Pašdarināta maisīšana. Stirlinga dzinējs. Automobiļu Stirlingu veiksmīgas ieviešanas piemēri

Stirlinga dzinējs ir sava veida dzinējs, kas sāk darboties ar siltumenerģiju. Šajā gadījumā enerģijas avots ir pilnīgi nenozīmīgs. Galvenais, lai ir temperatūras starpība, šajā gadījumā šāds dzinējs darbosies. Tagad mēs analizēsim, kā no Coca-Cola kārbas izveidot tik zemas temperatūras dzinēja modeli.

Materiāli un armatūra

Tagad mēs analizēsim, kas mums jādara, lai izveidotu dzinēju mājās. Kas mums jāņem maisīšanai:

• Balons.
• Trīs kolas bundžas.
• Speciālie termināļi, pieci gabali (paredzēts 5A).
• Nipeļi velosipēda spieķu nostiprināšanai (divas lietas).
• Vate.
• Trīsdesmit cm garš un 1 mm šķērsgriezuma tērauda stieples gabals.
• Liela tērauda vai vara stieples gabals ar diametru no 1,6 līdz 2 mm.
• Koka tapa ar diametru divdesmit mm (garums viens cm).
• Pudeles vāciņš (plastmasa).
• Elektroinstalācija (trīsdesmit cm).
• Īpaša līme.
• Vulkanizēta gumija (apmēram 2 centimetri).
• Makšķerēšanas aukla (garums trīsdesmit cm).
• Vairāki atsvari balansēšanai (piemēram, niķelis).
• CD (trīs gabali).
• Īpašas pogas.
• Skārda kanna kurtuves izveidošanai.
• Karstumizturīgs silikons un skārda kanna ūdens dzesēšanas pagatavošanai.

Radīšanas procesa apraksts

1. posms. Burku sagatavošana.

Pirmkārt, jums vajadzētu paņemt 2 kannas un nogriezt tām augšdaļu. Ja galotnes tiek nogrieztas ar šķērēm, iegūtie robi būs jānoslīpē ar vīli.

2. posms. Diafragmas izgatavošana.

Kā diafragmu jūs varat ņemt balons, kas jāpastiprina ar vulkanizētu gumiju. Bumbiņa ir jāsagriež un jāvelk uz burkas. Pēc tam uz diafragmas centrālās daļas pielīmējiet speciālas gumijas gabalu. Pēc tam, kad līme ir sacietējusi, diafragmas centrā izdursim caurumu stieples uzstādīšanai. Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir ar īpašu pogu, kuru var atstāt caurumā līdz montāžai.

3. posms. Caurumu griešana un izveidošana vākā.

Pārsega sienās jāizveido divi divu mm caurumi, tie nepieciešami sviru pagrieziena asi uzstādīšanai. Vāka apakšā ir jāizveido vēl viens caurums, caur to izies vads, kas tiks savienots ar nobīdītāju.

Pēdējā posmā vāks ir jānogriež. Tas tiek darīts tā, lai nobīdes vads neaizķertos pie vāka malām. Šādam darbam varat ņemt sadzīves šķēres.

4. posms. Urbšana.

Burkā ir jāizurbj divi caurumi gultņiem. Mūsu gadījumā tas tika darīts ar 3,5 mm urbi.

5. posms. Skata loga izgatavošana.

Dzinēja korpusā ir jāizgriež īpašs logs. Tagad būs iespējams novērot, kā darbojas visi ierīces mezgli.

6. posms. Termināļa modifikācija.

Ir nepieciešams ņemt spailes un noņemt no tiem plastmasas izolāciju. Tad mēs ņemam urbi un izgatavojam caurumus spaiļu malās. Kopumā jāizurbj trīs spailes. Atstājiet divus spailes neizurbtas.

7. posms. Kredītpleca izveidošana.

Kā materiāls sviru izgatavošanai tiek ņemta vara stieple, kuras diametrs ir tikai 1,88 mm. Kā tieši saliekt adāmadatas, jāmeklē internetā. Jūs varat ņemt tērauda stiepli, tikai ar vara stiepli, tā ir ērtāk strādāt.

8. posms. Gultņu izgatavošana.

Lai izgatavotu gultņus, jums būs nepieciešami divi velosipēda nipeļi. Ir jāpārbauda cauruma diametrs. Autors tos izurbja cauri ar 2 mm urbi.

9. posms. Sviru un gultņu uzstādīšana.

Sviras var novietot tieši caur skata logu. Vienam stieples galam jābūt garam, spararats gulēs uz tā. Gultņiem ir stingri jāatrodas pareizajās vietās. Ja ir pretreakcija, tos var pielīmēt.

10. posms. Izspiestāja izgatavošana.

Izspiedējs ir izgatavots no tērauda vates pulēšanai. Izspiestāja ražošanai tiek ņemta tērauda stieple, uz tās tiek izveidots āķis, un pēc tam ap stiepli tiek apvilkts noteikts daudzums vates. Nobīdītājam jābūt vienāda izmēra, lai tas vienmērīgi pārvietotos krastā. Viss pārvietotāja augstums nedrīkst pārsniegt piecus centimetrus.

