Kodune segamine. Stirlingi mootor. Näited autotööstuse Stirlingide edukast rakendamisest

Stirlingi mootor on teatud tüüpi mootor, mis hakkab töötama soojusenergial. Sel juhul on energiaallikal täiesti tähtsusetu. Peaasi, et on temperatuuride erinevus, sel juhul selline mootor töötab. Nüüd analüüsime, kuidas saate Coca-Cola purgist sellise madala temperatuuriga mootori mudeli luua.

Materjalid ja seadmed

Nüüd analüüsime, mida peame kodus mootori loomiseks võtma. Mida peame segamiseks võtma:

• Õhupall.
• Kolm purki koolat.
• Spetsiaalsed klemmid, viis tükki (5A jaoks).
• Niplid jalgratta kodarate kinnitamiseks (kaks asja).
• Vatt.
• Kolmkümmend cm pikkune ja 1 mm ristlõikega terastraadi tükk.
• Suur teras- või vasktraadi tükk läbimõõduga 1,6–2 mm.
• Kahekümne mm läbimõõduga puidust tihvt (pikkus üks cm).
• Pudelikork (plastist).
• Juhtmed (kolmkümmend cm).
• Spetsiaalne liim.
• Vulkaniseeritud kumm (umbes 2 sentimeetrit).
• Õngenöör (pikkus kolmkümmend cm).
• Mitu raskust tasakaalustamiseks (näiteks nikkel).
• CD-d (kolm tükki).
• Spetsiaalsed nupud.
• Plekkpurk tulekolde loomiseks.
• Kuumuskindel silikoon ja plekkpurk vesijahutuse valmistamiseks.

Loomisprotsessi kirjeldus

1. etapp. Purkide valmistamine.

Kõigepealt peaksite võtma 2 purki ja lõigake nende ülaosa ära. Kui pealsed kääridega ära lõigata, tuleb tekkinud sälgud viiliga maha lihvida.

2. etapp. Diafragma valmistamine.

Diafragmana võite võtta õhupall, mida tuleks tugevdada vulkaniseeritud kummiga. Pall tuleb lõigata ja tõmmata purki. Seejärel liimige diafragma keskosale tükk spetsiaalsest kummist. Pärast liimi tahkumist, teeme membraani keskele traadi paigaldamiseks augu. Kõige lihtsam on seda teha spetsiaalse nupuga, mille saab kuni kokkupanekuni auku jätta.

3. etapp. Kaanele aukude lõikamine ja tekitamine.

Katte seintesse tuleb teha kaks kahe mm auku, need on vajalikud kangide pöördetelje paigaldamiseks. Kaane põhja tuleb teha veel üks auk, sealt läheb traat läbi, mis ühendatakse nihutajaga.

Viimasel etapil tuleb kaas ära lõigata. Seda tehakse nii, et nihutusjuhe ei takerduks katte servadesse. Selliseks tööks võite võtta majapidamiskäärid.

Etapp 4. Puurimine.

Purgis peate puurima kaks auku laagrite jaoks. Meie puhul tehti seda 3,5 mm puuriga.

Etapp 5. Vaateakna valmistamine.

Mootori korpusesse tuleb välja lõigata spetsiaalne aken. Nüüd on võimalik jälgida, kuidas kõik seadme sõlmed töötavad.

6. etapp. Terminali muutmine.

On vaja võtta klemmid ja eemaldada nendest plastikust isolatsioon. Seejärel võtame puuri ja teeme klemmide servadesse läbivad augud. Kokku tuleb puurida kolm terminali. Jätke kaks klemmi puurimata.

Etapp 7. Finantsvõimenduse loomine.

Kangide valmistamise materjalina võetakse vasktraati, mille läbimõõt on vaid 1,88 mm. Kuidas täpselt kudumisvardaid painutada, tasub vaadata internetist. Võite võtta terastraadi, lihtsalt vasktraadiga, on mugavam töötada.

Etapp 8. Laagrite valmistamine.

Laagrite valmistamiseks vajate kahte jalgratta niplit. Kontrollida tuleb augu läbimõõtu. Autor puuris need läbi 2 mm puuriga.

9. etapp. Kangide ja laagrite paigaldus.

Kangi saab paigutada otse läbi vaateakna. Traadi üks ots peaks olema pikk, hooratas asub sellel. Laagrid peavad asetsema kindlalt õigetes kohtades. Kui tekib tagasilöök, saab need liimida.

Etapp 10. Nihutaja valmistamine.

Nihutaja on poleerimiseks valmistatud terasvillast. Nihutaja valmistamiseks võetakse terastraat, luuakse sellele konks ja seejärel keritakse traadi ümber teatud kogus vatti. Nihutaja peab olema sama suur, et see kaldas sujuvalt liiguks. Nihutaja kogu kõrgus ei tohiks ületada viit sentimeetrit.

Lõpus ühel pool puuvillast traadist on vaja teha spiraal, et see villast välja ei tuleks ja teisele küljele teeme traadist aasa. Seejärel seome selle silmuse külge õngenööri, mis seejärel tõmmatakse läbi diafragma keskosa. Vulkaniseeritud kumm peaks olema mahuti keskel.

