Мощный двигатель Стирлинга своими руками :: SYL.ru

Двигатель Стирлинга, некогда известный, был надолго забыт из-за широкого распространения другого мотора (внутреннего сгорания). Но сегодня о нем слышно все больше. Может быть, у него есть шансы стать более популярным и найти свое место в новой модификации в современном мире?

История

Двигатель Стирлинга — это тепловая машина, которая была изобретена в начале девятнадцатого века. Автором, как понятно, был некий Стирлинг по имени Роберт, священник из Шотландии. Устройство представляет собой двигатель внешнего сгорания, где тело движется в замкнутой емкости, постоянно меняя свою температуру.

Из-за распространения другого вида мотора о нем почти забыли. Тем не менее, благодаря своим преимуществам, сегодня двигатель Стирлинга (своими руками многие любители сооружают его дома) снова возвращается.

Основное отличие от двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что энергия тепла приходит извне, а не вырабатывается в самом двигателе, как в ДВС.

Принцип работы

Можно представить замкнутый воздушный объем, заключенный в корпусе, имеющем мембрану, то есть поршень. При нагревании корпуса воздух расширяется и совершает работу, выгибая таким образом поршень. Затем происходит охлаждение, и он вгибается снова. В этом состоит цикл работы механизма.

Немудрено, что термоакустический двигатель Стирлинга своими руками многие изготавливают в домашних условиях. Инструментов и материалов для этого требуется самый минимум, который найдется в доме у каждого. Рассмотрим два разных способа, как легко его создать.

Материалы для работы

Чтобы сделать двигатель Стирлинга своими руками, понадобятся следующие материалы:

• жесть;
• спица из стали;
• трубка из латуни;
• ножовка;
• напильник;
• подставка из дерева;
• ножницы по металлу;
• детали крепежа;
• паяльник;
• пайка;
• припой;
• станок.

Это все. Остальное — дело нехитрой техники.

Как сделать

Из жести готовят топку и два цилиндра для базы, из которых будет состоять двигатель Стирлинга, своими руками изготовленный. Размеры подбирают самостоятельно, учитывая цели, для которых предназначено это устройство. Предположим, что мотор делается для демонстрации. Тогда развертка главного цилиндра составит от двадцати до двадцати пяти сантиметров, не более. Остальные части должны подстраиваться под него.

На верху цилиндра для передвижения поршня делают два выступа и отверстия диаметром от четырех до пяти миллиметров. Элементы выступят в роли подшипников для расположения кривошипного устройства.

Далее делают рабочее тело мотора (им станет обычная вода). К цилиндру, который сворачивают в трубу, припаивают кружочки из жести. В них проделывают отверстия и вставляют трубки из латуни от двадцати пяти до тридцати пяти сантиметров в длину и диаметром от четырех до пяти миллиметров. В конце проверяют, насколько герметичной стала камера, залив ее водой.

Далее приходит черед вытеснителя. Для изготовления берут заготовку из дерева. На станке добиваются, чтобы она обрела форму правильного цилиндра. Вытеснитель должен быть немногим меньше диаметра цилиндра. Оптимальную высоту подбирают уже после того, как двигатель Стирлинга своими руками будет сделан. Потому на данном этапе длина должна предполагать некоторый запас.

Спицу превращают в шток цилиндра. По центру деревянной емкости делают отверстие, подходящее под шток, вставляют его. В верхней части штока необходимо предусмотреть место для шатунного устройства.

Затем берут трубки из меди длиной четыре с половиной сантиметра и диаметром два с половиной сантиметра. Кружок из жести припаивают к цилиндру. По бокам на стенках делают отверстие для сообщения емкости с цилиндром.

Поршень также подгоняют на токарном станке под диаметр большого цилиндра изнутри. Наверху подсоединяют шток шарнирным способом.

Сборку заканчивают и настраивают механизм. Для этого поршень вставляют в цилиндр большего размера и соединяют последний с другим цилиндром меньшего размера.

На большом цилиндре сооружают кривошипно-шатунный механизм. Фиксируют часть двигателя при помощи паяльника. Основные части закрепляют на деревянном основании.

Цилиндр наполняют водой и под низ подставляют свечку. Двигатель Стирлинга, своими руками сделанный от начала и до конца, проверяют на работоспособность.

Второй способ: материалы

Двигатель можно сделать и другим способом. Для этого понадобятся следующие материалы:

• консервная банка;
• поролон;
• скрепки;
• диски;
• два болта.

Как сделать

Поролон очень часто используют, чтобы сделать дома простой не мощный двигатель Стирлинга своими руками. Из него готовят вытеснитель для мотора. Вырезают поролоновый круг. Диаметр должен быть немного меньше, чем у консервной банки, а высота — чуть более половины.

По центру крышки проделывают отверстие для будущего шатуна. Чтобы он ходил ровно, скрепку сворачивают в спиральку и паяют к крышке.

Поролоновый круг посередине пронизывают тонкой проволокой с винтом и фиксируют его сверху шайбой. Затем соединяют кусок скрепки пайкой.

Вытеснитель вталкивают в отверстие на крышке и соединяют банку с крышкой путем пайки для герметизации. На скрепке делают маленькую петлю, а в крышке — еще одно, более крупное отверстие.

Жестяной лист сворачивают в цилиндр и спаивают, а потом прикрепляют к банке настолько, чтобы щелей не осталось совсем.

Скрепку превращают в коленчатый вал. Разнос при этом должен быть ровно девяносто градусов. Колено над цилиндром делают слегка больше другого.

Остальные скрепки превращаются в стойки для вала. Делается мембрана следующим образом: цилиндр оборачивают в пленку из полиэтилена, продавливают и крепят ниткой.

Шатун изготавливается из скрепки, которую вставляют в кусок резины, и готовую деталь прикрепляют к мембране. Длина шатуна делается такой, чтобы в нижней валовой точке мембрана была втянутой в цилиндр, а в высшей — вытянута. Таким же образом делается и вторая деталь шатуна.

Затем один приклеивают к мембране, а другой — к вытеснителю.

Ножки для банки можно также сделать из скрепок и припаять. Для кривошипа используют CD-диск.

Вот и готов весь механизм. Осталось лишь под него подставить и зажечь свечку, а затем дать толчок через маховик.

Заключение

Таков низкотемпературный двигатель Стирлинга (своими руками сооруженный). Конечно, в промышленных масштабах такие приборы изготавливаются совсем другим способом. Однако принцип остается неизменным: происходит нагрев, а затем охлаждение воздушного объема. И это постоянно повторяется.

Напоследок посмотрите эти чертежи двигателя Стирлинга (своими руками его можно сделать без особых навыков). Может быть, вы уже загорелись идеей, и вам захочется сделать что-либо подобное?

Как самостоятельно изготовить двигатель Стирлинга.

Как сделать двигатель «Stirling».

 

Пояснение работы двигателя «Stirling».

Начинаем с разметки маховика.

Шесть отверстий не прошли. Получается не красивым.Отверстия маленькие и тело между ними тонкое.

За одно точим противовесы для коленвала. Подшипники запрессованы.В последствии подшипники выпрессованы и на их место нарезано резьба на М3.

Я фрезеровал но можно и напильником.

Это часть шатуна. Остальная часть припаивается ПСРом.

Работа развёрткой над уплотнительной шайбой.

Сверловка станины стирлинга. Отверстие которое связывает вытеснитель с рабочим цилиндром. Сверло на 4,8 под резьбу на М6. Потом её надо заглушить.

Сверловка гильзы рабочего цилиндра,под развёртку.

Сверловка под резьбу на М4.

Как это делалось.

Размеры даны с учётом переделанного.Было изготовлено две пары цилиндр-поршень,на10мм. и на15мм. Были опробованы оба.Если ставить цилиндр на 15мм. то ход поршня будет 11-12мм. и работает не акти. А вот10мм. с ходом на 24мм. самый раз.

Размеры шатунов.К ним припаивается латунная проволока Ф3мм.

Крепёжный узел шатуна. Вариант с подшипниками не прошёл. При затяжки шатуна,подшипник деформируется и создаёт дополнительное трение. Вместо подшипника сделал Al. втулку с болтом.

Размеры некоторых деталей.

Некоторые размеры по маховику.

Некоторые размеры как крепить на валу и сочлинения.

Между охладителем и жаровой камеры ставим асбестовую прокладку на 2-3мм. Желательно и под болты которые стягивают обе детали ставить прокладки паронитовые или что нибудь которое меньше проводит тепло.

Вытеснитель сердце стирлинга он должен быть лёгким и мало проводящим тепло. Шток взят с того же старого винчестера. Это одна из направляющих линейного двигателя.Очень подходит,калённая ,хромированная. Для того чтоб нарезать резьбу обмотал середину промоченной тряпкой,и концы нагрел до красна.

Шатун с рабочим цилиндром. Длина общая 108мм. Из них 32мм это поршень диаметром 10мм.Поршень должен ходить в цилиндр легко,без ощутимых задиров.Для проверки закрываем плотно пальчиком снизу,а сверху вставляем поршень,он должен очень медленно отпускаться вниз.

Планировал так сделать но в процессе работы сделал изменения. Для того чтоб узнать ход рабочего цилиндра,отодвигаем вытеснитель в холодильную камеру,а рабочий цилиндр вытягиваем на 25мм.Нагреваем жаровую камеру .Окуратно под рабочим шатуном ложим линейку,и запоминаем данные. Резко заталкиваем вытеснитель ,и на сколько рабочий цилиндр передвинется это и есть его ход.Этот размер играет очень важную роль.