Beigās vienā vates pusē ir nepieciešams izveidot stieples spirāli, lai tā neiznāktu no vates, un otrajā pusē mēs izveidojam cilpu no stieples. Tad šai cilpai piesienēsim makšķerēšanas auklu, kas pēc tam tiks piesaistīta caur diafragmas centrālo daļu. Vulkanizētai gumijai jābūt konteinera vidū.

11. solis. Spiediena tvertnes izgatavošana

Ir nepieciešams noteiktā veidā nogriezt burkas dibenu, lai no tās pamatnes paliktu apmēram 2,5 cm. Izspiestājs kopā ar diafragmu jāpārvieto uz tvertni. Pēc tam visu šo mehānismu pārnes uz kannas galu. Diafragma ir nedaudz jāpievelk. lai tas nenoslīd.

Tad jums jāņem terminālis, kas nebija urbts, un jāizlaiž caur to makšķerēšanas aukla. Mezgls ir jāpielīmē tā, lai tas nepārvietotos. Vadam jābūt ieeļļotam ar augstas kvalitātes eļļu un tajā pašā laikā jāpārliecinās, ka aizbīdnis var viegli izstiept auklu aiz tā.

12. posms. Stumšanas stieņu izgatavošana.

Šīs īpašās saites savieno diafragmu un sviras. Tas ir izgatavots no piecpadsmit cm garas vara stieples gabala.

13. posms. Spararata izveide un uzstādīšana

Spararata ražošanai mēs ņemam trīs vecus kompaktdiskus. Kā centru ņemiet koka stieni. Pēc spararata uzstādīšanas salieciet kloķvārpstas stieni, lai spararats vairs nesamazināsies.

Pēdējā posmā viss mehānisms ir pilnībā samontēts.

Pēdējais solis, kurtuves izveidošana

Tātad esam sasnieguši pēdējo soli dzinēja izveidē.

Jūs, protams, varat iegādāties skaistus Stirlinga dzinēju rūpnīcas modeļus, piemēram, šajā Ķīnas interneta veikalā. Tomēr dažreiz gribas izveidot pats un uztaisīt kādu lietu pat no improvizētiem līdzekļiem. Mūsu vietnē jau ir vairākas šo motoru ražošanas iespējas, un šajā publikācijā lasiet pilnībā vienkāršs variants ražošana mājās.

Skatiet tālāk, lai uzzinātu 3 DIY iespējas.

Dmitrijs Petrakovs pēc tautas pieprasījuma filmēja soli pa solim instrukcijas salikt jaudīgu Stirlinga dzinēju attiecībā pret tā izmēriem un patērētā siltuma daudzumu. Šajā modelī izmantoti ikvienam skatītājam pieejamie materiāli un izplatīti materiāli – tos var iegūt ikviens. Visus šajā video attēlotos izmērus autors ir izvēlējies, pamatojoties uz daudzu gadu pieredzi ar šāda dizaina Stirlingiem, un konkrētajam gadījumam tie ir optimāli.

Šajā modelī tiek izmantoti katram skatītājam pieejamie materiāli un plaši izplatīti materiāli, lai ikviens tos varētu iegūt. Visi šajā video redzamie izmēri tika izvēlēti, pamatojoties uz daudzu gadu pieredzi ar šāda dizaina Stirlingiem, un konkrētajam gadījumam tie ir optimāli.

Ar sajūtu, sajūtu un sakārtojumu.

Stirlinga motors darbojas ar slodzi (ūdens sūknis).

Ūdens sūknis, kas samontēts kā darba prototips, ir paredzēts savienošanai pārī ar Stirlinga dzinējiem. Sūkņa īpatnība slēpjas zemā enerģijas patēriņā, kas nepieciešams tā darba pabeigšanai: šāda konstrukcija izmanto tikai nelielu daļu no dzinēja dinamiskā iekšējā darba tilpuma un tādējādi līdz minimumam ietekmē tā veiktspēju.

Stirlinga motors no kannas

Lai to izgatavotu, jums būs nepieciešami improvizēti materiāli: skārda kārba, neliels putuplasta gumijas gabals, kompaktdisks, divas skrūves un saspraudes.

Putuplasts ir viens no visizplatītākajiem Stirlinga motoru ražošanā izmantotajiem materiāliem. No tā tiek izgatavots dzinēja izspiedējs. No mūsu putuplasta gumijas gabala mēs izgriezām apli, tā diametru veidojam par diviem milimetriem mazāku par kārbas iekšējo diametru, un augstums ir nedaudz vairāk par pusi no tā.

Pārsega centrā mēs urbjam caurumu, kurā pēc tam ievietojam savienojošo stieni. Lai klaņi darbotos vienmērīgi, no papīra saspraudes izveidojam spirāli un pielodējam to pie vāka.

Putuplasta gumijas apli no putuplasta gumijas caurduram vidū ar skrūvi un nofiksējam ar paplāksni no augšas un apakšas ar paplāksni un uzgriezni. Pēc tam, lodējot, piestiprinām papīra saspraudes gabalu, iepriekš to iztaisnojot.

Tagad mēs ievietojam nobīdītāju iepriekš izveidotajā caurumā vākā un hermētiski pielodējam kopā vāku un burku. Saspraudes galā izveidojam nelielu cilpiņu un vākā izurbjam vēl vienu caurumu, bet nedaudz vairāk par pirmo.