Samm 11. Survepaagi valmistamine

Purgi põhi on vaja teatud viisil lõigata nii, et selle põhjast jääks umbes 2,5 cm. Nihutaja koos diafragmaga tuleb viia paaki. Pärast seda kantakse kogu see mehhanism purgi otsa. Diafragmat tuleb veidi pingutada. et see alla ei vajuks.

Seejärel peate võtma puurimata terminali ja läbima õngenööri. Sõlm tuleb liimida nii, et see ei liiguks. Traati tuleb määrida kvaliteetse õliga ja samal ajal jälgida, et nihutaja saaks kergesti venitada selle taga olevat nööri.

Etapp 12. Tõukurvarraste valmistamine.

Need spetsiaalsed lingid ühendavad membraani ja hoovad. See on valmistatud viieteistkümne cm pikkusest vasktraadi tükist.

13. etapp. Hooratta loomine ja paigaldamine

Hooratta valmistamiseks võtame kolm vana CD-d. Võtke keskpunktiks puidust varras. Pärast hooratta paigaldamist painutage väntvõlli varda, nii et hooratas enam ei vaju.

Viimases etapis on kogu mehhanism täielikult kokku pandud.

Viimane samm, kamina loomine

Seega oleme jõudnud mootori loomise viimase sammuni.

Loomulikult saate osta kauneid Stirlingi mootorite tehasemudeleid, näiteks sellest Hiina veebipoest. Vahel aga tekib tahtmine ise luua ja asja teha, kasvõi improviseeritud vahenditest. Meie veebisaidil on juba mitu võimalust nende mootorite valmistamiseks ja sellest väljaandest lugege täielikult lihtne variant kodus valmistamine.

Allpool leiate 3 isetegemise võimalust.

Dmitri Petrakov filmis rahva nõudmisel samm-sammult juhised kokku panna võimsa Stirlingi mootori mõõtmete ja tarbitava soojushulga suhtes. See mudel kasutab materjale, mis on kättesaadavad igale vaatajale ja laialdaselt kättesaadavad – igaüks saab neid hankida. Kõik selles videos esitatud suurused valis autor selle disainiga Stirlingite aastatepikkuse kogemuse põhjal ja antud juhul on need optimaalsed.

See mudel kasutab igale vaatajale kättesaadavaid materjale ja üldlevinud materjale, et igaüks saaks neid hankida. Kõik selles videos esitatud suurused valiti selle disainiga Stirlingite aastatepikkuse kogemuse põhjal ja antud juhul on need optimaalsed.

Tunde, tunnetuse ja korraldusega.

Stirlingi mootor töötab koormaga (veepump).

Töötava prototüübina kokku pandud veepump on loodud ühendamiseks Stirlingi mootoritega. Pumba eripära seisneb selle töö lõpetamiseks vajalikus väikeses energiatarbimises: selline konstruktsioon kasutab vaid väikest osa mootori dünaamilisest sisemisest töömahust ja mõjutab seega selle jõudlust minimaalselt.

Stirlingi mootor purgist

Selle valmistamiseks vajate improviseeritud materjale: konservipurki, väikest vahtkummitükki, CD-d, kahte polti ja kirjaklambreid.

Vahtkumm on üks levinumaid materjale, mida Stirlingi mootorite valmistamisel kasutatakse. Sellest valmistatakse mootori nihutaja. Meie vahtkummi tükist lõikame välja ringi, teeme selle läbimõõdu kaks millimeetrit väiksemaks kui purgi siseläbimõõt ja kõrgus on veidi üle poole sellest.

Katte keskele puurime augu, millesse seejärel ühendusvarda sisestame. Ühendusvarda sujuvaks kulgemiseks teeme kirjaklambrist spiraali ja jootame selle kaane külge.

Torkame poroloonist porolooni keskelt kruviga läbi ja lukustame seibiga ülevalt ja alt seibi ja mutriga. Pärast seda kinnitame jootmise teel kirjaklambri tüki, olles selle eelnevalt sirgendanud.

Nüüd torkame nihutaja eelnevalt kaane sisse tehtud auku ja jootame kaane ja purgi hermeetiliselt kokku. Teeme kirjaklambri otsa väikese aasa ja puurime kaane sisse veel ühe augu, kuid veidi rohkem kui esimene.

Valmistame silindri plekist, kasutades jootmist.

Valmis silindri kinnitame jootekolviga purgi külge, et jootekohta ei jääks tühimikke.

Väntvõlli valmistame kirjaklambrist. Põlvede vahe tuleks teha 90 kraadi juures. Põlv, mis asub silindri kõrgusel, on teisest 1–2 mm suurem.

Varrele valmistame kirjaklambritest nagid. Membraani valmistamine Selleks paneme silindrile plastkile, lükkame veidi sissepoole ja kinnitame niidiga silindri külge.