Вид на рабочий цилиндр. Длина шатуна 83мм. Ход 24мм.Маховичок крепится к валу винтом М4. На фото видна его головка. И таким образом крепится и противовес шатуна вытеснителя.

Вид на шатун вытеснителя.Общая длина с вытеснителем 214мм. Длина шатуна 75мм. Ход 24мм. Обратите внимания на проточку U образной формы на маховик.Сделано для отбора мощности.Задумка была или генератор или через пасик на вентилятор охладителя.Пилон маховика имеет размеры 68х25х15. С верхней части фрезеровано с одной стороны на глубину 7мм.и длина 32мм.Центр подшипника снизу находится на 55мм. Крепится снизу двумя болтами на М4.Расстояние между центрами пилонов 126мм.

Вид на жаровую камеру и охладителя.Корпус двигателя запрессован в пилон.Размеры пилона 47х25х15 углубление под посадку 12мм. К доске снизу крепится двумя болтами на М4.

Лампада 40мм. в диаметре высота 35мм. Углублена в древку на 8мм. На дне по центру запаяна гайка на М4 и закреплена болтом снизу.

Готовый вид. Основание дуб 300х150х15мм.

Шильдик.

Долго искал рабочую схему. Находил но всегда было связанно с тем что или с оборудованием проблемы или с материалами.Решил сделать как арбалет. Посмотрев много вариантов и прикидывал что у меня есть в наличии и что я смогу сделать самому на своём оборудовании.Те размеры что я прикидывал сразу,при собранном аппарате мне не понравилось.Получился слишком широким. Пришлось станину цилиндров укоротить. А маховик ставить на одном подшипнике(на одном пилоне).

Материалы маховик,шатуны,противовес,уплотнительная шайба,лампада и рабочий цилиндр бронза.Пилоны,рабочий поршень,станина цилиндров охладитель и шайба с резьбой от жаровой камеры алюминий.Вал маховика и шток вытеснителя сталь.Жаровая камера нержавейка.Вытеснитель графит. А что получилось ставлю на обозрение,вам судить.

 

Статья приведена без изменений с сайта автора:  http://culibinc.narod.ru
Автор статьи Казаку Анатолий Иванович

Об авторе Вячеслав Васильев

Руководитель проекта «Заряд»

Низкотемпературный двигатель Стирлинга

Двигатель Стирлинга. Почти для любого самодельщика эта замечательная штука может стать настоящим наркотиком. Достаточно один раз сделать и увидеть его в работе, как захочется их делать снова и снова. Относительная простота этих двигателей позволяет делать их буквально из мусора. Я не буду останавливаться на общих принципах и устройстве. Про это полно информации в интернете.

Например: Википедия. Приступим сразу к постройке простейшего низкотемпературного  гамма-Стирлинга.

 

Для постройки двигателя своими руками нам понадобится две крышки для стеклянных банок. Они будут выполнять роль холодной и горячей части. От этих крышек ножницами отрезается закраина

В одной крышке по центру делается отверстие. Размер отверстия должен быть чуть меньше диаметра будущего цилиндра.

Корпус двигателя Стирлинга вырезается из пластиковой бутылки из под молока. Эти бутылки как раз поделены на колечки. Нам понадобится одно. Надо заметить, что у разных сортов молока бутылки могут чуть-чуть отличаться.

Корпус приклеивается к крышке пластичным эпоксидным составом или герметиком. 

В качестве цилиндра прекрасно подходит корпус маркера. У этой модели колпачок по диаметру меньше чем сам маркер и может стать поршнем.

От маркера отрезается небольшая часть. У колпачка срезается часть с верху.

Это вытеснитель. В процессе работы двигателя Стирлинга он перемещает воздух внутри корпуса от горячей части к холодной и обратно. Изготавливается из губки для мытья посуды. В центре приклеивается магнит. 

Так как верхняя крышка изготовлена из жести, она может быть притянута магнитом. Вытеснитель может застрять. Чтобы этого не произошло, магнит нужно дополнительно зафиксировать картонным кружком.

Колпачок заполняется эпоксидным составом. С обоих концов сверлятся отверстия для крепления магнита и держателя шатуна. Резьба в отверстиях нарезается непосредственно винтом. Эти винты нужны для тонкой настройки двигателя. Магнит в поршне приклеивается к винту и регулируется таким образом, чтобы находясь в нижней части цилиндра он притягивал вытеснитель. На этот магнит понадобится еще приклеить ограничитель из резины. Подойдет отрезок велосипедной камеры или ластик. Ограничитель нужен для того чтобы магниты поршня и вытеснителя не притягивались слишком сильно. Иначе давления может не  хватить чтобы разорвать магнитную связь.

На верхнюю часть поршня наклеивается резиновая прокладка. Она нужна для герметичности и для защиты кожуха от разрыва.

Кожух поршня изготавливается из резиновой перчатки. Отрезать нужно мизинец.

После того как кожух наклеен, сверху клеится еще одна резиновая прокладка. Сквозь резиновые прокладки и кожух шилом протыкается отверстие. В это отверстие вворачивается держатель шатуна. Этот держатель делается из винта и припаянной шайбы.

В качестве держателя коленвала прекрасно подошла упаковка от эпоксидки. Точно такую же баночку можно взять из под шипучих витаминов или аспирина.

У этой баночки отрезается дно и делаются отверстия. В верхней части — для удержания коленвала. В нижней — для доступа к креплению шатуна.

Коленвал и шатун изготавливаются из проволоки. Белые штуки — это ограничитель. Сделан из трубочки от чупа-чупса. От этой трубочки отрезаются маленькие кусочки и получившиеся детали разрезаются вдоль. Так их проще надеть. Высота колена определяется половиной расстояния, которое должен пройти цилиндр от самой нижней точки до верхней точки, в которой перестает действовать магнитная связь.

Итак, у нас все готово для первых испытаний. Сперва необходимо проверить герметичность. Нужно подуть в цилиндр. На все стыки можно нанести пену из жидкости для мытья посуды. Малейшая утечка воздуха и двигатель не заработает. Если с герметичностью все в порядке, можно вставить поршень и закрепить кожух канцелярской резинкой.

В нижнем положении цилиндра вытеснитель должен притянуться на верх.  Дальше вся конструкция ставится на чашку с горячей водой. Через некоторое время воздух внутри двигателя начнет нагреваться и выталкивать поршень. В определенный момент магнитная связь будет разорвана и вытеснитель упадет на дно. Таким образом воздух в двигателе перестанет контактировать с нагреваемой частью и начнет охлаждаться. Поршень начнет втягиваться. В идеале поршень должен начать совершать движения вверх-вниз. Но этого может не произойти. Либо давления будет не достаточно для перемещения поршня, либо воздух нагреется слишком  сильно и поршень не втянется до конца. Соответственно у этого двигателя могут быть мертвые зоны. Это не особо страшно. Главное, чтобы мертвые зоны не были слишком большими. Для компенсации мертвых зон нужен маховик.

Ещё очень важная часть этого этапа заключается в том, что тут можно прочувствовать принцип работы двигателя Стирлинга. Я помню свой первый стирлинг который не заработал только потому, что ни как не мог врубиться как и за счет чего эта штука работает. Здесь же, помогая руками поршню ходить вверх-вниз, можно почувствовать как нарастает и спадает давление.

Эту конструкцию можно немного усовершенствовать, если добавить к ней шприц на верхнюю крышку. Этот шприц также необходимо посадить на эпоксидку, держатель иглы немного подрезать.  Положение поршня в шприце должно быть в среднем положении. Этим шприцем можно регулировать объем воздуха внутри двигателя. Запуск и регулировка будет намного проще.

Итак можно насаживать держатель коленвала. Высота крепления шатуна к цилиндру регулируется винтом. 

Маховик делается из CD диска. Отверстие залепляется пластичной эпоксидкой. Затем необходимо просверлить дырку точно по центру. Найти центр очень просто. Используем свойства прямоугольного треугольника вписанного в круг. У него гипотенуза проходит через центр. Нужно приложить лист бумаги прямым углом к окраине диска. Ориентация не важна. В местах пересечения сторон листа с окраиной диска наносим метки. Линия проведенная через эти метки будет проходить через центр. Если провести вторую линию в другом месте, то на пересечении мы получим точный центр.

Все двигатель готов.

Ставим двигатель Стирлинга на чашку с кипятком. Немного ждем и он должен сам заработать. Если этого не произойдет, нужно слегка помочь ему рукой.

Процесс изготовления на видео.

Двигатель Стирлинга в работе

Двигатель Стирлинга — Устройство, виды и принцип работы

Для приведения в действие машин и механизмов используются силовые агрегаты различной конструкции. Двигатель Стирлинга является одним из силовых агрегатов внешнего сгорания. Для того чтобы понять как работает двигатель Стирлинга необходимо разобраться в его устройстве.

История создания двигателя Стирлинга

До появления силовых агрегатов Стерлинга использовались моторы, работающие на водяном пару. Такие агрегаты могут работать на твердом топливе. Паровые двигатели имеют сложную конструкцию и требуют особого обслуживания. Двигатели Стирлинга имеют простейшую конструкцию. Выполнять ремонт силовой установки можно, не имея технических знаний и особого оборудования.

Конструкция была запатентована в 1816 году. По сравнению с паровыми двигателями мотор был безопасен в использовании и имел простую конструкцию. Главным преимуществом силового агрегата является возможность использования любого вида топлива. Мотор работает от перепадов температуры.