No alvas izgatavojam cilindru, izmantojot lodēšanu.

Gatavo cilindru piestiprinām pie burkas ar lodāmuru, lai lodēšanas vietā nepaliktu spraugas.

Mēs izgatavojam kloķvārpstu no saspraudes. Attālums starp ceļiem jāveic 90 grādu leņķī. Celis, kas augstumā atradīsies virs cilindra, ir par 1-2 mm lielāks nekā otrs.

No papīra saspraudēm izgatavojam statīvus vārpstai. Membrānas izgatavošana Lai to izdarītu, uz cilindra uzliekam plastmasas plēvi, nedaudz iespiežam to uz iekšu un ar vītni piestiprinām pie cilindra.

Savienojošais stienis, kas būs jāpiestiprina pie membrānas, ir izgatavots no saspraudes un ievietots gumijas gabalā. Klaņa garums jāveido tā, lai vārpstas apakšējā nāves punktā membrāna tiktu ievilkta cilindrā, bet augstākajā, gluži pretēji, tā tiktu pagarināta. Otrais savienojošais stienis ir konfigurēts tādā pašā veidā.

Mēs pielīmējam savienojošo stieni ar gumiju pie membrānas, bet otru piestiprinām pie nobīdītāja.

Kājas no saspraudes piestiprinām pie burkas ar lodāmuru un piestiprinām spararatu pie kloķa. Piemēram, varat izmantot kompaktdisku.

Mājās ražots Stirlinga dzinējs. Tagad atliek ienest siltumu zem burkas - aizdedziet sveci. Un pēc dažām sekundēm piespiediet spararatu.

Kā izveidot vienkāršu Stirlinga dzinēju (ar fotoattēliem un video)

www.newphysicist.com

Izgatavosim Stirlinga dzinēju.

Stirlinga dzinējs ir siltuma dzinējs, kas darbojas, cikliski saspiežot un izplešot gaisu vai citu gāzi (darba šķidrumu) dažādās temperatūrās, lai siltumenerģija neto pārvēršas mehāniskā darbā. Precīzāk, Stirlinga dzinējs ir slēgta cikla reģeneratīvs siltuma dzinējs ar pastāvīgi gāzveida darba šķidrumu.

Stirlinga dzinēji ir efektīvāki nekā tvaika dzinēji un var sasniegt 50% efektivitāti. Tie spēj darboties arī klusi un var izmantot gandrīz jebkuru siltuma avotu. Siltumenerģijas avots tiek ģenerēts ārpus Stirlinga dzinēja, nevis iekšdedzes rezultātā, kā tas ir Otto vai dīzeļa cikla dzinējiem.

Stirlinga dzinēji ir saderīgi ar alternatīvie un atjaunojamie enerģijas avoti, jo tie var kļūt nozīmīgāki, pieaugot tradicionālo degvielu cenām un ņemot vērā tādas problēmas kā naftas rezervju izsīkšana un klimata maiņa.

Šajā projektā mēs jums sniegsim vienkāršas instrukcijas lai izveidotu ļoti vienkāršu dzinējs DIY Stirling, izmantojot mēģeni un šļirci .

Kā izveidot vienkāršu Stirlinga dzinēju — video

Sastāvdaļas un soļi Stirlinga motora izgatavošanai

1. Cietkoksnes vai saplākšņa gabals

Tas ir jūsu dzinēja pamats. Tādējādi tai jābūt pietiekami stingrai, lai varētu izturēt dzinēja kustības. Pēc tam izveidojiet trīs mazus caurumus, kā parādīts attēlā. Varat arī izmantot saplāksni, koku utt.

2. Marmora vai stikla krelles

Stirlinga dzinējā šīs bumbiņas pilda svarīgu funkciju. Šajā projektā marmors darbojas kā karstā gaisa izspiestājs no caurules siltās puses uz auksto pusi. Kad marmors izspiež karsto gaisu, tas atdziest.

3. Nūjas un skrūves

Kniedes un skrūves tiek izmantotas, lai noturētu cauruli ērtā stāvoklī brīvai kustībai jebkurā virzienā bez jebkādiem pārtraukumiem.

4. Gumijas gabali

Iegādājieties dzēšgumiju un sagrieziet to šādās formās. To izmanto, lai droši noturētu cauruli un saglabātu tās hermētiskumu. Caurules mutē nedrīkst būt noplūdes. Ja tā, tad projekts nebūs veiksmīgs.

5. Šļirce

Šļirce ir viena no vissvarīgākajām un kustīgākajām daļām vienkāršs dzinējs Stērlings. Pievienojiet šļirces iekšpusei nedaudz smērvielas, lai virzulis varētu brīvi pārvietoties cilindra iekšpusē. Kad gaiss izplešas mēģenes iekšpusē, tas nospiež virzuli uz leju. Tā rezultātā šļirces cilindrs virzās uz augšu. Tajā pašā laikā marmors ripo virzienā uz caurules karsto pusi un izspiež karsto gaisu un liek tam atdzist (samazināt tilpumu).

6. Mēģene Mēģene ir vissvarīgākā un funkcionālākā vienkārša Stirlinga dzinēja sastāvdaļa. Mēģene ir izgatavota no noteikta veida stikla (piemēram, borsilikāta stikla), kas ir ļoti karstumizturīgs. Tāpēc to var sasildīt līdz augstām temperatūrām.