Membraani külge kinnitatav ühendusvarras on valmistatud kirjaklambrist ja sisestatud kummitüki sisse. Ühendusvarda pikkus peab olema valmistatud nii, et võlli alumises surnud punktis tõmmatakse membraan silindrisse ja kõige kõrgemal, vastupidi, pikendatakse. Teine ühendusvarras on konfigureeritud samal viisil.

Liimime ühendusvarda kummiga membraani külge ja teise kinnitame nihutaja külge.

Kinnitame jalad kirjaklambritest jootekolbiga purgi külge ja kinnitame hooratta vända külge. Näiteks võite kasutada CD-d.

Stirlingi mootor kodus valmistatud. Nüüd jääb üle soojust purgi alla tuua - süüdata küünal. Ja mõne sekundi pärast vajuta hoorattale.

Kuidas teha lihtsat Stirlingi mootorit (fotode ja videoga)

www.newphysicist.com

Teeme Stirlingi mootori.

Stirlingi mootor on soojusmootor, mis töötab erinevatel temperatuuridel õhu või muu gaasi (töövedeliku) tsüklilise kokkusurumise ja paisumise teel, nii et soojusenergia netomuundub mehaaniliseks tööks. Täpsemalt on Stirlingi mootor suletud tsükliga regeneratiivne soojusmootor, millel on pidevalt gaasiline töövedelik.

Stirlingi mootorid on aurumasinatest tõhusamad ja võivad jõuda 50%-ni. Nad on võimelised töötama ka vaikselt ja saavad kasutada peaaegu kõiki soojusallikaid. Soojusenergiaallikas toodetakse väljaspool Stirlingi mootorit, mitte sisepõlemise teel, nagu Otto või diiselmootorite puhul.

Stirlingi mootorid ühilduvad alternatiivsed ja taastuvad energiaallikad, sest need võivad muutuda olulisemaks traditsiooniliste kütuste hinna tõustes ning selliste probleemide valguses nagu naftavarude ammendumine ja kliima muutumine.

Selles projektis anname teile lihtsad juhised luua väga lihtne mootor DIY Segamine katseklaasi ja süstla abil .

Kuidas teha lihtsat Stirlingi mootorit – video

Stirlingi mootori valmistamise komponendid ja sammud

1. Lehtpuu või vineeritükk

See on teie mootori aluseks. Seega peab see olema piisavalt jäik, et mootori liigutustega toime tulla. Seejärel tehke kolm väikest auku, nagu pildil näidatud. Võite kasutada ka vineeri, puitu jne.

2. Marmorist või klaashelmed

Stirlingi mootoris täidavad need kuulid olulist funktsiooni. Selles projektis toimib marmor kuuma õhu tõrjujana katseklaasi soojalt küljelt külma poole. Kui marmor kuuma õhu välja tõrjub, siis see jahtub.

3. Pulgad ja kruvid

Naastud ja kruvid hoiavad toru mugavas asendis, et see saaks vabalt ja katkestusteta igas suunas liikuda.

4. Kummitükid

Ostke kustutuskumm ja lõigake see järgmisteks kujunditeks. Seda kasutatakse toru kindlalt hoidmiseks ja selle tiheduse säilitamiseks. Toru suudmes ei tohiks olla leket. Kui jah, siis projekt ei õnnestu.

5. Süstal

Süstal on üks olulisemaid ja liikuvamaid osi lihtne mootor Stirling. Lisage süstla sisemusse veidi määrdeainet, et kolb saaks silindris vabalt liikuda. Kui õhk paisub katseklaasi sees, surub see kolvi alla. Selle tulemusena liigub süstla silinder üles. Samal ajal veereb marmor toru kuuma külje poole ja surub kuuma õhu välja ning paneb selle jahtuma (vähendab mahtu).

6. Katseklaas Katseklaas on lihtsa Stirlingi mootori kõige olulisem ja töötav komponent. Katseklaas on valmistatud teatud tüüpi klaasist (näiteks boorsilikaatklaasist), mis on väga kuumakindel. Nii et seda saab kuumutada kõrgel temperatuuril.

Kuidas Stirlingi mootor töötab?

Mõned inimesed ütlevad, et Stirlingi mootorid on lihtsad. Kui see on tõsi, siis nagu füüsika suured võrrandid (nt E = mc2), on need lihtsad: need on pealtnäha lihtsad, kuid rikkalikumad, keerukamad ja potentsiaalselt väga segadusse ajavad, kuni te neid mõistate. Arvan, et Stirlingi mootoritest on kindlam mõelda kui keerukatest: paljud väga halvad YouTube'i videod näitavad, kui lihtne on neid väga puudulikult ja mitterahuldavalt "seletada".

Minu arvates ei saa Stirlingi mootorist aru lihtsalt selle ehitamise või töötamist väljast vaadates: peate tõsiselt mõtlema selle sammude tsüklile, mis see läbib, mis juhtub sees oleva gaasiga ja mille poolest see erineb. mis juhtub tavalises aurumasinas.