СПРАВКА: При одинаковом объеме рабочей камеры двигатель внутреннего сгорания обладает более высокими показателями мощности.

Виды двигателей

Существует несколько видов моторов Стирлинга отличающихся по своей конструкции:

1. Альфа;
2. Бета;
3. Гамма;
4. Роторный.

Ниже будет подробно рассмотрена конструкция каждого из видов силового агрегата.

Альфа

Конструктивно состоит из двух цилиндров. На один из цилиндров установлен охлаждающей радиатор. Второй край этого цилиндра подвергается нагреву. В каждой рабочей камере установлен отдельный поршень. Передача усилия от поршневой группы осуществляется на коленчатый вал. Коленчатый вал с поршнем и вытеснителем  соединены шарнирно.

Бета

В конструкцию входит одна рабочая камера. Она одновременно подвергается нагреву и охлаждению.   Нагреву подвергается один край рабочей камеры, охлаждению – второй. Под действием изменения давления воздуха или газа находящегося в рабочей камере перемещается поршень.

Гамма

Отличием конструкции являются два рабочих цилиндра отдельно стоящие друг от друга. Одна рабочая камера постоянно подвергается нагреву. На нее устанавливают радиатор охлаждения. Вторая камера постоянно охлаждённая.

Роторный двигатель Стирлинга

Отличается отсутствием кривошипно-шатунного механизма. Это уменьшает габаритно массовые параметры силового агрегата. Конструкция роторного двигателя позволяет улучшить герметичность рабочей камеры.

Принцип работы двигателя Стирлинга

Мотор преобразует энергию, получаемую от источника тепла в механическую силу. В рабочей камере находится воздух или газ. Одна часть рабочей камеры оснащена радиатором охлаждения или водяной рубашкой. Это необходимо для охлаждения воздушной массы находящейся в полости цилиндра. Вторая часть подвергается нагреву.

СПРАВКА: Для нормальной работы силового агрегата подойдет любое жидкое, твёрдое или газообразное топливо.

Работа двигателя осуществляется следующим образом:

• Под действием высокой температуры воздуха в полости рабочей камеры нагревается и увеличивается в объеме. Увеличение объема воздуха воздействует на поршень, перемещая его в верхнюю мертвую точку;
• Под воздействием радиатора или рубашки охлаждения воздушная масса охлаждается. Поршень возвращается в обратном направлении. После этого цикл повторяется.

Нагревание и охлаждение воздуха в рабочей камере осуществляется при помощи вытеснителя. Он смещает воздушную массу от горячей части цилиндра к холодной и наоборот. Вытеснитель занимает большую часть объема рабочей камеры.

Область применения

Двигатели Стирлинга, работающие от внешнего источника тепла, могут применяться для изготовления:

• Генераторов. При помощи силового агрегата можно преобразовать тепловую энергию в электрическую. Это очень удобно в местах, где подача электричества осуществляется с перебоями или отсутствует;
• Насосов для перекачки различных жидкостей.мощности силовой установки достаточно для перекачивания различных жидкостей;
• Климатического оборудования;
• Автомобилей и самоходной техники.

Простота конструкции позволяет использовать силовые агрегаты для создания автомобилей и различного оборудования. Работа на любом топливе позволяет использовать такие моторы в местах, где подача электроэнергии осуществляется с перебоями или отсутствует.

Преимущества и недостатки двигателя Стирлинга

Двигатель Стирлинга внешнего сгорания имеет ряд достоинств и недостатков.

Преимущества

• Возможность работы на разном топливе. Для нормальной работы может быть использован абсолютно любой источник тепла.  В некоторых случаях применяется солнечная энергия. Для этого солнечный свет концентрируется на поверхности цилиндра;
• Простота конструкции. В силовом агрегате нет большого количества комплектующих. Это делает мотор простым в эксплуатации и ремонте. Обслуживание двигателя может проводить человек, имеющий минимальные технические знания;
• Минимальный уровень шума. Двигатель Стирлинга при работе издает минимальный уровень шума. Это возможно благодаря отсутствию большого количества вращающихся деталей и воспламенения топлива в рабочей камере;
• Моторесурс. Минимальное количество комплектующих позволяет использовать мотор длительное время без ремонта и дополнительного обслуживания;
• Экологичность. При использовании источника тепла не загрязняющего окружающую среду мотор будет экологически чист.

Недостатки

• Большие габаритно массовые параметры. Для увеличения мощности необходимо использовать рабочую камеру и поршень большого диаметра. Это требует применения охлаждающего радиатора увеличенных размеров;

• Сложность в регулировке оборотов. Для регулировки частоты вращения коленчатого вала необходимо изменять показатели температуры;
• Необходимость в использовании жаропрочных материалов. Увеличение моторесурса возможно при применении материалов устойчивых к высоким температурам.

Двигатель Стирлинга своими руками

Некоторые люди задаются вопросом, как сделать двигатель Стирлинга в домашних условиях? Существует большое количество разновидностей самодельных двигателей Стирлинга. Для того чтобы создать двигатель Стирлинга не обязательно иметь чертежи и специализированные материалы. Создать силовой агрегат дома, можно из подручных материалов, не применяя специализированное сложное оборудование.

Перед сборкой необходимо определиться какой мощности будет силовая установка. Как правило, умельцы создают изделия небольшой мощности, которой хватает для вращения маленького вентилятора. Мотор изготавливается в следующей последовательности:

Рабочая камера

Создавая двигатель Стирлинга своими руками в первую очередь, изготавливают большой цилиндр. В полости этой камеры будет перемещаться вытеснитель воздуха. Он необходим для смещения воздушной массы в рабочей камере.

Камеру изготавливают из термоустойчивых материалов. Это может быть как цельная металлическая ёмкость, так и сосуд, составленный из двух частей. Соединение частей должно быть герметичным. В верхней части камеры необходимо просверлить отверстие.

ВАЖНО: Отсутствие герметичности в рабочей камере приведет к нарушению работоспособности силового агрегата. Во избежание этого необходимо герметизировать места соединения термоустойчивым герметизирующим составом.

Если камера изготавливается из двух частей, то для соединения выбирают клей или пайку. Внутренняя поверхность камеры в месте соединения не должна иметь заусенец или выпирающих частей. Это необходимо для того, чтобы не было препятствий для движения вытеснителя воздушной массы.

Вытеснитель

Перед окончательным соединением частей рабочей камеры необходимо самостоятельно изготовить вытеснитель. Это устройство, которое будет смещать воздушную массу в камере. Размеры вытеснителя должны быть меньше диаметра рабочей камеры. Между стенками камеры и вытеснителем должен быть зазор позволяющий изделию свободно перемещаться.

Для изготовления применяется поролон или другой лёгкий материал. Толщина материала выбирается исходя из внутреннего объема камеры.

После изготовления вытеснителя необходимо закрепить на нём шток. Он изготавливается из металлической проволоки диаметром 0.5 мм. Хорошо подойдет разогнутая канцелярская скрепка. Проволоку крепят к втулке из резины или другого эластичного материала. Втулку крепят к поролоновому диску. Такая конструкция позволяет создать прочное соединение.

Перед сборкой рабочей камеры необходимо продвинуть шток вытеснителя в заранее просверленное, в верхней части камеры, отверстие. Шток должен свободно перемещаться в отверстии. После установки поролонового диска герметизируется рабочая камера.

Подставка

Изготовление подставки является необязательным. Она необходима для установки силового агрегата. В подставке предусматривается место для закладки топлива. Это может быть свеча, сухое горючее, или любой другой источник тепловой энергии.

Подставка изготавливается из термостойких материалов. Хорошо подходит металлическая банка от напитков. Верхнюю часть банки срезают. В боковой части вырезают окно для загрузки топлива. Во избежание травмирования на острые срезы банки устанавливают резиновые уплотнения.

СПРАВКА: При использовании в качестве топлива сухого горючего на дно банки устанавливают металлическую площадку. Хорошо подойдет металлическая шайба толщиной 0.5 – 1 мм. Шайба крепится ко дну банки при помощи самореза или болта.

Цилиндр

Цилиндр используется для установки у него силового поршня. Полость рабочего цилиндра сообщается с полостью камеры через просверленное отверстие в верхней крышке. Соединение цилиндра с рабочей камерой должно быть герметичным. Это необходимо для предотвращения утечки воздуха из полости рабочей камеры в атмосферу.

ВНИМАНИЕ: Герметизация осуществляется путём пайки или нанесения на место соединения герметизирующих составов.

Для изготовления цилиндра используют тонкий лист металла. Из листа вырезают полосу шириной 30-35 мм. Сворачивая полосу, изготавливают цилиндр. Место соединения стенок цилиндра герметизируют при помощи пайки.

Поршень

Поршень изготавливается из пластмассы, дерева или пробки. Для исключения утечки воздуха через зазор между поршнем и цилиндром изделие оснащают мембраной. Мембрану изготавливают из полиэтиленового пакета, воздушного шара, или медицинской перчатки.

Поршень приклеивают к мембране при помощи клея. К цилиндру мембрана крепится при помощи резинки или прочной нити. В верхней части поршня устанавливают крепление для шатуна. Его изготавливают из тонкой проволоки. Крепление выполнено в виде петли с винтом, который вкручивается в поверхность поршня. К петле при помощи болта крепится шатун.