Kā darbojas Stirlinga dzinējs?

Daži cilvēki saka, ka Stirlinga dzinēji ir vienkārši. Ja tā ir taisnība, tad, tāpat kā lielie fizikas vienādojumi (piem., E = mc2), tie ir vienkārši: tie ir vienkārši ārēji, bet bagātāki, sarežģītāki un, iespējams, ļoti mulsinoši, līdz tos saprotat. Manuprāt, ir drošāk uzskatīt Stirlinga dzinējus kā sarežģītus: daudzi ļoti slikti YouTube videoklipi parāda, cik viegli ir tos "izskaidrot" ļoti nepilnīgi un neapmierinoši.

Manuprāt, Stirlinga dzinēju nevar saprast, tikai to uzbūvējot vai skatoties, kā tas darbojas no ārpuses: ir nopietni jāpārdomā soļu cikls, ko tas veic, kas notiek ar gāzi iekšpusē un kā tas atšķiras no tā. kas notiek parastajā tvaika dzinējā.

Viss, kas nepieciešams dzinēja darbībai, ir temperatūras starpības klātbūtne starp gāzes kameras karsto un auksto daļu. Ir izgatavoti modeļi, kas var darboties tikai ar 4 °C temperatūras starpību, lai gan rūpnīcas motori, visticamāk, darbosies ar vairāku simtu grādu atšķirību. Šie dzinēji var kļūt par visefektīvāko iekšdedzes dzinēja veidu.

Stirlinga dzinēji un koncentrēta saules enerģija

Stirlinga dzinēji nodrošina glītu metodi siltumenerģijas pārvēršanai kustībā, kas var vadīt ģeneratoru. Visizplatītākais risinājums ir novietot dzinēju paraboliskā spoguļa centrā. Spogulis tiks uzstādīts uz izsekotāja, lai fokusētu saules starus uz dzinēju.

* Stirlinga dzinējs kā uztvērējs

Iespējams, skolas laikā esat spēlējies ar izliektajām lēcām. Koncentrēt saules enerģiju, lai sadedzinātu papīra lapu vai sērkociņu, vai man ir taisnība? Jaunas tehnoloģijas attīstās katru dienu. Koncentrētai saules siltumenerģijai mūsdienās tiek pievērsta arvien lielāka uzmanība.

Augšpusē ir īss video par vienkāršu mēģenes motoru, kurā kā propelentu izmanto stikla lodītes un kā spēka virzuli – stikla šļirci.

Šis vienkāršais Stirlinga dzinējs tika izgatavots no materiāliem, kas ir pieejami lielākajā daļā skolu zinātnes laboratoriju, un to var izmantot, lai demonstrētu vienkāršu siltuma dzinēju.

Spiediena-tilpuma diagramma ciklā

1. process → 2. Darba gāzes izplešanās caurules karstajā galā, siltums tiek nodots gāzei, un gāze izplešas, palielinot tilpumu un spiežot šļirces virzuli uz augšu.

2. process → 3. Marmoram virzoties uz caurules karsto galu, gāze tiek nospiesta no caurules karstā gala uz auksto galu, un, gāzei kustoties, tā izdala siltumu caurules sieniņai.

Process 3 → 4 No darba gāzes tiek noņemts siltums, un tilpums samazinās, šļirces virzulis virzās uz leju.

4. process → 1. Pabeidz cilpu. Darba gāze pārvietojas no caurules aukstā gala uz karsto galu, jo bumbiņas to izspiež, kustībā saņemot siltumu no caurules sienas, tādējādi palielinot gāzes spiedienu.

Kādreiz slavenais Stirlinga dzinējs ilgu laiku tika aizmirsts, jo plaši tika izmantots cits dzinējs (iekšdedzes). Bet šodien mēs par viņu dzirdam arvien vairāk. Varbūt viņam ir iespēja kļūt populārākam un atrast savu vietu jaunajā modifikācijā mūsdienu pasaulē?

Stāsts

Stirlinga dzinējs ir siltuma dzinējs, kas tika izgudrots deviņpadsmitā gadsimta sākumā. Autors, kā zināms, bija Stērlings vārdā Roberts, priesteris no Skotijas. Ierīce ir ārdedzes dzinējs, kur ķermenis pārvietojas slēgtā traukā, pastāvīgi mainot savu temperatūru.

Cita veida motora izplatības dēļ tas tika gandrīz aizmirsts. Tomēr, pateicoties tā priekšrocībām, šodien Stirlinga dzinējs (daudzi amatieri to būvē mājās ar savām rokām) atkal ir atgriezies.

Galvenā atšķirība no iekšdedzes dzinēja ir tā, ka siltumenerģija nāk no ārpuses, nevis pašā dzinējā, kā tas ir iekšdedzes dzinējā.

Darbības princips

Jūs varat iedomāties slēgtu gaisa tilpumu, kas atrodas korpusā ar membrānu, tas ir, virzuli. Kad korpuss tiek uzkarsēts, gaiss izplešas un darbojas, tādējādi izliekot virzuli. Tad notiek atdzišana, un tas atkal izliecas. Tas ir mehānisma cikls.