Mootori tööks on vaja ainult temperatuuri erinevust gaasikambri kuuma ja külma osa vahel. On ehitatud mudeleid, mis võivad töötada ainult 4 °C temperatuuride erinevusega, kuigi tehasemootorid töötavad tõenäoliselt mitmesaja kraadise erinevusega. Nendest mootoritest võib saada kõige tõhusam sisepõlemismootor.

Stirlingi mootorid ja kontsentreeritud päikeseenergia

Stirlingi mootorid pakuvad korralikku meetodit soojusenergia muundamiseks liikumiseks, mis võib generaatorit juhtida. Kõige tavalisem on see, et mootor asub paraboolpeegli keskel. Peegel paigaldatakse jälgijale, et suunata päikesekiired mootorile.

* Stirlingi mootor vastuvõtjana

Võib-olla olete oma kooliajal kumerate läätsedega mänginud. Päikeseenergia koondamine paberilehe või tiku põletamiseks, kas mul on õigus? Uued tehnoloogiad arenevad iga päevaga. Kontsentreeritud päikesesoojusenergia pälvib tänapäeval üha enam tähelepanu.

Ülal on lühike video lihtsast katseklaasi mootorist, mis kasutab raketikütusena klaashelmeid ja jõukolbina klaassüstalt.

See lihtne Stirlingi mootor ehitati materjalidest, mis on saadaval enamikus koolide teaduslaborites ja mida saab kasutada lihtsa soojusmasina demonstreerimiseks.

Rõhk-maht tsükli kohta

Protsess 1 → 2 Töögaasi paisumine toru kuumas otsas, soojus kandub gaasile ja gaas paisub, suurendades mahtu ja lükates süstla kolbi üles.

Protsess 2 → 3 Kui marmor liigub toru kuuma otsa poole, surutakse gaas toru kuumast otsast külma otsa ning gaasi liikumisel eraldab see soojust toru seinale.

Protsess 3 → 4 Töögaasilt eemaldatakse soojus ja maht väheneb, süstla kolb liigub alla.

Protsess 4 → 1 Lõpetab tsükli. Töögaas liigub toru külmast otsast kuuma otsa, kuna marmorid selle välja tõrjuvad, saades liikumisel toru seinast soojust, suurendades seega gaasi rõhku.

Kunagi kuulus Stirlingi mootor jäi teise mootori (sisepõlemismootori) laialdase kasutamise tõttu pikaks ajaks unustusse. Kuid täna kuuleme temast üha rohkem. Võib-olla on tal võimalus saada populaarsemaks ja leida oma koht kaasaegses maailmas uues modifikatsioonis?

Lugu

Stirlingi mootor on soojusmootor, mis leiutati üheksateistkümnenda sajandi alguses. Autor, nagu teate, oli teatud Stirling nimega Robert, preester Šotimaalt. Seade on välispõlemismootor, kus keha liigub suletud anumas, muutes pidevalt oma temperatuuri.

Seoses teist tüüpi mootorite levikuga oli see peaaegu unustatud. Sellegipoolest on tänu oma eelistele täna Stirlingi mootor (paljud amatöörid ehitavad seda kodus oma kätega) taas tagasi.

Peamine erinevus sisepõlemismootorist seisneb selles, et soojusenergia tuleb väljast, mitte ei teki mootoris endas, nagu sisepõlemismootoris.

Toimimispõhimõte

Võite ette kujutada suletud õhuhulka, mis on suletud korpusesse, millel on membraan, see tähendab kolb. Kere kuumutamisel õhk paisub ja töötab, muutes kolvi kaareks. Seejärel toimub jahutamine ja see paindub uuesti. See on mehhanismi tsükkel.

Pole ime, et paljud isevalmistatud termoakustilised Stirlingi mootorid on valmistatud kodus. Selleks vajalikud tööriistad ja materjalid nõuavad minimaalselt, mis igaühel kodus olemas on. Vaatame kahte erinevat viisi, kuidas seda luua on lihtne.

Töömaterjalid

Stirlingi mootori valmistamiseks oma kätega vajate järgmisi materjale:

• tina;
• terasest kodarad;
• messingist toru;
• rauasaag;
• fail;
• puidust alus;
• metallist käärid;
• kinnitusdetailide detailid;
• jootekolb;
• jootmine;
• jootma;
• masin.

See on kõik. Ülejäänu on lihtsa tehnika küsimus.

Kuidas teha

Plekist on valmistatud kamin ja kaks aluse silindrit, millest koosneb käsitsi valmistatud Stirlingi mootor. Mõõtmed valitakse iseseisvalt, võttes arvesse selle seadme eesmärke. Oletame, et mootor on valmistatud demonstratsiooni eesmärgil. Siis on põhisilindri pühkimine kakskümmend kuni kakskümmend viis sentimeetrit, mitte rohkem. Ülejäänud osad peaksid sellega sobima.

Kolvi liigutamiseks mõeldud silindri ülaossa tehakse kaks eendit ja nelja kuni viie millimeetrise läbimõõduga auku. Elemendid toimivad vändaseadme asukoha määramisel laagritena.

