manbai mutlaqo ahamiyatsiz. Asosiysi, harorat farqi bor, bu holda bunday vosita ishlaydi. Endi biz Coca-Cola qutisidan qanday qilib past haroratli dvigatel modelini yaratishingiz mumkinligini tahlil qilamiz.

Materiallar va jihozlar

Endi biz uyda dvigatel yaratish uchun nima qilishimiz kerakligini tahlil qilamiz. Stirling uchun nimani olishimiz kerak:

• Havo shari.
• Uch quti kola.
• Maxsus terminallar, besh dona (5A uchun).
• Velosiped spikerlarini mahkamlash uchun nipellar (ikki narsa).
• Paxta jun.
• O'ttiz sm uzunlikdagi va 1 mm kesimdagi po'lat simli bir parcha.
• Diametri 1,6 dan 2 mm gacha bo'lgan katta po'lat yoki mis simning bir qismi.
• Diametri yigirma mm (uzunligi bir sm) bo'lgan yog'och pin.
• Shisha qopqog'i (plastik).
• Simlarni ulash (o'ttiz sm).
• Maxsus elim.
• Vulkanizatsiyalangan kauchuk (taxminan 2 santimetr).
• Baliq ovlash liniyasi (uzunligi o'ttiz sm).
• Balanslash uchun bir nechta og'irliklar (masalan, nikel).
• CD (uch dona).
• Maxsus tugmalar.
• Yong'in qutisini yaratish uchun qalay quti.
• Issiqlikka chidamli silikon va suvni sovutish uchun qalay quti.

Yaratish jarayonining tavsifi

1-bosqich. Idishlarni tayyorlash.

Birinchidan, siz 2 ta bankani olib, ularning yuqori qismini kesib olishingiz kerak. Agar tepalar qaychi bilan kesilgan bo'lsa, hosil bo'lgan tirqishlar fayl bilan kesilishi kerak.

2-bosqich. Diafragma yasash.

Diafragma sifatida siz balonni olishingiz mumkin, u vulkanizatsiyalangan kauchuk bilan mustahkamlanishi kerak. To'pni kesib, kavanozga tortish kerak. Keyin diafragmaning markaziy qismiga maxsus kauchukning bir qismini yopishtiring. Yelim qotib qolgandan keyin, diafragmaning markazida biz simni o'rnatish uchun teshik ochamiz. Buning eng oson yo'li - yig'ilgunga qadar teshikda qoldirilishi mumkin bo'lgan maxsus tugma.

3-bosqich. Qopqoqdagi teshiklarni kesish va yaratish.

Qopqoqning devorlarida ikki mm bo'lgan ikkita teshik qilish kerak, ular tutqichlarning aylanish o'qini o'rnatish uchun kerak. Qopqoqning pastki qismida yana bir teshik qilish kerak, u orqali sim o'tadi, u joy almashtirgichga ulanadi.

Oxirgi bosqichda qopqoqni kesib tashlash kerak. Bu joy o'zgartiruvchi sim qopqoqning chetlariga tushmasligi uchun amalga oshiriladi. Bunday ish uchun siz uy qaychi olishingiz mumkin.

4-bosqich. Burg'ulash.

Kavanozda rulmanlar uchun ikkita teshik ochishingiz kerak. Bizning holatlarimizda bu 3,5 mm matkap bilan amalga oshirildi.

5-bosqich. Ko'rish oynasini yasash.

Dvigatel korpusida maxsus oyna kesilishi kerak. Endi qurilmaning barcha tugunlari qanday ishlashini kuzatish mumkin bo'ladi.

6-bosqich. Terminalni o'zgartirish.

Terminallarni olish va ulardan plastik izolyatsiyani olib tashlash kerak. Keyin biz matkap olamiz va terminallarning chetlarida teshiklar qilamiz. Hammasi bo'lib uchta terminalni burg'ulash kerak. Ikki terminalni teshilmagan holda qoldiring.