Nav brīnums, ka daudzi termoakustiskie Stirlinga dzinēji tiek izgatavoti mājās. Šim nolūkam nepieciešamie instrumenti un materiāli prasa pašu minimumu, kas katram ir savās mājās. Apskatīsim divus dažādus veidus, kā to viegli izveidot.

Darba materiāli

Lai ar savām rokām izgatavotu Stirlinga dzinēju, jums būs nepieciešami šādi materiāli:

• alva;
• tērauda spieķis;
• misiņa caurule;
• metāla zāģis;
• fails;
• koka statīvs;
• metāla šķēres;
• stiprinājuma detaļas;
• lodāmurs;
• lodēšana;
• lodēt;
• mašīna.

Tas viss. Pārējais ir vienkāršas tehnikas jautājums.

Kā to izdarīt

No skārda sagatavota kurtuve un divi cilindri pamatnei, no kuras sastāvēs ar rokām darinātais Stērlinga dzinējs. Izmēri tiek izvēlēti neatkarīgi, ņemot vērā mērķus, kuriem šī ierīce ir paredzēta. Pieņemsim, ka motors tiek izgatavots demonstrācijas nolūkos. Tad galvenā cilindra slaucīšana būs no divdesmit līdz divdesmit pieciem centimetriem, ne vairāk. Pārējām daļām ir jāiekļaujas tajā.

Cilindra augšpusē virzuļa pārvietošanai ir izveidoti divi izvirzījumi un caurumi ar diametru no četriem līdz pieciem milimetriem. Elementi darbosies kā gultņi kloķa ierīces atrašanās vietai.

Tālāk tiek izgatavots motora darba korpuss (tas kļūs par parastu ūdeni). Cilindram tiek pielodēti skārda apļi, kas tiek sarullēti caurulē. Tajos tiek izveidoti caurumi un ievietotas misiņa caurules, kuru garums ir no divdesmit pieciem līdz trīsdesmit pieciem centimetriem un kuru diametrs ir no četriem līdz pieciem milimetriem. Beigās viņi pārbauda, ​​cik cieši ir kļuvusi kamera, piepildot to ar ūdeni.

Nākamais nāk nobīdītāja kārta. Ražošanai sagatave tiek ņemta no koka. Mašīnā viņi panāk, ka tas ir parasta cilindra formā. Izspiestājam jābūt nedaudz mazākam par cilindra diametru. Optimālais augstums tiek izvēlēts pēc Stirlinga dzinēja izgatavošanas ar rokām. Jo tālāk šis posms garumam vajadzētu pieļaut zināmu rezervi.

Spieķis tiek pārvērsts par cilindra stieni. Koka trauka centrā izveidojiet kātam piemērotu caurumu, ievietojiet to. Stieņa augšējā daļā ir jāparedz vieta savienojošā stieņa ierīcei.

Tad viņi ņem vara caurules četrarpus centimetrus garas un divarpus centimetrus diametrā. Cilindram ir pielodēts alvas aplis. Sānu malās ir izveidots caurums, lai konteineru savienotu ar cilindru.

Arī virzulis ir pielāgots virpas zem lielā cilindra diametra no iekšpuses. Augšpusē stienis ir savienots eņģes veidā.

Montāža ir pabeigta un mehānisms ir noregulēts. Lai to izdarītu, virzulis tiek ievietots lielākā cilindrā, un pēdējais ir savienots ar citu mazāku cilindru.

Kloķa mehānisms ir uzbūvēts uz liela cilindra. Piestipriniet daļu dzinēja ar lodāmuru. Galvenās daļas ir nostiprinātas uz koka pamatnes.

Cilindrs ir piepildīts ar ūdeni un zem apakšas tiek ievietota svece. Stirlinga dzinējam, kas izgatavots ar rokām no sākuma līdz beigām, tiek pārbaudīta veiktspēja.

Otrais veids: materiāli

Dzinēju var izgatavot citā veidā. Šim nolūkam jums būs nepieciešami šādi materiāli:

• alva;
• putu gumija;
• Saspraudes;
• diski;
• divas skrūves.

Kā to izdarīt

Putuplasts ļoti bieži tiek izmantots, lai mājās ar savām rokām izgatavotu vienkāršu, ne jaudīgu Stirlinga dzinēju. No tā tiek sagatavots motora nobīdītājs. Izgrieziet putu apli. Diametram jābūt nedaudz mazākam par skārda kārbas diametru, un augstumam jābūt nedaudz lielākam par pusi.

Vāka centrā ir izveidots caurums topošajam savienojošajam stienim. Lai tas noritētu gludi, saspraudi sarullē spirālē un pielodē pie vāka.

Putu aplis vidū ir caurdurts ar plānu stiepli ar skrūvi un nostiprināts virsū ar paplāksni. Pēc tam savienojiet papīra saspraudes gabalu ar lodēšanu.

Izspiestājs tiek iespiests vāka atverē, un burka ir savienota ar vāku, lodējot, lai noslēgtu. Uz papīra saspraudes tiek izveidota neliela cilpa, un vākā tiek izveidots vēl viens, lielāks caurums.

Skārda loksni sarullē cilindrā un pielodē, un pēc tam piestiprina pie skārdenes tā, lai vispār nebūtu atstarpes.