Järgmisena valmistatakse mootori töökeha (sellest saab tavaline vesi). Silindri külge joodetakse tinaringid, mis rullitakse kokku toruks. Neisse tehakse augud ja sisestatakse messingist torud pikkusega kakskümmend viis kuni kolmkümmend viis sentimeetrit ja läbimõõduga neli kuni viis millimeetrit. Lõpuks kontrollivad nad veega täites, kui tihedaks kamber on muutunud.

Edasi tuleb nihutaja kord. Valmistamiseks võetakse puidust toorik. Masinal saavutavad nad selle, et see võtab tavalise silindri kuju. Nihutaja peaks olema veidi väiksem kui silindri läbimõõt. Optimaalne kõrgus valitakse pärast Stirlingi mootori käsitsi valmistamist. Sest edasi see etapp pikkus peaks võimaldama teatud varu.

Kodarast muudetakse silindervarras. Puidust anuma keskel tehke varre jaoks sobiv auk, sisestage see. Varda ülemises osas on vaja varustada koht ühendusvarda seadme jaoks.

Seejärel võtavad nad nelja ja poole sentimeetri pikkused ning kahe ja poole sentimeetrise läbimõõduga vasktorud. Silindri külge joodetakse tinaring. Seinte külgedele on tehtud auk mahuti ja silindri ühendamiseks.

Kolb on samuti reguleeritud treipink seestpoolt suure silindri läbimõõdu all. Ülaosas on varras ühendatud hingedega.

Kokkupanek on lõpetatud ja mehhanism on reguleeritud. Selleks sisestatakse kolb suuremasse silindrisse ja viimane ühendatakse teise väiksema silindriga.

Suurele silindrile on ehitatud väntmehhanism. Kinnitage osa mootorist jootekolviga. Põhiosad on kinnitatud puitalusele.

Silinder täidetakse veega ja selle põhja alla asetatakse küünal. Algusest lõpuni käsitsi valmistatud Stirlingi mootori jõudlust kontrollitakse.

Teine viis: materjalid

Mootorit saab valmistada ka muul viisil. Selleks vajate järgmisi materjale:

• tina;
• vahtkumm;
• Kirjaklambrid;
• kettad;
• kaks polti.

Kuidas teha

Vahtkummist kasutatakse väga sageli lihtsa, mitte võimsa Stirlingi mootori valmistamiseks oma kätega kodus. Sellest valmistatakse ette mootori nihutaja. Lõika vahtplastist ring välja. Läbimõõt peaks olema veidi väiksem kui plekkpurgil ja kõrgus veidi üle poole.

Katte keskele tehakse auk tulevase ühendusvarda jaoks. Et see sujuks, rullitakse kirjaklamber spiraaliks ja joodetakse kaane külge.

Keskel olev vahtring läbistatakse peenikese traadiga kruviga ja kinnitatakse pealt seibiga. Seejärel ühendage jootmise teel kirjaklamber.

Nihutaja surutakse kaanel olevasse auku ja purk ühendatakse kaanega jootmise teel. Kirjaklambrile tehakse väike aas ja kaane sisse tehakse teine, suurem auk.

Plekk leht rullitakse silindriks ja joodetakse ning kinnitatakse seejärel konservi külge nii, et vahesid ei jääks.

Kirjaklamber muudetakse väntvõlliks. Vahekaugus peaks olema täpselt üheksakümmend kraadi. Silindri kohal olev põlv on tehtud teisest pisut suuremaks.

Ülejäänud kirjaklambrid muutuvad võlli nagideks. Membraan valmistatakse järgmiselt: silinder mähitakse polüetüleenkilesse, pressitakse läbi ja kinnitatakse niidiga.

Ühendusvarras on valmistatud kirjaklambrist, mis sisestatakse kummitüki sisse ja valmis osa kinnitatakse membraani külge. Ühendusvarda pikkus on valmistatud selliselt, et võlli alumises punktis tõmmatakse membraan silindrisse ja kõrgeimast punktist pikendatakse. Ühendusvarda teine ​​osa on valmistatud samamoodi.

Seejärel liimitakse üks membraanile ja teine ​​nihutajale.

Purgijalgu saab teha ka kirjaklambritest ja joota. Vända jaoks kasutatakse CD-d.

Siin on kogu mehhanism. Jääb vaid asendada ja selle all küünal süüdata ning seejärel hoorattast läbi suruda.

Järeldus

Selline on madala temperatuuriga Stirlingi mootor (ehitatud oma kätega). Loomulikult valmistatakse selliseid seadmeid tööstuslikus mastaabis täiesti erineval viisil. Põhimõte jääb aga samaks: õhuhulka soojendatakse ja seejärel jahutatakse. Ja seda korratakse pidevalt.

Lõpuks vaadake neid Stirlingi mootori jooniseid (saate seda ise teha ilma eriliste oskusteta). Võib-olla olete ideega juba tulvil ja soovite midagi sarnast teha?