Маховик

Работа свободнопоршневого двигателя собранного своими руками будет нестабильной. Для стабилизации оборотов силового агрегата изготавливают маховик. Он стабилизирует частоту вращения за счёт силы инерции.

Маховик изготавливают из прочного материала. Хорошо подходит  металлическая крышка для консервации или CD диск. В центре маховика необходимо закрепить коленчатый вал.

ВАЖНО: Коленчатый вал необходимо крепить точно в центре маховика. Смещение точки крепления приведет к разбалансировке в работе силового агрегата.

Коленчатый вал и шатун

Коленвал изготавливают из толстой металлической или медной проволоки. На коленчатом валу выполняют два изгиба. Угол между коленами должен составлять 90 градусов. На одно колено шарнирно устанавливается шатун, второй конец которого  крепится к поршню. На второе колено шарнирно устанавливается  шток вытеснителя.

В качестве шарниров можно использовать клеммы для соединения проводов. Для этого необходимо предварительно удалить с них зажимающие винты. Для того чтобы провести расчёт глубины колена необходимо разделить на 2 ход поршня от верхней до нижней мертвой точки.

Держатель коленчатого вала

Держатель изготавливают из металла или пластика. Можно использовать стальную, медную проволоку, стержни, трубки и т.д. Нижняя часть держателя жёстко устанавливается на корпус рабочей камеры. Для этого его приклеивают или припаивают к поверхности. В верхней части держатель шарнирно соединяется с коленчатым валом.

Вентилятор

Вместо вентилятора может быть изготовлено любое другое устройство, которому будет передаваться крутящий момент от коленчатого вала. Вентилятор изготавливают из листа металла или пластика. Перед изготовлением вентилятора на материал наносят чертеж.

После этого вырезают деталь. Во избежание получения травм острые края, полученной детали обрабатывают наждачной бумагой.

В центре вентилятора сверлят отверстие. В него устанавливают резиновую, пробковую, или любую эластичную втулку.  Изготовленную деталь крепят на коленчатый вал.

ВНИМАНИЕ: Во избежание разбалансировки необходимо крепить  коленчатый вал точно по центру вентилятора. Найти центр можно при помощи циркуля.

Запуск двигателя

После проверки рабочей камеры на герметичность и сборки двигателя необходимо проверить его работоспособность. Для этого:

• Подобрать источник тепловой энергии. Это может быть свеча или любое другое топливо. Можно использовать сосуд с горячей водой. Для этого нижнюю поверхность рабочей камеры необходимо установить на емкость с жидкостью;
• Установить изделия на подставку. На дно подставки поместить источник тепловой энергии;
• На верхнюю поверхность рабочей камеры поместить кубики льда;
• Раскрутить маховик вручную.

После раскручивания маховика двигатель должен начать работу. Поршень и шток вытеснителя будут попеременно воздействовать на коленчатый вал установки. Стабильную работу будет обеспечивать сила инерции маховика.

Из вышеперечисленного следует, что двигатель Стирлинга это силовой агрегат, работающий от разницы температур рабочего тела. Мотор может работать на любом виде топлива. Модель силовой установки можно собрать самостоятельно в домашних условиях. Для этого не потребуется специализированных материалов и оборудования. В качестве источника питания для модели силовой установки может использоваться свеча, сухое горючее и т.п.

Как сделать двигатель Стирлинга своими руками?

Если на улице 20 а машина стоит на улице и ещё в добавок к о всему акум слабенький,желательно прогревать каждве полтора два часа,а можно просто занести акум домой и всё утром завести и прогреть,лучше конечно в гараже держать там хоть чутка теплее,а вот в морозы более 20 можно и всю ночь в машине провести,в принципи если у вас масло не обводнённое и не застынет,то так же заниси акум домой и все дела!

10 месяцев назад

Я не знаю о каком конкретно «водяном двигателе» Вы ведёте речь. Реально можно построить такую схему. Какой-либо источник первичной энергии (бензиновый, на газу, на дровах, на ядерной энергии и т.п.) крутит электрогенератор. Электрогенератор вырабатывает электрическую энергию. Эта электрическая энергия разлагает воду (путём электролиза) на водород и кислород. Этот водород сжигается в этом кислороде (в цилиндрах Вашего «водяного двигателя») и полученная при этом энергия приводит в движение автомобиль. Возможен и другой вариант. Первичная энергия нагревает воду (водяной пар до температуры выше 2000 °С, при которой начинается термическое разложение воды на водород и кислород. Из этой смеси каким-то чудесным образом удается извлечь водород и кислород, так чтобы они не прореагировали между собой, и направить их в «водяной двигатель».

Но зачем заниматься подобной ерундой, если проще первичную энергию направить непосредственно на приведение в движение автомобиля.

А всякие сказки про какое-то «чудесное разложение воды на водород и кислород» без затрат энергии, это несколько модифицированная модель вечного двигателя.

«ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ» и «ЗАКОН НЕУБЫВАНИЯ ЭНТРОПИИ» — УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ ПРИРОДЫ, И НИКОМУ НЕ ДАНО ИХ НАРУШИТЬ, ДАЖЕ БОГУ.

10 месяцев назад

Обычный трамвай имеет 4 тяговых электродвигателя(ТЭД­) по числу колёсных пар.Один ТЭД приводит в движение одну колёсную пару.На первой тележке стоят ТЭД № 1 и 2.На второй-№ 3 и 4. 1й-3й,2й-4й двигатели соединены между собой последовательно,а пары 1-3,2-4 соединены паралельно.При необходимости одну пару двигателей можно отключить.Тогда у трамвая будут вращаться только по одной колёсной паре на каждой тележке.

9 месяцев назад

Тут ведь как, неисправности бывают разного характера! Если, к примеру, неисправен или не отрегулирован карбюратор (агрегат системы питания на устаревших двигателях) и выдает обедненную горючую смесь, то и потреблять топлива мотор будет меньше, но детанация и лязг поршневых пальцев не замедлят о себе напомнить! Если зажат один или несколько впускных клапанов, то в этом случае в одном или нескольких цилиндрах не будет создаваться должное разряжение, а как следствие, не будет поступать должное количество горючей смеси и. .. мотор будет поедать меньше бензина,но не замедлит сказаться потеря мощности. Некоторые неисправности инжекторной системы так же могут привести к уменьшению расхода топлива… В любом случае вы ощутите либо неустойчивость в работе двигателя, либо потерю мощности!

10 месяцев назад

Вечный двигатель может работать в двух направлениях как для выработки энергии так и для поглощения. Поэтому они запрещены. Для создания такого двигателя нужно вещество с аномальными свойствами. Например вода при замерзании не сжимается а расширяется, железо при нагревании становится паро магнитиком.Система может быть замкнута для тепловой энергии но не замкнута для магнитных и электро магнитных полей. Водород может усиливать звук и тем самым охлаждаться. Если замкнутая система не пропускает свет это не значит что она не пропускает звук. Два грамма водорода — водородная бомба. Один миллиграмм водорода это энергия для города.

10 месяцев назад

Как сделать двигатель Стирлинга своими руками

Двигатель Стирлинга — это тепловая машина, в которой рабочее тело (газообразное или жидкое) движется в замкнутом объеме, по сути, это своего рода двигатель внешнего сгорания. В основе этого механизма лежит принцип периодического нагрева и охлаждения рабочего тела. Отбор энергии происходит из возникающего объема рабочего тела. Двигатель Стирлинга работает не только на энергии горящего топлива, но и практически на любом источнике тепловой энергии.Этот механизм запатентован шотландцем Робертом Стирлингом в 1816 году.

Описываемый механизм, несмотря на невысокий КПД, имеет ряд преимуществ, прежде всего это простота и неприхотливость. Благодаря этому многие конструкторы-любители предпринимают попытки собрать двигатель Стирлинга своими руками. Некоторым это удается, а некоторым нет.

В этой статье мы рассмотрим, как сделать двигатель Стирлинга своими руками из подручных материалов. Нам потребуются следующие заготовки и инструменты: банка (банка из кильки), листовой металл, скрепки, поролон, резинка, пакет, кусачки, медная проволока, плоскогубцы, ножницы, паяльник, наждачная бумага.

А теперь приступим к сборке. Вот подробная инструкция, как сделать двигатель Стирлинга своими руками. Для начала нужно помыть банку, отшлифовать наждачной бумагой. Вырежьте лист из листового металла так, чтобы он лежал на внутренних краях банки. Определите центр (для этого воспользуемся штангенциркулем или линейкой), воспользуемся отверстием ножниц. Далее берем медную проволоку и скрепку, распрямляем скрепку, на конце делаем кольцо. На скрепку наматываем проволоку — четыре тугих катушки.Далее с помощью паяльника получаем полученную спираль с небольшим количеством припоя. Затем необходимо аккуратно припаять спираль к отверстию в крышке так, чтобы стержень был перпендикулярен крышке. Зажим должен свободно двигаться.

После этого необходимо проделать в крышке коммуникационное отверстие. Делаем вытеснитель из поролона. Его диаметр должен быть немного меньше диаметра банки, но большого зазора быть не должно. Высота буйка чуть больше половины баллона.Вырежьте в поролоне центральное отверстие для рукава, последний может быть из резины или пробки. Вставляем шток в полученную втулку и все заделываем. Вытеснитель необходимо разместить параллельно крышке, это важное условие. Затем остается закрыть банку и заклеить края. Шов следует зашить. Теперь приступаем к изготовлению рабочего цилиндра. Для этого вырезаем из листа полосу длиной 60 мм и шириной 25 мм, загибаем край на 2 мм плоскогубцами. Формируем гильзу, затем припаиваем край, затем необходимо припаивать гильзу к крышке (над отверстием).