7-bosqich. Leverajni yaratish.

Tutqichlarni ishlab chiqarish uchun material sifatida diametri atigi 1,88 mm bo'lgan mis sim olinadi. Trikotaj ignalarini qanday qilib aniq egish kerak, Internetga qarashga arziydi. Siz po'lat simni olishingiz mumkin, faqat mis sim bilan ishlash uchun qulayroqdir.

8-bosqich. podshipniklarni ishlab chiqarish.

Rulmanlarni tayyorlash uchun sizga ikkita velosiped nipel kerak bo'ladi. Teshikning diametrini tekshirish kerak. Muallif ularni 2 mm matkap bilan burg'uladi.

9-bosqich. Tutqichlar va podshipniklarni o'rnatish.

Tutqichlarni to'g'ridan-to'g'ri ko'rish oynasi orqali joylashtirish mumkin. Telning bir uchi uzun bo'lishi kerak, volan uning ustida yotadi. Rulmanlar to'g'ri joylarda mahkam o'tirishi kerak. Agar orqa zarba bo'lsa, ular yopishtirilishi mumkin.

10-bosqich. Displeyni yasash.

Displey parlatish uchun po'lat jundan qilingan. Displey ishlab chiqarish uchun po'lat sim olinadi, uning ustiga ilgak yaratiladi, so'ngra ma'lum miqdordagi paxta momig'i simga o'raladi. O'zgartirish moslamasi bankda silliq harakatlanishi uchun bir xil o'lchamda bo'lishi kerak. Displeyning butun balandligi besh santimetrdan oshmasligi kerak.

Oxirida paxtaning bir tomonida jundan chiqmasligi uchun simdan spiral yasash kerak, ikkinchi tomondan esa simdan halqa yasaymiz. Keyin biz ushbu halqaga baliq ovlash chizig'ini bog'laymiz, u keyinchalik diafragmaning markaziy qismi orqali tortiladi. Vulkanizatsiyalangan kauchuk idishning o'rtasida bo'lishi kerak.

Qadam 11. Bosim tankini tayyorlash

Kavanozning pastki qismini ma'lum bir tarzda kesish kerak, shunda uning tagidan taxminan 2,5 sm qoladi. Displeyni diafragma bilan birga rezervuarga o'tkazish kerak. Shundan so'ng, bu butun mexanizm qutining oxiriga o'tkaziladi. Diafragmani biroz tortish kerak. cho'kib ketmasligi uchun.

Keyin siz burg'ilanmagan terminalni olishingiz va u orqali baliq ovlash liniyasini o'tkazishingiz kerak. Tugun harakatlanmasligi uchun yopishtirilgan bo'lishi kerak. Tel yuqori sifatli yog 'bilan yog'langan bo'lishi kerak va shu bilan birga joy almashtirgich uning orqasida chiziqni osongina cho'zishi mumkinligiga ishonch hosil qiling.

12-bosqich. Surish tayoqchalarini yasash.

Ushbu maxsus havolalar diafragma va tutqichlarni bog'laydi. Bu o'n besh sm uzunlikdagi mis simdan qilingan.

13-bosqich. Volanni yaratish va o'rnatish

Volan ishlab chiqarish uchun biz uchta eski CDni olamiz. Markaz sifatida yog'och tayoqni oling. Volanni o'rnatgandan so'ng, krank mili tayog'ini egib oling, shunda volan endi cho'kmaydi.

Oxirgi bosqichda butun mexanizm to'liq yig'iladi.

Oxirgi qadam, olov qutisini yaratish

Shunday qilib, biz dvigatelni yaratishda oxirgi bosqichga yetdik.