Stirlingi mootor on mootor, mis võib töötada soojusenergial. Sel juhul pole soojusallikal absoluutselt tähtsust. Peaasi, et on temperatuuride erinevus, sel juhul see mootor töötab. Autor mõtles välja, kuidas Coca-Cola purgist sellise mootori mudelit teha.

Materjalid ja tööriistad
- üks õhupall;
- 3 purki koolat;
- elektriklemmid, viis tükki (5A jaoks);
- niplid jalgratta kodarate kinnitamiseks (2 tk);
- metallvill;
- 30 cm pikkune ja 1 mm ristlõikega terastraadi tükk;
- terasest või vasest valmistatud paksu traadi tükk läbimõõduga 1,6–2 mm;
- puidust tihvt läbimõõduga 20 mm (pikkus 1 cm);
- pudeli kork (plastist);
- elektrijuhtmestik (30 cm);
- super liim;
- vulkaniseeritud kumm (umbes 2 ruutsentimeetrit);
- õngenöör (pikkus umbes 30 cm);
- paar raskust tasakaalustamiseks (näiteks nikkel);
- CD-d (3 tk);
- nööpnõelad;
- veel üks saab tulekolde valmistamiseks;
- kuumakindel silikoon ja plekkpurk vesijahutuse tekitamiseks.

Esimene samm. Purkide valmistamine
Kõigepealt peate võtma kaks purki ja lõikama nende pealsed ära. Kui pealsed lõigatakse kääridega, tuleb tekkinud sälgud viiliga maha lihvida.
Järgmisena peate purgi põhja lõikama. Seda saab teha noaga.

Teine samm. Ava loomine
Diafragmana kasutas autor õhupalli, mis oli tugevdatud vulkaniseeritud kummiga. Pall tuleb lõigata ja tõmmata üle purgi, nagu pildil näidatud. Seejärel liimitakse diafragma keskele vulkaniseeritud kummitükk. Pärast liimi kõvenemist tehakse diafragma keskele traadi paigaldamiseks auk. Kõige lihtsam on seda teha nööpnõelaga, mille võib kuni kokkupanekuni auku jätta.

Kolmas samm. Kaanele aukude lõikamine ja tekitamine
Katte seintesse peate puurima kaks 2 mm auku, neid on vaja kangide pöördetelje paigaldamiseks. Kaane põhja tuleb puurida veel üks auk, sealt läheb läbi traat, mis ühendatakse nihutajaga.

Viimases etapis tuleb kate lõigata, nagu pildil näidatud. Seda tehakse nii, et nihutusjuhe ei jääks katte servade külge kinni. Selliseks tööks sobivad tarbekäärid.

Neljas samm. Puurimine
Purgis peate puurima kaks auku laagrite jaoks. AT sel juhul seda tehti 3,5 mm puuriga.

Viies samm. Vaateakna loomine
Mootori korpusesse tuleb lõigata vaateaken. Nüüd on võimalik jälgida, kuidas kõik seadme sõlmed töötavad.

Kuues samm. Terminali muutmine
Peate võtma klemmid ja eemaldama nendest plastisolatsiooni. Seejärel võetakse puur ja klemmide servadesse tehakse läbivad augud. Kokku peate puurima 3 klemmi, samas kui kaks peaks jääma puurimata.

Seitsmes samm. Finantsvõimenduse loomine
Kangide loomise materjalina kasutatakse vasktraati, mille läbimõõt on 1,88 mm. Kuidas täpselt kudumisvardaid painutada, on näha piltidel. Võib kasutada ka terastraati, vasktraadiga on lihtsalt mõnusam töötada.

Kaheksas samm. Laagrite loomine
Laagrite valmistamiseks vajate kahte jalgratta niplit. Kontrollida tuleb augu läbimõõtu. Autor puuris need läbi 2 mm puuriga.

Samm üheksas. Kangide ja laagrite paigaldus
Kangi saab paigaldada otse läbi vaateakna. Traadi üks ots peaks olema pikk, sellel on hooratas. Laagrid peavad olema kindlalt paigas. Kui tekib tagasilöök, saab need liimida.

Samm kümme. Displaceri loomine
Nihutaja on poleerimiseks valmistatud terasvillast. Nihutaja loomiseks võetakse terastraat, tehakse sellele konks ja seejärel keritakse traadile vajalik kogus vatti. Nihutaja peab olema piisavalt suur, et purgis vabalt liikuda. Nihutaja kogukõrgus ei tohiks ületada 5 cm.

Sellest tulenevalt on vati ühele poole vaja moodustada traadist spiraal, et see vatist välja ei tuleks ja teisele poole tehakse traadist aas. Järgmisena seotakse selle silmuse külge õngenöör, mis seejärel tõmmatakse läbi diafragma keskosa. Vulkaniseeritud kumm peaks olema mahuti keskel.

11. samm Looge survepaak
Purgi põhi on vaja lõigata nii, et selle põhjast jääks umbes 2,5 cm. Nihutaja koos diafragmaga tuleb asetada paaki. Pärast seda paigaldatakse kogu see mehhanism purgi otsa. Diafragmat tuleb veidi pingutada, et see ei vajuks.