Теперь можно приступить к изготовлению мембран. Для этого отрезаем от упаковки кусок пленки, слегка прижимаем пальцем внутрь, края прижимаем резинкой. Далее нужно проверить правильность сборки. Дно банки прогреваем огнем, натягиваем за стержень. В результате мембрана должна выгнуться наружу, и если шток высвободится, вытеснитель под собственным весом должен опуститься, соответственно мембрана вернется на место. В том случае, если вытеснитель изготовлен неправильно или пайка банки не заделана, шток не вернется на место.После этого делаем коленвал и стойки (шаг коленвала должен быть 90 градусов). Высота кривошипов должна быть 7 мм, а ход — 5 мм. Длина шатунов определяется положением коленчатого вала. Конец кривошипа вставляется в заглушку. Вот мы и посмотрели, как собрать двигатель Стирлинга своими руками.

Такой механизм будет работать от обычной свечи. Если прикрепить к маховику магниты и взять катушку компрессора аквариума, то такое устройство способно заменить простой электродвигатель.Своими руками, как видите, изготовить такое устройство совсем не сложно. Было бы желание.

Как сделать свои собственные двигатели Стирлинга, планы и комплекты • Двигатель Стирлинга своими руками

☰ Меню Основы двигателя Стирлинга

Как сделать планы двигателей Стирлинга своими руками, основы цикла тепловых двигателей и множество самодельных примеров.

Эта информация предназначена для того, чтобы помочь вам принять более обоснованные решения при выборе двигателя Стирлинга своими руками.Кроме того, чтобы помочь вам понять различные типы двигателей Стирлинга и принципы их работы.

Изображение Arsdell (собственная работа) [GFDL или CC-BY-SA-3.0-2.5-2.0-1.0], через Wikimedia Commons

Что такое двигатель Стирлинга?

Двигатель Стирлинга — это тепловой двигатель с замкнутым циклом. Обычно он полностью изолирован от внешней среды и работает над расширением и сжатием газа (обычно воздуха), заключенного в герметичном двигателе. Топливо не проходит через двигатель, как в обычном двигателе внутреннего сгорания.Это означает, что нет ни впуска, ни выпуска.

Одна сторона двигателя нагревается, а другая охлаждается. Это заставляет газ проходить циклы расширения и сжатия. Это означает, что он может производить движение, преобразовывая тепловую энергию непосредственно в кинетическую энергию или механическую работу.

Двигатель снаружи показывает только его движущиеся части, источник тепла и источник охлаждения. Помните, что топливо не проходит через двигатель, потому что он полностью герметичен снаружи.

Есть много типов двигателей Стирлинга. Есть двигатели высокого давления, которые используются в коммерческих целях. Есть восстановленные двигатели низкого давления, которые используются для демонстрации. Есть настольные модели двигателей, созданные любителями и студентами.

Вы можете найти модели или комплекты почти для всех конфигураций двигателей Стирлинга, включая двигатели LTD (низкотемпературный дифференциал). LTD может работать на тепле ладони.

Используемое топливо

Stirling традиционно классифицируется как двигатель внешнего сгорания.Хотя при правильном применении любой источник тепла будет работать на двигатель Стирлинга. Это означает, что источник тепла не ограничивается только сгоранием.

Вот список некоторых возможных источников тепла:

• Солнечная энергия
• Геотермальная энергия
• Атомная энергия
• Уголь
• Бензин
• Спирт
• Природный газ
• Пропан
• Дерево
• Все, что сгорит

Различные типы тепловых двигателей

Английский пользователь Википедии Эндрю.Эйнсворт [GFDL или CC-BY-SA-3.0], через Wikimedia Commons

Тепловые двигатели обычно считаются двигателями Стирлинга. Они названы в честь Роберта Стирлинга, изобретателя, который создал в 1816 году первую практичную и пригодную для использования тепловую машину. Однако существует много типов тепловых двигателей или двигателей внешнего сгорания, разработанных многими другими изобретателями. Некоторые из них используют пар в качестве газообразного рабочего тела. Другие используют воду под высоким давлением, ограниченную таким образом, чтобы она не превращалась в пар.

Имена для поиска

• Двигатель горячего воздуха Робинсона
• Двигатель горячего воздуха Хейнрици
• Двигатель Ericsson
• Двигатель Malone
• Двигатель цикла Ренкина

Основные сведения о работе

YK Times на en.wikipedia [GFDL, CC-BY-SA-3.0 или CC-BY-2.5], из Wikimedia Commons

Во многих двигателях Стирлинга давление газа внутри двигателя почти равно внешнему атмосферному давлению.Есть фиксированная масса газа, обычно воздуха, гелия или водорода. Когда вы нагреваете двигатель снаружи, газ расширяется и выталкивает поршень. Когда вы его охлаждаете, газ сжимается, и поршень возвращается внутрь под действием внешнего атмосферного давления. Это преобразует тепловую энергию в механическую энергию или работу.

Но нагрев всего двигателя и его охлаждение неэффективны. Потому что для этого потребовалось бы, чтобы источник нагрева и охлаждения снова и снова перемещался в исходное положение.Поэтому должен быть способ одновременно нагревать и охлаждать двигатель. Это достигается перемещением или циклической сменой газа внутри двигателя от горячей стороны к холодной.

Вытеснитель механически перемещает газ между нагретым участком и охлаждаемым участком. Вытеснитель представляет собой легкий поршень, который не контактирует с внутренней частью двигателя Стирлинга. Газ может двигаться вдоль буйка. Он движется вперед и назад, занимая пространство внутри двигателя, перемещая газ из стороны в сторону.

Когда поплавок находится на холодной стороне, газ выталкивается на горячую сторону, и он расширяется. Когда вытеснитель находится на горячей стороне, газ выталкивается на холодную сторону и сжимается. Это упрощенное объяснение цикла Стирлинга, который представляет собой тип термодинамического цикла. Это циклическое действие необходимо правильно рассчитать. Его можно механически синхронизировать по-разному. Вот почему существует так много типов и конфигураций тепловых двигателей.

Типы двигателей Стирлинга

• Двигатель Alpha Stirling
• Бета двигатель Стирлинга
• Gamma Stirling двигатель
• Двигатель Стирлинга со свободным поршнем
• Роторно-поршневой двигатель Стирлинга
• Низкотемпературный двигатель

Отличное видео, объясняющее некоторые принципы работы двигателя Гамма Стирлинга.

Детали теплового двигателя

Вот краткое описание частей двигателя Стирлинга.Чтобы помочь вам лучше понять, что входит в самодельный двигатель Стирлинга.

Теплообменник горячей стороны

Это горячая сторона двигателя, с которой контактирует внешний источник тепла. Обычно это внешняя стенка камеры расширения и сжатия. Это также точка контакта для охлажденного газа. Иногда, чтобы собрать как можно больше тепла, площадь поверхности увеличивают с помощью внутренних или внешних ребер. Это работает как радиатор.

Теплообменник холодной стороны

Это часть двигателя, с которой контактирует нагретый газ.Он передает тепло газа наружному воздуху или охлаждающей жидкости. У него также могут быть плавники для повышения эффективности. В зависимости от конфигурации двигателя теплообменник холодной стороны может находиться на противоположном конце того же цилиндра, что и теплообменник горячей стороны, или на другой части двигателя.

Регенератор

Расположение регенератора зависит от конфигурации двигателя. Обычно регенератор представляет собой внутренний теплообменник, который временно хранит тепло, которое в противном случае было бы потеряно между горячим и холодным теплообменниками.Иногда вытеснитель изготавливается из материалов, которые позволяют ему также действовать как регенератор. Регенераторы внедрены в попытке повысить эффективность.

Вытеснитель

Это часть двигателя, которая перемещает или вытесняет газ (рабочую жидкость) из горячего теплообменника в холодный теплообменник.

Радиатор

Обычно используется на холодной стороне, это может быть простая внешняя стенка двигателя, контактирующая с температурой окружающего воздуха.Хотя добавление ласт более эффективно. Также можно добавить радиатор, чтобы задействовать воду или охлаждающую жидкость.

Маховик

По отношению к двигателю маховик представляет собой большое тяжелое колесо. Он механически связан с поршнем (поршнями) двигателя. Его задача — придать машине импульс и помочь выполнить цикл Стирлинга на всем его протяжении. В большинстве тепловых двигателей используется маховик.

Поршень

Поршень обычно такой же, как и любой другой поршень, который скользит внутри цилиндра.Хотя есть некоторые конструкции двигателей Стирлинга, в которых в качестве силового поршня используется гибкая мембрана. Поршень выталкивается, когда рабочая жидкость (газ) расширяется настолько, что превышает внешнее атмосферное давление. Этому действию часто помогает использование маховика.

Видео самодельного двигателя Стирлинга своими руками

Конфигурации

Альфа Стирлинга

Alpha Stirling имеет два силовых поршня, отдельные теплообменники для горячего и холодного, регенератор и маховик.Теплообменник с горячей стороны содержит поршень, а теплообменник с холодной стороны содержит поршень. Обычно буйковый уровнемер не используется. Между двумя поршнями обычно существует большая разница температур. Это означает более высокую эффективность и преобразование большего количества энергии в работу. Alpha Stirling обычно предлагает более высокое соотношение мощности и веса и более быстрое вращение в минуту.