Siz, albatta, ushbu Xitoy onlayn-do'konidagi kabi Stirling dvigatellarining chiroyli zavod modellarini sotib olishingiz mumkin. Biroq, ba'zida siz o'zingizni yaratmoqchisiz va hatto do?a?lama vositalardan ham biror narsa qilishni xohlaysiz. Bizning veb-saytimizda allaqachon ushbu motorlarni ishlab chiqarish uchun bir nechta variant mavjud va ushbu nashrda uyda qilish uchun juda oddiy variantni ko'rib chiqing.

Uni tayyorlash uchun sizga do?a?lama materiallar kerak bo'ladi: konserva qutisi, kichik bir bo'lak ko'pikli kauchuk, CD, ikkita murvat va qog'oz qisqichlari.

Ko'pikli kauchuk Stirling motorlarini ishlab chiqarishda ishlatiladigan eng keng tarqalgan materiallardan biridir. Undan dvigatelning o'rnini bosuvchi qurilma ishlab chiqariladi. Ko'pikli kauchukimizning bir bo'lagidan biz doira kesib oldik, biz uning diametrini qutining ichki diametridan ikki millimetr kamroq qilamiz va balandligi uning yarmidan bir oz ko'proq.

Qopqoqning o'rtasida biz teshik ochamiz, uning ichiga birlashtiruvchi novdani joylashtiramiz. Birlashtiruvchi novda silliq ishlashi uchun biz qog'oz qisqichidan spiral hosil qilamiz va uni qopqoqqa lehimlaymiz.

Biz ko'pikli kauchuk doirani o'rtada ko'pikli kauchukdan vint bilan teshamiz va uni yuqoridan va pastdan yuvish vositasi va gayka bilan qulflaymiz. Shundan so'ng, biz qog'oz qisqichni oldindan to'g'rilab, lehim bilan biriktiramiz.

Endi biz displeyni qopqoqda oldindan qilingan teshikka yopishtiramiz va qopqoq va kavanozni germetik tarzda lehimlaymiz. Biz qog'oz qisqichining oxirida kichik bir pastadir qilamiz va qopqoqda yana bir teshik ochamiz, lekin birinchisidan bir oz ko'proq.

Biz lehim yordamida qalaydan silindr yasaymiz.

Tayyor tsilindrni kavanozga lehim temir bilan biriktiramiz, shunda lehim joyida bo'shliqlar qolmaydi.

Biz qog'oz qisqichdan krank mili qilamiz. Tizza oralig'i 90 gradusda bajarilishi kerak. Balandligi bo'yicha tsilindrdan yuqori bo'ladigan tizza, boshqasidan 1-2 mm kattaroqdir.

Biz qog'oz qisqichlardan mil uchun tokchalar qilamiz. Membranani yaratish Buning uchun biz silindrga plastik plyonka qo'yamiz, uni bir oz ichkariga suramiz va silindrga ip bilan mahkamlaymiz.

Membranaga biriktirilishi kerak bo'lgan bog'lovchi novda qog'oz qisqichdan yasalgan va kauchuk bo'lagiga kiritilgan. Birlashtiruvchi novda uzunligi shunday amalga oshirilishi kerakki, milning pastki o'lik markazida membrana silindrga tortiladi va eng yuqori qismida, aksincha, u uzaytiriladi. Ikkinchi birlashtiruvchi novda xuddi shu tarzda tuzilgan.

Biz birlashtiruvchi novdani rezina bilan membranaga yopishtiramiz, ikkinchisini esa joy o'zgartirgichga biriktiramiz.

Biz oyoqlarni qog'oz qisqichlardan kavanozga lehim temir bilan biriktiramiz va volanni krankka biriktiramiz. Masalan, siz CD dan foydalanishingiz mumkin.

Uyda ishlab chiqarilgan Stirling dvigateli. Endi kavanoz ostiga issiqlik olib kelish qoladi - sham yoqing. Va bir necha soniyadan so'ng, volanga bir turtki bering.

Qanday qilib oddiy Stirling dvigatelini yasash mumkin (fotosuratlar va videolar bilan)

www.newphysicist.com

Keling, Stirling dvigatelini yarataylik.