Seejärel peate võtma puurimata terminali ja venitama õngenöör läbi selle. Sõlm tuleb liimida nii, et see ei liiguks. Traat peab olema korralikult õliga määritud ja samal ajal veenduma, et nihutaja tõmbaks nööri kergesti kaasa.
12. samm Loo tõukurid
Tõukurid ühendavad membraani ja hoovad. Seda tehakse 15 cm pikkuse vasktraadi tükiga.

Kaasaegne autotööstus on jõudnud arengutasemele, kus ilma põhjapaneva tähtsuseta teaduslikud uuringud traditsiooniliste sisepõlemismootorite konstruktsioonis on peaaegu võimatu saavutada olulisi parandusi. Selline olukord sunnib disainereid tähelepanu pöörama alternatiivsed elektrijaamade konstruktsioonid. Mõned insenerikeskused on keskendunud hübriid- ja seeriatootmise loomisele ja kohandamisele elektrilised mudelid, teised autotootjad investeerivad taastuvatest allikatest (näiteks rapsiõliga biodiisel) töötavate mootorite arendamisse. On ka teisi jõuallikate projekte, millest võib tulevikus saada uus sõidukite standardajam.

Tuleviku autode võimalike mehaanilise energia allikate hulgas on välispõlemismootor, mille leiutas 19. sajandi keskel šotlane Robert Stirling soojuspaisumismasinana.

Töö skeem

Stirlingi mootor muudab väljastpoolt tarnitud soojusenergia kasulikuks mehaaniliseks tööks tänu töövedeliku temperatuuri muutused(gaas või vedelik), mis ringleb suletud mahus.

AT üldine vaade seadme tööskeem on järgmine: mootori alumises osas soojeneb tööaine (näiteks õhk) ja mahu suurenedes surub kolvi üles. Kuum õhk siseneb mootori ülaossa, kus seda jahutab radiaator. Töövedeliku rõhku vähendatakse, kolb langetatakse järgmiseks tsükliks. Sellisel juhul on süsteem tihendatud ja tööainet ei tarbita, vaid see liigub ainult silindri sees.

Stirlingi põhimõtet kasutavatel jõuallikatel on mitu konstruktsioonivõimalust.

Stirlingi modifikatsioon "Alfa"

Mootor koosneb kahest eraldi jõukolvist (kuum ja külm), millest igaüks asub oma silindris. Soojus antakse silindrisse kuuma kolviga ja külm silinder asub jahutussoojusvahetis.

Stirlingi modifikatsioon "Beeta"

Kolvi sisaldavat silindrit soojendatakse ühelt poolt ja jahutatakse teiselt poolt. Silindris liiguvad jõukolb ja nihutaja, mis on ette nähtud töögaasi mahu muutmiseks. Jahutatud tööaine tagasivoolu mootori kuuma õõnsusse teostab regeneraator.

Stirlingi modifikatsioon "Gamma"

Disain koosneb kahest silindrist. Esimene on täiesti külm, milles jõukolb liigub, ja teine, ühelt poolt kuum ja teiselt poolt külm, on mõeldud nihutaja liigutamiseks. Külma gaasi tsirkulatsiooni regeneraator võib olla ühine mõlemale balloonile või sisalduda nihutaja konstruktsioonis.

Stirlingi mootori eelised

Nagu enamik välispõlemismootoreid, on ka Stirling omane mitme kütusega: mootor töötab temperatuuride erinevusel, olenemata selle põhjustanud põhjustest.

Huvitav fakt! Kord demonstreeriti installatsiooni, mis töötas kahekümnel kütusevalikul. Mootorit seiskamata bensiin, diislikütus, metaan, toornafta ja taimeõli- jõuallikas jätkas stabiilset tööd.

Mootoril on disaini lihtsus ja ei nõua lisasüsteeme ja manuseid(ajastus, starter, käigukast).

Seadme omadused tagavad pika kasutusea: rohkem kui sada tuhat tundi pidevat tööd.

Stirlingi mootor on vaikne, kuna silindrites detonatsiooni ei toimu ja heitgaase pole vaja eemaldada. Modifikatsioon "Beta", mis on varustatud rombikujulise vändamehhanismiga, on ideaalselt tasakaalustatud süsteem, millel ei ole töötamise ajal vibratsiooni.

Mootori silindrites ei toimu protsesse, mis võiksid negatiivselt mõjutada keskkond. Valides sobiva soojusallika (nt päikeseenergia), saab Stirling olla absoluutselt keskkonnasõbralik jõuseade.

Stirlingi disaini puudused

Kõigi positiivsete omadustega on Stirlingi mootorite kohene massiline kasutamine võimatu järgmistel põhjustel:

Peamine probleem seisneb konstruktsiooni materjalikulus. Töövedeliku jahutamiseks on vaja suuremahuliste radiaatorite olemasolu, mis suurendab oluliselt paigalduse suurust ja metallikulu.