Бета-Стирлинг

Бета-модель Стирлинга имеет один силовой поршень и вытеснитель, которые используют один и тот же цилиндр.Теплообменники горячей и холодной воды также имеют один и тот же цилиндр. Один конец нагревается, а другой — остывает. Силовой поршень и вытеснитель часто соединяются маховиком.

Гамма Стирлинг

Gamma Stirling — это вариация Beta Stirling. Он имеет два цилиндра: один для силового поршня и один для буйка. Цилиндр силового поршня расположен вдоль той стороны цилиндра, в которой находится поршень буйка.Газ проходит через небольшой порт между двумя цилиндрами. Силовой поршень и вытеснитель часто соединяются маховиком. Некоторые используют регенератор, а некоторые нет.

Двигатель с кольцевой балкой

Двигатель Стирлинга Ringbom является разновидностью Бета-двигателя Стирлинга. Он также имеет два цилиндра и один силовой поршень. Силовой поршень расположен в собственном цилиндре, который расположен вдоль той стороны цилиндра, в которой находится поршень буйка. Силовой поршень — единственный поршень, соединенный с маховиком.Вытеснитель не подключен к силовому поршню или маховику. Вместо этого он может двигаться бесплатно. Поршень буйка плавно поднимается при расширении и опускается при сжатии.

Свободный поршень Стирлинга

Двигатель Стирлинга со свободным поршнем — относительно новая разработка. Обычно он соответствует поршневой системе Стирлинга типа Beta. Но маховика или механической связи такого типа нет. Скорее всего, они будут использоваться для выработки электроэнергии или для охлаждения.Это потому, что они только отвечают взаимностью. Это означает, что они идеально подходят для линейных генераторов переменного тока. Обычно это двигатели высокого давления.

Давление

Норберт Шницлер (собственная работа) [GFDL или CC-BY-SA-3.0], через Wikimedia Commons

Повышение рабочего давления помогает увеличить мощность и эффективность. Это означает, что двигатель запускается с большей массой газа. Чем больше молекул газа, тем больше тепла и больше работы можно делать.Philips MP1002 CA имеет рабочее давление выше атмосферного. Устройство на этом видео имеет начальное давление около 200 фунтов на квадратный дюйм. и рабочее давление около 160 фунтов на кв. дюйм .. Но это также означает, что двигатель должен быть сделан из более прочного материала и иметь более толстые стенки. Более толстые стенки затрудняют передачу тепла газу внутри двигателя. В большинстве имеющихся в продаже двигателей Стирлинга используется газ под давлением.

Тепловой двигатель, заставляющий замерзнуть

Термодинамический цикл Стирлинга можно запустить в обратном направлении с помощью внешнего источника энергии.Это приведет к нагреву одной стороны и охлаждению другой стороны. Проще говоря, двигатель Стирлинга может быть тепловым насосом. При вращении двигателя через его механические циклы газ внутри него сжимается и расширяется, нагревается и охлаждается соответственно. Охлаждение с помощью цикла Стирлинга в настоящее время коммерчески используется для криогеники и охлаждения.

© Sparks Information 2017

Как легко сделать двигатель Стирлинга Соберите двигатель Стирлинга своими руками

Есть много способов научиться делать двигатель Стирлинга.Если вы хотите просто приступить к работе и сделать свой первый двигатель Стирлинга своими руками, и вам не важен внешний вид или точность (я имею в виду точность механического цеха), я бы порекомендовал некоторые книги Джима Р. Ларсена.

Я также читал и рекомендую книги Джеймса Р. Сенфта. Его книги отлично подходят для изучения и понимания того, как работают двигатели Стирлинга. Если вы прочитаете его книги (обычно менее 100 страниц) и примените свое новое понимание к своему первому проекту Стирлинга, вы, скорее всего, добьетесь успеха.

Ресурсы двигателя Стирлинга

Если вы хотите узнать, как сделать двигатель Стирлинга, вы можете найти вдохновение и инструкции в Интернете. Есть много веб-сайтов, на которых есть забавные обучающие материалы, такие как Scrap to Power. Вы также можете найти множество видеороликов на Youtube, которые станут отличным началом. Скоро у меня будет самодельная видеогалерея двигателя Стирлинга.

Больше информации о двигателе Стирлинга в сети

Вот несколько ресурсов, которые я нашел, которые, я думаю, помогут вам узнать, как сделать двигатель Стирлинга.У некоторых из этих сайтов есть планы. Solarheatbuilder.com предлагает отличный двигатель, который можно построить без помощи токарного или фрезерного станка.

Сайты двигателей Стирлинга

Насколько сложно сделать двигатель Стирлинга?

Если вы решите построить двигатель Стирлинга Quick and Easy Джима Р. Ларсена, это будет совсем несложно. Я прочитал его книгу за один вечер, а на следующий вечер начал работать над своим первым двигателем. Это тоже было дешево. Я думаю, что общая сумма наличных была около 5 долларов.00 после похода в местный долларовый магазин. Это отличное место для начала. Сложность сборки только увеличивается. Следующие несколько моих проектов, скорее всего, будут из других его книг. У Джима есть несколько двигателей Стирлинга с низким перепадом температур, которые я хотел бы попробовать построить. Хотя двигатели LTD Stirling требуют немного большей точности и их сложнее построить.

6-цилиндровый двигатель Стирлинга. Производитель:

.

Жестяная банка, Коксовая банка Чертежи двигателя Стирлинга — Практическое руководство