Papīra saspraude tiek pārvērsta par kloķvārpstu. Atstatumam jābūt tieši deviņdesmit grādiem. Ceļš virs cilindra ir izgatavots nedaudz lielāks par otru.

Atlikušās saspraudes pārvēršas par vārpstas statīviem. Membrānu izgatavo šādi: cilindru ietin polietilēna plēvē, izspiež cauri un nostiprina ar vītni.

Savienojuma stienis ir izgatavots no papīra saspraudes, kas tiek ievietota gumijas gabalā, un gatavā daļa tiek piestiprināta pie membrānas. Savienojuma stieņa garums ir izgatavots tā, ka apakšējā vārpstas punktā membrāna tiek ievilkta cilindrā, bet augstākajā vietā tā tiek pagarināta. Tādā pašā veidā tiek izgatavota savienojošā stieņa otrā daļa.

Tad viens tiek pielīmēts pie membrānas, bet otrs - pie nobīdītāja.

Kannu kājas var izgatavot arī no saspraudes un pielodēt. Kloķim tiek izmantots CD.

Šeit ir viss mehānisms. Atliek tikai nomainīt un aizdedzināt zem tā sveci un pēc tam izspiest caur spararatu.

Secinājums

Tāds ir Stirlinga dzinējs ar zemu temperatūru (būvēts ar savām rokām). Protams, rūpnieciskā mērogā šādas ierīces tiek ražotas pavisam citādi. Tomēr princips paliek nemainīgs: gaisa tilpums tiek uzkarsēts un pēc tam atdzesēts. Un tas tiek pastāvīgi atkārtots.

Visbeidzot, apskatiet šos Stirlinga dzinēja rasējumus (to varat izdarīt pats bez īpašām prasmēm). Varbūt jūs jau esat aizrāvies ar ideju un vēlaties darīt ko līdzīgu?

Stirlinga dzinējs ir dzinējs, kas var darboties ar siltumenerģiju. Šajā gadījumā siltuma avots absolūti nav svarīgs. Galvenais, lai ir temperatūras starpība, tādā gadījumā šis dzinējs darbosies. Autors izdomāja, kā no Coca-Cola skārdenes izgatavot šāda dzinēja modeli.

Materiāli un instrumenti
- viens balons;
- 3 bundžas kolas;
- elektrības spailes, pieci gabali (uz 5A);
- nipeļi velosipēda spieķu piestiprināšanai (2 gab.);
- metāla vate;
- tērauda stieples gabals 30 cm garumā un 1 mm šķērsgriezumā;
- biezas stieples gabals, kas izgatavots no tērauda vai vara ar diametru no 1,6 līdz 2 mm;
- no koka izgatavota tapa ar diametru 20 mm (garums 1 cm);
- pudeles vāciņš (plastmasa);
- elektroinstalācija (30 cm);
- Super līme;
- vulkanizēta gumija (apmēram 2 kvadrātcentimetri);
- makšķeraukla (garums apmēram 30 cm);
- atsvaru pāris balansēšanai (piemēram, niķelis);
- CD (3 gab.);
- piespraudes;
- Vēl viens var kurtuves ražošanai;
- karstumizturīgs silikons un skārda kanna ūdens dzesēšanas radīšanai.

Pirmais solis. Burku sagatavošana
Vispirms jāņem divas burkas un jānogriež tām virsotnes. Ja galotnes tiek sagrieztas ar šķērēm, iegūtie robi būs jānoslīpē ar vīli.
Tālāk jums jāsagriež burkas dibens. To var izdarīt ar nazi.

Otrais solis. Diafragmas atvēruma izveidošana
Kā diafragmu autore izmantoja balonu, kas tika pastiprināts ar vulkanizētu gumiju. Bumbiņa ir jāsagriež un jāvelk pāri burkai, kā norādīts attēlā. Pēc tam diafragmas centrā tiek pielīmēts vulkanizētas gumijas gabals. Pēc līmes sacietēšanas diafragmas centrā tiek izdurts caurums stieples uzstādīšanai. Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir ar spraudni, kuru var atstāt caurumā līdz montāžai.

Trešais solis. Caurumu griešana un izveidošana vākā
Pārsega sienās ir jāizurbj divi 2 mm caurumi, tie ir nepieciešami, lai uzstādītu sviru pagrieziena asi. Vāka apakšā ir jāizurbj vēl viens caurums, caur to izies vads, kas tiks savienots ar nobīdītāju.

Pēdējā posmā pārsegs ir jāsagriež, kā parādīts attēlā. Tas tiek darīts tā, lai nobīdes vads nepieķertos pārsega malām. Šādam darbam ir piemērotas komunālās šķēres.

Ceturtais solis. Urbšana
Burkā ir jāizurbj divi caurumi gultņiem. AT Šis gadījums tas tika darīts ar 3,5 mm urbi.

Piektais solis. Skata loga izveide
Dzinēja korpusā ir jāiegriež skata logs. Tagad būs iespējams novērot, kā darbojas visi ierīces mezgli.

Sestais solis. Termināļa modifikācija
Jums ir jāņem spailes un jānoņem no tiem plastmasas izolācija. Pēc tam tiek ņemts urbis, un spaiļu malās tiek izveidoti caurumi. Kopumā jums ir jāizurbj 3 spailes, bet diviem jāpaliek neizurbtiem.