Praegune tehnoloogiline tase võimaldab Stirlingi mootoril võrrelda jõudlust tänapäevaste bensiinimootoritega ainult keerukate töövedelike (heelium või vesinik) kasutamisel rohkem kui saja atmosfääri rõhu all. See asjaolu tekitab tõsiseid küsimusi nii materjaliteaduse kui ka kasutajaohutuse valdkonnas.

Oluline tööprobleem on seotud metallide soojusjuhtivuse ja temperatuuritaluvuse küsimustega. Soojus suunatakse töömahtu soojusvahetite kaudu, mis toob kaasa vältimatuid kadusid. Lisaks peab soojusvaheti olema valmistatud kuumakindlatest metallidest, mis on vastupidavad kõrgsurve. Sobivad materjalid on väga kallid ja neid on raske töödelda.

Stirlingi mootori režiimide muutmise põhimõtted erinevad ka põhimõtteliselt traditsioonilistest, mis nõuab spetsiaalsete juhtimisseadmete väljatöötamist. Seega on võimsuse muutmiseks vaja muuta rõhku silindrites, faasinurka nihutaja ja jõukolvi vahel või mõjutada õõnsuse läbilaskevõimet töövedelikuga.

Üks võimalus võlli kiiruse reguleerimiseks Stirlingi mootorimudelil on näha järgmises videos:

Tõhusus

Teoreetilistes arvutustes sõltub Stirlingi mootori efektiivsus töövedeliku temperatuuride erinevusest ja võib Carnot' tsükli kohaselt ulatuda 70% või rohkem.

Esimesed metallist valmistatud proovid olid aga äärmiselt madala efektiivsusega järgmistel põhjustel:

• jahutusvedeliku (töövedeliku) ebaefektiivsed variandid, mis piiravad maksimaalset küttetemperatuuri;
• osade hõõrdumisest ja mootori korpuse soojusjuhtivusest tingitud energiakaod;
• kõrge rõhu suhtes vastupidavate konstruktsioonimaterjalide puudumine.

Tehnilised lahendused on jõuallika konstruktsiooni pidevalt täiustanud. Niisiis, 20. sajandi teisel poolel neljasilindriline auto Rombilise ajamiga Stirlingi mootor näitas testides 35% efektiivsust vesijahutusvedelikul, mille temperatuur on 55 ° C. Disaini hoolikas uurimine, uute materjalide kasutamine ja töösõlmede peenhäälestus tagas katseproovide efektiivsuse 39%.

Märge! Kaasaegsete sarnase võimsusega bensiinimootorite kasutegur on 28-30%, turboülelaaduriga diiselmootoritel aga 32-35%.

Stirlingi mootori kaasaegsed näited, näiteks Ameerika ettevõtte Mechanical Technology Inc., näitavad efektiivsust kuni 43,5%. Kuumuskindla keraamika jms uuenduslike materjalide tootmise arendamisega on võimalik oluliselt tõsta töökeskkonna temperatuuri ja saavutada 60% efektiivsus.

Näited autotööstuse Stirlingide edukast rakendamisest

Kõigist raskustest hoolimata on autotööstuses kasutatavaid Stirlingi mootori mudeleid palju.

Huvi autosse paigaldamiseks sobiva Stirlingi vastu tekkis XX sajandi 50ndatel. Sellesuunalist tööd tegid sellised kontsernid nagu Ford Motor Company, Volkswagen Group jt.

UNITED STIRLING (Rootsi) töötas välja ettevõtte Stirling, mis kasutas maksimaalselt ära autotootjate toodetud seeriakomponente ja kooste (väntvõll, kepsud). Saadud neljasilindrilise V-kujulise mootori erikaal oli 2,4 kg / kW, mis on võrreldav kompaktse diiselmootori omadustega. Seda seadet testiti edukalt seitsmetonnise kaubakaubiku elektrijaamana.

Üheks edukaks näiteks on Hollandi tootmismudeli "Philips 4-125DA" neljasilindriline Stirlingi mootor, mis on mõeldud paigaldamiseks sõiduautosse. Mootori töövõimsus oli 173 liitrit. koos. mõõtmetega sarnased klassikalise bensiinimootoriga.

General Motorsi insenerid saavutasid märkimisväärseid tulemusi, ehitades 70ndatel kaheksasilindrilise (4 töö- ja 4 survesilindrit) V-kujulise standardse vändamehhanismiga Stirlingi mootori.

Sarnane elektrijaam 1972. a varustatud piiratud seeria Ford Torino autodega, mille kütusekulu on võrreldes klassikalise bensiini V-kujulise kaheksaga vähenenud 25%.

Praegu töötab üle viiekümne välisettevõtte Stirlingi mootori disaini täiustamise nimel, et kohandada see autotööstuse vajadustele vastavaks masstootmiseks. Ja kui seda tüüpi mootorite puudused on võimalik kõrvaldada, säilitades selle eelised, siis bensiini sisepõlemismootoreid asendab Stirling, mitte turbiinid ja elektrimootorid.