Двигатель Стирлинга — это тепловой двигатель, изобретенный Робертом Стирлингом в 1816, он отличается от двигателя вашего автомобиля, потому что сгорает топливо вне двигателя, что значительно упрощает сборку.Есть Двигатели Стирлинга, которые работают от тепла вашей руки, хотя они немного сложнее построить. Как это работает? В этом двигателе используется воздух, который многократно нагревается и охлаждается. Чтобы позволить воздух для нагрева и охлаждения коксовая банка содержит вытеснитель, который как свободный поршень, который может двигаться вверх и вниз, заставляя воздух вокруг двигатель. Когда воздух нагревается, он расширяется, толкая диафрагму. (воздушный шар) наружу, который поворачивает шатуны.Когда кривошипы поворачиваются, они двигаются буйком вниз так, чтобы воздух был ближе к верху, где он охлаждается заставляя его сжиматься и тянуть шатуны назад, что, конечно, перемещает поплавок вверх, позволяя воздуху нагреваться внизу, это повторяется снова и снова! Что вам понадобится: 3 х Бидоны из-под кокса 1 х Воздушный шар 2 х Соски со спицами 4 х 5A Клеммные колодки электрические Тонкая стальная вата Стальная проволока 1 мм (около 30 см) Толстый (1.6 мм) Медная проволока или стальная проволока 1,6 мм — 2 мм Пластиковая крышка бутылки напитков. 1 см длиной 20 мм дюбель (вы можете вырезать его, так как вам понадобится только мизерная сумма!) Супер клей 30 см электрического провода (нам нужна внешняя изоляция, поэтому 3-жильная сеть будет хорошо!) Леска длиной около 30см Небольшой кусок резины внутренней трубки около 2см кв. Грузики для балансировки (5п 2п никель и др.) 3 компакт-диска Банка для сиропа Lyles или другая банка для топки Штифт для рисования Супер клей [необязательно] Красный термостойкий силикон Бидон тунца для воды Куртка В этих видео показано, как сделать немного более простой дизайн этого движка. Они должны быть полезны для любого движка, который вы создаете. Обучающее видео , часть первая: Часть вторая: Шаг 1: Подготовьте две канистры из-под кокса С тех пор я купил блестящий новый консервный нож, который отлично открывает банки, не обращайте внимания на эту чушь о ножницах для жести и шлифовальных кругах. Во-первых, вам понадобятся две канистры из-под кокса с отрезанной внутренней стороной.Использовать ножницами порезать их, это оставит смертельную зазубренную кромку который вы должны очистить либо с помощью металлического напильника, либо с помощью небольшой шлифовальной машины (также можно использовать Dremel) Затем отрежьте дно банок ножом Стэнли. Попробуй не загните металл, так как это снизит вероятность его герметичности. Некоторые люди говорят, что вы можете использовать открывашку, чтобы удалить верхнюю часть банок, но я обнаружил, что она разрушает стенки банки, возможно, вам повезет больше! Шаг 2: Сделайте диафрагму Диафрагма этого двигателя сделана из баллона (обычный один, ничего особенного!).Он усилен куском внутренней трубки в центр Прежде всего отрежьте шею от воздушного шара и растяните конец воздушного шара поверх банки. Затем отрежьте кусок камеры. резину примерно 1см квадрат и приклеиваем в центр шарика. Когда клей высохнет, вы можете использовать канцелярскую булавку, чтобы проткнуть отверстие в центр диафрагмы для провода буйка. Оставьте булавку в отверстие до тех пор, пока вы не будете готовы установить поплавок позже. Шаг 3: Вырежьте и просверлите крышку бутылки Просверлите 2 мм отверстие с каждой стороны крышки бутылки для шарнира кривошипа, и отверстие в центре для провода буйка. Затем отрежьте обе стороны крышки бутылки изогнутой формы, это потому что иногда держатель провода буйка немного смещается в сторону и это может ударить по крышке — Это скорее досада, чем реальная проблема, но вы можете предотвратить ее, если сможете! Плюс я думаю это лучше смотрится с кривыми. Я тут использовал ножницы — они работают хорошо для резки этого толстого пластика. Теперь снимите диафрагму с коксовой банки и переверните ее так, чтобы внутренняя трубка находится внутри банки.Приклейте крышку от бутылки сбоку диафрагмы, что не имеют внутреннее усиление. Я немного отшлифовал крышку от бутылки, Я обнаружил, что клей не любит липнуть к этому пластику. Штифт остается на месте, чтобы совместить отверстия для провода. Шаг 4: Просверлите отверстия для подшипников Я использовал длинное сверло 3,5 мм, чтобы просверлить отверстия для подшипников. Я только что пробурил их на глазок ничего измерять не нужно.Они должны быть в верхней части банку там, где она скошена. Убедитесь, что они примерно по уровню. Шаг 5: Вырежьте смотровое отверстие Затем наметьте круг примерно в центре банки, чтобы вы могли увидеть кривошипы / провод буйка и т. д. Это не обязательно должен быть круг, но это упрощает установку обрезки. Шаг 6: Отделите некоторые электрические разъемы и просверлите их Теперь вам нужно достать несколько электрических клеммных колодок и удалить пластиковая защита.Лучший способ достать их из пластиковых блоков нужно выкрутить винты как можно сильнее, а затем открутить пластик вокруг винтовой резьбы плоскогубцами. Теперь просверлите отверстие диаметром 2 мм прямо в конце каждого отверстия, как показано. Вам нужно просверлить три таких отверстия. Чтобы просверлить их, я держал их плоскогубцами. Вам также понадобятся два таких отверстия без каких-либо просверленных отверстий. Шаг 7: Сделайте шатуны Для шатунов я использовал 1.8 мм (приблизительно — точный размер не знаю) медная проволока — вы можете использовать старые спицы или стальную проволоку, если у вас нет медь. Я использовал медь, потому что ее легче гнуть, и мне нравится медь. Если вам нужно выпрямить медный провод, вы можете зажать его дрелью и другой конец держите плоскогубцами — вращая дрель, выпрямить проволоку. Убедитесь, что вы носите приличное защитное снаряжение, на случай проскальзывания провода! Я включил фотографии каждого шага сгибания шатунов ниже. В Часть буйка должна выступать примерно на 20 мм, а остальные части выступать около 5 мм, хотя нет необходимости быть точным.Деталь буйка на 90 градусов к толкателям — это лучший угол для этого двигателя. Электрические блоки устанавливаются, когда вы изгибаете шатуны, будьте осторожны, чтобы убедитесь, что все они указывают в одну сторону, так как вы не сможете доступ к винтам через смотровое окно. Шаг 8: Просверлите подшипники Я использовал два ниппеля со спицами для подшипников. Вы можете получить их на велосипеде магазины или удалите их со старых изношенных / сломанных колес. Проверьте шатуны, прежде чем сверлить их, они могут просверлен. Как и клеммные колодки, я просверлил их сверлом на 2 мм, чтобы снимаем нить. Шаг 9: Установите шатуны и подшипники Теперь вы можете навинтить шатуны. Вы можете пропустить их через смотровое окно под углом. Если вы не можете пройти через них, вы можете разрезать один конец немного вниз, пока они не сделают это.Вам нужно оставить один конец шатуны длинные для крепления маховика. Подшипники должны быть плотно прилегают к отверстиям, но если они болтаются, их можно приклеить место. Убедитесь, что винты направлены в сторону смотрового окна, чтобы что вы можете их затянуть. Шаг 10: Изготовление буйка Буйковый уровнемер изготовлен из стальной проволочной ваты, намотанной вокруг куска из стальной проволоки. Согните на конце проволоки небольшой крючок и начинайте обматывая это стальной ватой.Как только вы приблизитесь к размеру кокса можно, шерсть отрезать. Вытяните провод на большую часть и перережьте шерсть так, чтобы вытеснитель был высотой около 2 дюймов. На другом конце проволока (не конец крючка — согните спиралью, это только для того, чтобы провод с большей площадью поверхности, чтобы его нельзя было вытащить. Наконец обрежьте небольшой скос по краю, чтобы он соответствовал скосу на коксовой банке. Теперь вы можете проверить вытеснитель в коксовой банке — он должен свободно падать под собственным весом. Вы можете вращать буек внутри банки, чтобы сгладить это.Попробуйте сделать спираль примерно в форме кокса. может купол. Как только вы будете довольны движением буйка, вы можете на крючок буйка положите ногу рыболовной проволоки. Применить некоторые суперклей к узлу, чтобы он не откручивался при работающем двигателе. Бег. Теперь вы можете вынуть штифт из диафрагмы, чтобы можно было свободный конец рыболовной проволоки через диафрагму так, чтобы резина внутренней трубки будет находиться внутри сосуда высокого давления. Шаг 11: Изготовьте сосуд высокого давления. Отрежьте дно коксовой банки на расстоянии около дюйма от основания. Положить поплавок и баллон в сосуд высокого давления, затем вставьте это основание в конец банки. Убедитесь, что буйковый уровнемер по-прежнему движется свободно. Теперь наденьте баллон сверху, он не должен быть туго натянутым или болтающимся — просто достаточно плотно, чтобы не провисать. Возьмите электрический разъем, который не просверлен, и привяжите рыболовную проведите через отверстие для винта примерно на дюйм выше дна бутылки колпачок — убедитесь, что буйковый уровнемер находится ниже давления сосуд, постучав им по столу.Приклейте узел, чтобы он не вышел проиграть. Нанесите каплю масла на проволоку и проверьте, может ли буйк легко тянуть и что он легко падает, тянув за собой провод. Шаг 12: Изготовление толкателей Теперь вы можете сделать толкатели, которые соединяют диафрагму с кривошипами. Для начала возьмите кусок медной проволоки (длиной около 15 см) и проденьте в него через два отверстия в крышке бутылки. Тогда толчок стержни согнуты внутрь, чтобы соответствовать расстоянию между кривошипами.Вы нужно будет отрезать стержни до нужной длины, они должны просто войти в клеммные колодки, когда их соответствующие шатуны направлены вниз. Убедитесь, что стержни могут свободно вращаться в крышке бутылки. Шаг 14: Изготовление маховика Для изготовления маховика я использовал кусок 20-миллиметрового деревянного дюбеля толщиной 1 см в качестве центр для некоторых старых компакт-дисков.Дюбель был от 0,5 мм до компакт-диска. центров, поэтому мне пришлось немного отшлифовать его. Просверлите отверстие диаметром 2 мм полностью через центр дюбеля и еще примерно на 3 мм снаружи, глубиной около 5 мм. Это сделано для того, чтобы коленчатый вал можно было согнуть сам по себе, зацепиться за маховик. Компакт-диски просто приклеены к этому Шаг 14: Присоедините маховик Маховик удерживается сгибанием крючка на конце коленчатого вала, он входит в дополнительное отверстие, которое вы просверлили в дюбеле. Шаг 15: Соединение всего вместе и балансировка Теперь вы можете соединить все части вместе. Банка с кривошипы вставляются в верхнюю часть сосуда высокого давления, не нажимает банка с самого верха спереди, так как это сокрушит просмотр окно, вместо этого нажмите на нижний край смотрового окна. Вам нужно опустите его примерно на 4 мм. Первое, что нужно сделать, это подключить буйковый уровнемер и уравновесить его.Я вырезал небольшой кусок медной проволоки (около 30 мм) для подключения провода буйка терминал, к тому, что на кривошипах, причина этого в том, что нижнюю клеммную колодку можно сдвигать вверх и вниз для регулировки буйка не допускайте ударов по верхней или нижней части сосуда высокого давления. С поплавок подключен, вы можете добавить уравновешивающий груз сбоку маховика, противоположного направлению движения кривошипа буйка. указывая. Противовес должен тянуть кривошипную часть буйка. примерно горизонтально, отрегулируйте вес, чтобы получилось правильно.Я использовал ленту во время тестирования, но приклеил его на место, когда нашел правильный вес. Я обнаружил, что монета 5 пенсов подходит для моего двигателя. Толкатели ввинчиваются во внешние клеммные колодки, вставьте рукоятки в крайнем нижнем положении и вставьте стержни в клемму блоки. Затяните их все вверх. Шаг 16: Сделайте топку Для топки я использовал золотую банку для сиропа Lyles, у которой есть выступ вокруг верх, который идеально подходит для основания сосуда высокого давления. Вырежьте арку спереди и просверлите около восьми 8-миллиметровых отверстий вокруг верх для форточки. В качестве альтернативы банке Lyles вы можете вырезать отверстие в верхней части обычная жестяная банка, которая плотно прилегает к коксовой банке. Шаг 17: Установка планок Чтобы никого не порезать об острые края банок, я сделал обрезать внешнюю оболочку электрического провода. Я разрезал ножны по центру так, чтобы его можно было надеть по краям металла.Отрежьте его до нужного размера и приклеиваем на место. Установите это также вокруг отверстия топки. Шаг 18: Теперь все готово! Тестирование и устранение неисправностей Теперь вы можете протестировать двигатель (наконец-то!). Зажгите свечи и проверьте! Надеюсь, это сработает в первый раз, но если нет, вот несколько советов, которые может помочь. Не забудьте смазать все движущиеся части, чтобы он работал плавно особенно леска. Утечки воздуха: Если вы подозреваете утечку воздуха, вы можете погрузить все это в ГОРЯЧИЙ вода и любые утечки должны быть очевидны.Горячая вода важна, поскольку заставляет воздух внутри расширяться, вытесняя его наружу, делая очевидными любые утечки. Высушите место утечки как можно скорее, так как воздух остынет, всасывая вода внутри двигателя, которая создаст пар при попытке запустить двигатель, это потенциально разнесет коксовые бидоны на части. Слишком большое трение: Двигатель вращается достаточно свободно? Всегда будут некоторые сопротивление от воздушного шара немного растягивается, но он должен один раз закрутиться или два раза самостоятельно, если быстро щелкнуть маховиком. Двигатель «слишком» герметичен: Если двигатель полностью герметичен, воздух в мертвом пространстве будет расширяться, вызывая давление в двигателе, которое невозможно при нормальном движении преодолеть. Симптомом этого является то, что воздушный шар просто выпячивается. независимо от того, где находится вытеснитель. Решение этой проблемы — поместите небольшой кусок лески под край диафрагмы, чтобы создает крошечную утечку, которая позволяет выйти излишнему давлению. Со временем уплотнение провода буйка изнашивается немного, и вы сможете удалить искусственную течь.Вы не можете заполнить пространство между верхом банки с водой, если вы это сделали, так как вода будет просачиваться внутрь. Это показывает, что происходит, если двигатель слишком герметичен или, возможно, имеется слишком много мертвого воздушного пространства. Шаг 19 [Необязательно] Добавьте охлаждающую рубашку и, возможно, генератор. Чтобы двигатель работал лучше, установите рубашку охлаждения. увеличить разницу температур. Для этого вам понадобится консервная банка немного больше, чем банка кокса. Сделайте отметку вокруг банки на дне банки, чтобы можно было разрезать придать форму ножницами. Возможно, вам потребуется немного подпилить / отшлифовать края чтобы банка хорошо подошла. Вставьте банку в верхнюю часть сосуд высокого давления и уплотнение по дну из термостойкого материала RTV силикон. Вы также можете попробовать добавить генератор, в зависимости от того, насколько хорошо ваш двигатель оказывается, вы могли бы получить от него немного энергии: есть еще фото генератора Стирлинга на моем сайте здесь Двигатель должен быть почти идеальным, чтобы приводить в действие генератор. Видео с этим дизайном, созданным другими: Здесь было слишком много видео, поэтому мне пришлось удалить встроенные видео, так как это сделало страницу слишком медленной для загрузки. Вот некоторые ссылки на движки, созданные другими пользователями после этого руководства: http://www.youtube.com/watch?v=MNxuLOH8LGE http://youtube.com/watch?v=AxXMGdGvB4s http: // youtube .com / watch? v = bKpab57lBCM http://youtube.com/watch?v=kxyvNq2TEpU http: // youtube.com / watch? v = TioW-K4HpSE http://youtube.com/watch?v=a0L9JxmpaiI http://youtube.com/watch?v=F0149oC9TFU