Septītais solis. Sviras veidošana
Kā materiāls sviru izveidošanai tiek izmantota vara stieple, kuras diametrs ir 1,88 mm. Kā tieši saliekt adāmadatas ir parādīts attēlos. Var izmantot arī tērauda stiepli, tikai ar vara stiepli ir patīkamāk strādāt.

Astotais solis. Gultņu izveide
Lai izgatavotu gultņus, jums būs nepieciešami divi velosipēda nipeļi. Ir jāpārbauda cauruma diametrs. Autors tos izurbja cauri ar 2 mm urbi.

Devītais solis. Sviru un gultņu uzstādīšana
Sviras var uzstādīt tieši caur skata logu. Vienam stieples galam jābūt garam, tam būs spararats. Gultņiem jābūt stingri savā vietā. Ja ir pretreakcija, tos var pielīmēt.

Desmitais solis. Displacer izveide
Izspiedējs ir izgatavots no tērauda vates pulēšanai. Lai izveidotu izspiedēju, tiek ņemta tērauda stieple, uz tās tiek izveidots āķis, un tad ap stiepli tiek uztīts nepieciešamais vates daudzums. Izspiestājam jābūt pietiekami lielam, lai tas varētu brīvi pārvietoties kārbā. Kopējais pārvietošanas augstums nedrīkst pārsniegt 5 cm.

Rezultātā vienā vates pusē ir jāizveido stieples spirāle, lai tā neiznāktu no vates, un otrā pusē no stieples tiek veidota cilpa. Pēc tam pie šīs cilpas tiek piesieta makšķeraukla, kas pēc tam tiek izvilkta caur diafragmas centru. Vulkanizētajai gumijai jābūt konteinera vidū.

11. solis Izveidojiet spiediena tvertni
Ir nepieciešams nogriezt burkas dibenu tā, lai no tās pamatnes paliktu apmēram 2,5 cm. Izspiestājs kopā ar diafragmu jāievieto tvertnē. Pēc tam viss šis mehānisms tiek uzstādīts kārbas galā. Diafragma ir nedaudz jāpievelk, lai tā nenoslīdētu.

Tad jums jāņem terminālis, kas nebija urbts, un jāizstiepj makšķerēšanas aukla caur to. Mezgls ir jāpielīmē tā, lai tas nepārvietotos. Vadam jābūt labi ieeļļotam ar eļļu un tajā pašā laikā jāpārliecinās, ka izspiedējs viegli velk auklu līdzi.
12. darbība. Izveidojiet spiedstieņus
Stumšanas stieņi savieno diafragmu un sviras. To dara ar 15 cm garu vara stieples gabalu.

Mūsdienu autobūves nozare ir sasniegusi tādu attīstības līmeni, kurā bez fundamentālas zinātniskie pētījumi ir gandrīz neiespējami panākt dramatiskus uzlabojumus tradicionālo iekšdedzes dzinēju konstrukcijā. Šī situācija liek dizaineriem pievērst uzmanību alternatīvas spēkstaciju konstrukcijas. Daži inženiertehniskie centri ir koncentrējuši savus centienus uz hibrīdu un hibrīdu sērijveida ražošanu un pielāgošanu tai elektriskie modeļi, citi autoražotāji investē tādu dzinēju izstrādē, kurus darbina ar atjaunojamiem avotiem (piemēram, biodīzeļdegviela ar rapšu eļļu). Ir arī citi spēka agregātu projekti, kas nākotnē var kļūt par jauno transportlīdzekļu standarta piedziņu.

Starp iespējamiem nākotnes automašīnu mehāniskās enerģijas avotiem ir ārdedzes dzinējs, ko 19. gadsimta vidū kā termiskās izplešanās mašīnu izgudroja skots Roberts Stērlings.

Darba shēma

Stirlinga dzinējs no ārpuses piegādāto siltumenerģiju pārvērš noderīgā mehāniskā darbā, jo darba šķidruma temperatūras izmaiņas(gāze vai šķidrums), kas cirkulē slēgtā tilpumā.

AT vispārējs skats ierīces darbības shēma ir šāda: dzinēja apakšējā daļā darba viela (piemēram, gaiss) uzsilst un, palielinoties tilpumam, virzuli virza uz augšu. Karstais gaiss iekļūst motora augšpusē, kur to atdzesē radiators. Darba šķidruma spiediens tiek samazināts, virzulis tiek nolaists nākamajam ciklam. Šajā gadījumā sistēma tiek noslēgta, un darba viela netiek patērēta, bet tikai pārvietojas cilindra iekšpusē.

Spēka blokiem, izmantojot Stirlinga principu, ir vairākas dizaina iespējas.

Stirlinga modifikācija "Alfa"

Dzinējs sastāv no diviem atsevišķiem jaudas virzuļiem (karstā un aukstā), no kuriem katrs atrodas savā cilindrā. Siltums tiek piegādāts cilindram ar karsto virzuli, un aukstais cilindrs atrodas dzesēšanas siltummainī.

Stirlinga modifikācija "Beta"

Cilindrs, kurā atrodas virzulis, tiek uzkarsēts vienā pusē un atdzesēts pretējā pusē. Cilindrā pārvietojas jaudas virzulis un bīdītājs, kas paredzēts darba gāzes tilpuma maiņai. Atdzesētās darba vielas atgriešanās kustību motora karstajā dobumā veic reģenerators.