Stirling dvigateli - bu issiqlik dvigateli bo'lib, u turli haroratlarda havo yoki boshqa gazni (ishchi suyuqlik) davriy ravishda siqib, kengaytirib, issiqlik energiyasini mexanik ishga aylantiradi. Aniqroq aytganda, Stirling dvigateli doimiy gazsimon ishlaydigan suyuqlikka ega bo'lgan yopiq tsiklli regenerativ issiqlik dvigatelidir.

Stirling dvigatellari bug 'dvigatellariga qaraganda samaraliroq va samaradorlik 50% ga yetishi mumkin. Ular, shuningdek, jimgina ishlashga qodir va deyarli har qanday issiqlik manbasidan foydalanishlari mumkin. Issiqlik energiyasi manbai Otto yoki dizel dvigatellari uchun bo'lgani kabi ichki yonish orqali emas, balki Stirling dvigatelidan tashqarida ishlab chiqariladi.

Stirling dvigatellari bilan mos keladi muqobil va qayta tiklanadigan energiya manbalari, chunki Ular an'anaviy yoqilg'ilarning narxi oshgani sayin va neft zahiralarining tugashi kabi muammolar nuqtai nazaridan muhimroq bo'lishi mumkin. iqlimning o'zgarishi.

Ushbu loyihada biz sizga juda oddiy yaratish uchun oddiy ko'rsatmalar beramiz dvigatel DIY Probirka va shprits yordamida aralashtirish .

Qanday qilib oddiy Stirling dvigatelini yasash mumkin - Video

Stirling dvigatelini yaratish uchun komponentlar va qadamlar

1. Qattiq yog'och yoki kontrplak bo'lagi

Bu sizning dvigatelingiz uchun asosdir. Shunday qilib, dvigatelning harakatlarini boshqarish uchun etarlicha qattiq bo'lishi kerak. Keyin rasmda ko'rsatilgandek uchta kichik teshik qiling. Bundan tashqari, kontrplak, yog'och va boshqalardan foydalanishingiz mumkin.

2. Marmar yoki shisha boncuklar

Stirling dvigatelida bu to'plar muhim vazifani bajaradi. Ushbu loyihada marmar probirkaning issiq tomonidan sovuq tomoniga issiq havoni almashtiruvchi vazifasini bajaradi. Marmar issiq havoni siqib chiqarganda, u soviydi.

3. Tayoq va vintlardek

Naychalar va vintlar quvurni har qanday yo'nalishda hech qanday uzilishlarsiz erkin harakatlanish uchun qulay holatda ushlab turish uchun ishlatiladi.

4. Kauchuk qismlar

Silgi sotib oling va uni quyidagi shakllarga kesib tashlang. U trubkani ishonchli ushlab turish va uning mahkamligini saqlash uchun ishlatiladi. Naychaning og'zida hech qanday oqish bo'lmasligi kerak. Agar shunday bo'lsa, loyiha muvaffaqiyatli bo'lmaydi.

5. Shprits

Shprits oddiy Stirling dvigatelidagi eng muhim va harakatlanuvchi qismlardan biridir. Piston bochka ichida erkin harakatlanishi uchun shpritsning ichki qismiga ozgina moy qo'shing. Probirka ichida havo kengayganida, u pistonni pastga itaradi. Natijada, shprits bochkasi yuqoriga ko'tariladi. Shu bilan birga, marmar trubaning issiq tomoniga qarab aylanadi va issiq havoni tashqariga chiqaradi va uning sovishiga olib keladi (hajmni pasaytiradi).

6. Probirka Probirka oddiy Stirling dvigatelining eng muhim va ishchi komponentidir. Probirka issiqlikka chidamliligi yuqori bo'lgan ma'lum turdagi shishadan (masalan, borosilikat oynadan) tayyorlanadi. Shuning uchun uni yuqori haroratga qizdirish mumkin.