Как сделать двигатель Стирлинга для коксовой банки

«Вы должны мыслить как часовщик», — говорит Джим Ларсен, давний конструктор двигателей Стирлинга, писатель и преподаватель. «Вы должны обращать внимание на детали. Если вы обращаете внимание на детали, у вас больше шансов на успех».

Основные компоненты двигателя Стирлинга относительно просты и понятны.В то время как мы фокусируемся на двигателе из-под газировки, двигатели были построены с использованием различных материалов, от банок с краской до бочек с маслом. Ларсен сказал, что во время празднования Дня Благодарения во время посещения родственников, он построил двигатель Стирлинга из различных материалов хозяйственного магазина, включая кастрюли и сковороды.

Объявление

Алюминиевые канистры из-под газировки имеют готовую форму, идеально подходящую для двигателей. С ними также легко работать и, конечно же, очень дешево. И хотя они недостаточно прочные для серьезного использования, они выдерживают микромощность, создаваемую большинством двигателей.

Камера давления представляет собой сосуд, в котором удерживается воздух или рабочая жидкость внутри замкнутой системы. Именно здесь воздух нагревается и охлаждается во время термодинамического цикла. В то время как утечки воздуха и давления могут быть бичом для многих двигателей, в камере давления на самом деле требуется небольшая контролируемая утечка. Без этой утечки камера стала бы просто барометром и реагировала бы только на изменения барометрического давления воздуха вокруг нее.

Ларсен сказал, что многие строители Стирлинга предпочитают заменять рабочую жидкость в камере давления с воздуха на гелий, который лучше реагирует во время термодинамического цикла.

механизма привода использует расширение и сжатие воздуха внутри камеры высокого давления для привода коленчатого вала. Приводной механизм может быть прикреплен к двигателю сбоку или интегрирован в конструкцию двигателя.

Для Ларсена коленчатый вал является наиболее важной частью двигателя и влияет на каждую часть в целом, от синхронизации до хода буйка, скорости маховика и баланса всего.«Это та часть, на которую нужно потратить время, чтобы сделать ее правильно», — сказал Ларсен.

Двигатель Стирлинга: руководство для начинающих

STIRLING ENGINES: РУКОВОДСТВО ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ

VINEETH C S

STRILING ENGINES: РУКОВОДСТВО ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ

VINEETH C S

Копирование и перепечатка: Копирование и перепечатка этой работы разрешены с целью сделать информацию доступной для всех. Любые дальнейшие запросы могут быть адресованы [электронная почта защищена].

Посвящается моим родителям С.Чандран и доктор Суджа

— Ступай туда, где нет пути ………… и оставляй след.

ПРЕДИСЛОВИЕ Я с большим удовольствием пишу предисловие к очень фундаментальной книге по двигателям Стирлинга — Руководство для начинающих, автором которой является Винит К.С., завершивший свой последний годовой проект под моим руководством в рамках своего курса бакалавриата в области машиностроения в Инженерный колледж Тируванантапурам. На начальном этапе нашего обсуждения работы над проектом я попросил его узнать больше о двигателях Стирлинга, которые могут быть источником механической работы, получаемой от солнечной энергии.Усилиями Vineeth C S стала книга «Двигатели Стирлинга — Руководство для начинающих». Я лично горжусь его начинанием, потому что, насколько мне известно, г-н Винит К.С. — первый студент инженерного колледжа в штате Керала, который написал книгу по техническому предмету, и автор заслуживает высокой степени признательности за результат этой работы. усилие. Я уверен, что эта книга предоставит огромное количество информации студентам, желающим углубить свое понимание двигателей Стирлинга.Я надеюсь, что г-н Винит С.С., который собирается поступить в Индийский институт науки в Банглаоре для получения высшего образования, продолжит свои усилия, и техническое сообщество получит пользу от аналогичного результата. Я желаю ему всяческих успехов. Приятного чтения всем

Доктор Г. Венугопал, доцент кафедры машиностроения, инженерный колледж Тируванантапурам

ПРЕДИСЛОВИЕ В последний год, когда я работал над своим проектом B.Tech, который включал разработку эффективной системы, которая могла бы использовать солнечную энергии для производства работы, я наткнулся на Striling Engines.Несмотря на то, что этой концепции было почти два столетия, в этой области было очень мало разработок, и было доступно еще меньше литературы. Системы возобновляемых источников энергии станут нормой будущего, и знание любых систем, которые могут помочь развитию в этой области, приобретет первостепенное значение. Помня об этом и учитывая тот факт, что в библиотеках нашего колледжа не было эксклюзивной книги по данной теме, я решил написать книгу, чтобы повысить осведомленность об этой теме. Книга в первую очередь предназначена для новичков в этой области, у которых мало инженерных знаний.Там много картинок и ссылок на различные анимированные версии движка, чтобы сделать концепцию более понятной. Некоторым читателям некоторые объяснения могут показаться ненужными, но имейте в виду, что эта книга предназначена для начинающих. Для опытных читателей в конце книги перечислены несколько технических статей и несколько зарубежных книг выдающихся ученых. Я чрезвычайно благодарен доктору Г. Венугопалу, ассистент. Профессору машиностроения, моему руководителю проекта, за его доброту, что он уделил немного своего драгоценного времени и приложил все усилия, чтобы просмотреть мою книгу и написать к ней подходящее предисловие.Я благодарен моему другу Ракешу Р. Маллану за корректуру, прочитанную в книге, и за предложение полезных реформ. Я в долгу перед своими родителями за их постоянную поддержку и поддержку, пока я работал над книгой. Я также благодарен всем своим друзьям за любовь и поддержку, которые они оказали. Я также благодарен всем веб-сайтам и авторам, чьи книги я упоминал во время подготовки книги (все они упомянуты в разделе «Рекомендуемые дополнительные ссылки»). В конце я хотел бы добавить, что, несмотря на все меры предосторожности, чтобы избежать опечаток и фактических ошибок, вполне вероятно, что некоторые из них могли закрасться, и я буду очень благодарен тем, кто укажет на то же самое.Не стесняйтесь обращаться ко мне по адресу [электронная почта защищена] с предложениями или комментариями по улучшению книги. VINEETH C S

СОДЕРЖАНИЕ 1.

ВВЕДЕНИЕ

1

2.

ИСТОРИЯ

3

2.1. РОБЕРТ СТИРЛИНГ ………………………………………………………………… 3 2.2. ПРОФЕССОР ИВО КОЛИН ……………………………………………………… .. 5 2.3. ПРОФЕССОР ДЖЕЙМС СЕНФТ …………………………………………………… 6 3.

ДВИГАТЕЛЬ

7

4.