Stirling dvigateli qanday ishlaydi?

Ba'zi odamlar Stirling dvigatellarini oddiy deb aytishadi. Agar bu to'g'ri bo'lsa, fizikaning ajoyib tenglamalari kabi (masalan, E = mc2), ular oddiy: ular yuzaki sodda, ammo siz ularni tushunmaguningizcha yanada boyroq, murakkabroq va potentsial juda chalkash. Menimcha, Stirling dvigatellarini murakkab deb o'ylash xavfsizroqdir: ko'plab juda yomon YouTube videolari ularni juda to'liq bo'lmagan va qoniqarsiz tarzda "tushuntirish" qanchalik oson ekanligini ko'rsatadi.

Menimcha, Stirling dvigatelini faqat uni qurish yoki uning ishlashini tashqaridan kuzatish bilan tushunib bo‘lmaydi: uning bosib o‘tadigan bosqichlari sikli, ichidagi gaz bilan nima sodir bo‘lishi va uning dvigateldan qanday farq qilishi haqida jiddiy o‘ylab ko‘rishingiz kerak. an'anaviy bug 'dvigatelida nima sodir bo'ladi.

Dvigatelning ishlashi uchun zarur bo'lgan narsa - gaz kamerasining issiq va sovuq qismlari o'rtasida harorat farqi mavjudligi. Faqat 4 °C harorat farqi bilan ishlay oladigan modellar qurilgan, garchi zavod motorlari bir necha yuz daraja farq bilan ishlaydi. Bu dvigatellar ichki yonuv dvigatelining eng samarali shakliga aylanishi mumkin.

Stirling dvigatellari va konsentrlangan quyosh energiyasi

Stirling dvigatellari issiqlik energiyasini generatorni harakatga keltiradigan harakatga aylantirishning aniq usulini ta'minlaydi. Eng keng tarqalgan tartib - bu dvigatelning parabolik oynaning markazida bo'lishi. Quyosh nurlarini dvigatelga qaratish uchun oyna trekerga o‘rnatiladi.

* Qabul qiluvchi sifatida Stirling dvigateli

Maktab kunlaringiz davomida siz qavariq linzalar bilan o'ynagan bo'lishingiz mumkin. Bir varaq yoki gugurtni yoqish uchun quyosh energiyasini jamlash, men to'g'rimi? Yangi texnologiyalar kundan-kunga rivojlanmoqda. Konsentrlangan quyosh issiqlik energiyasiga bugungi kunda ko'proq e'tibor qaratilmoqda.

Yuqorida propellant sifatida shisha boncuklardan va quvvat pistoni sifatida shisha shpritsdan foydalangan holda oddiy probirka motorining qisqa videosi.

Ushbu oddiy Stirling dvigateli ko'pgina maktab fan laboratoriyalarida mavjud bo'lgan va oddiy issiqlik dvigatelini namoyish qilish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan materiallardan qurilgan.

Har bir sikl diagrammasidagi bosim-hajmi

Jarayon 1 -> 2 Quvurning issiq uchida ishlaydigan gazning kengayishi, issiqlik gazga o'tkaziladi va gaz kengayadi, hajmni oshiradi va shprits pistonini yuqoriga suradi.

Jarayon 2 -> 3 Marmar quvurning issiq uchiga qarab harakatlanayotganda, gaz quvurning issiq uchidan sovuq uchiga majburlanadi va gaz harakatlanayotganda, u quvur devoriga issiqlik beradi.

Jarayon 3 -> 4 Ishchi gazdan issiqlik chiqariladi va hajmi kamayadi, shprits pistoni pastga tushadi.

Jarayon 4 -> 1 Davrani tugatadi. Ishchi gaz quvurning sovuq uchidan issiq uchiga o'tadi, chunki marmarlar uni siljitadi, u harakatlanayotganda quvur devoridan issiqlik oladi va shu bilan gazning bosimini oshiradi.