Stirlinga modifikācija "Gamma"

Dizains sastāv no diviem cilindriem. Pirmais ir pilnīgi auksts, kurā kustas jaudas virzulis, bet otrais, karsts no vienas puses un auksts no otras, kalpo nobīdītāja pārvietošanai. Aukstās gāzes cirkulācijas reģenerators var būt kopīgs abiem cilindriem vai iekļauts izspiestāja konstrukcijā.

Stirlinga dzinēja priekšrocības

Tāpat kā lielākajai daļai ārējās iekšdedzes dzinēju, Stirlingam ir raksturīga iezīme vairāku degvielu: dzinējs darbojas ar temperatūras starpību neatkarīgi no iemesla, kas to izraisīja.

Interesants fakts! Reiz tika demonstrēta iekārta, kas darbojās ar divdesmit degvielas iespējām. Neapturot dzinēju, benzīnu, dīzeļdegvielu, metānu, jēlnaftu un dārzeņu eļļa- spēka agregāts turpināja stabili strādāt.

Dzinējam ir dizaina vienkāršība un nav nepieciešamas papildu sistēmas un pielikumus(laiks, starteris, ātrumkārba).

Ierīces īpašības garantē ilgu kalpošanas laiku: vairāk nekā simts tūkstoši stundu nepārtrauktas darbības.

Stirlinga dzinējs ir kluss, jo cilindros nenotiek detonācija un nav nepieciešams noņemt izplūdes gāzes. Modifikācija "Beta", kas aprīkota ar rombveida kloķa mehānismu, ir ideāli līdzsvarota sistēma, kurai darbības laikā nav vibrāciju.

Dzinēja cilindros nenotiek procesi, kas varētu negatīvi ietekmēt vide. Izvēloties piemērotu siltuma avotu (piem., saules enerģiju), Stirling var būt absolūti videi draudzīgs spēka agregāts.

Stirlinga dizaina trūkumi

Ar visu pozitīvo īpašību kopumu Stirlinga dzinēju tūlītēja masveida izmantošana nav iespējama šādu iemeslu dēļ:

Galvenā problēma ir konstrukcijas materiāla patēriņā. Darba šķidruma dzesēšanai ir nepieciešami liela apjoma radiatori, kas ievērojami palielina iekārtas izmēru un metāla patēriņu.

Pašreizējais tehnoloģiskais līmenis ļaus Stirlinga dzinēja veiktspēju salīdzināt ar mūsdienu benzīna dzinējiem, tikai izmantojot sarežģītus darba šķidruma veidus (hēliju vai ūdeņradi) zem spiediena, kas pārsniedz simts atmosfēru. Šis fakts rada nopietnus jautājumus gan materiālzinātnes, gan lietotāju drošības jomā.

Svarīga ekspluatācijas problēma ir saistīta ar metālu siltumvadītspējas un temperatūras noturības jautājumiem. Siltums tiek piegādāts darba tilpumam caur siltummaiņiem, kas rada neizbēgamus zudumus. Turklāt siltummainim jābūt izgatavotam no karstumizturīgiem metāliem, kas ir izturīgi pret augstspiediena. Piemēroti materiāli ir ļoti dārgi un grūti apstrādājami.

Arī Stirlinga dzinēja režīmu maiņas principi būtiski atšķiras no tradicionālajiem, kas prasa īpašu vadības ierīču izstrādi. Tātad, lai mainītu jaudu, ir jāmaina spiediens cilindros, fāzes leņķis starp bīdītāju un jaudas virzuli vai jāietekmē dobuma kapacitāte ar darba šķidrumu.

Viens veids, kā kontrolēt vārpstas ātrumu Stirlinga dzinēja modelī, ir redzams šajā videoklipā:

Efektivitāte

Teorētiskajos aprēķinos Stirlinga dzinēja efektivitāte ir atkarīga no darba šķidruma temperatūras starpības un var sasniegt 70% vai vairāk saskaņā ar Carnot ciklu.

Tomēr pirmajiem metālā realizētajiem paraugiem bija ārkārtīgi zema efektivitāte šādu iemeslu dēļ:

• neefektīvi dzesēšanas šķidruma (darba šķidruma) varianti, ierobežojot maksimālo apkures temperatūru;
• enerģijas zudumi detaļu berzes un dzinēja korpusa siltumvadītspējas dēļ;
• pret augstu spiedienu izturīgu konstrukcijas materiālu trūkums.

Inženiertehniskie risinājumi ir pastāvīgi uzlabojuši spēka agregāta konstrukciju. Tātad 20. gadsimta otrajā pusē četrcilindru automašīna Stirlinga dzinējs ar rombveida piedziņu testos uzrādīja 35% efektivitāti uz ūdens dzesēšanas šķidruma ar temperatūru 55 ° C. Rūpīga dizaina izpēte, jaunu materiālu izmantošana un darba vienību precizēšana nodrošināja eksperimentālo paraugu efektivitāti 39%.

Piezīme! Mūsdienu līdzīgas jaudas benzīna dzinēju efektivitāte ir 28-30%, bet dīzeļdzinējiem ar turbokompresoru - 32-35%.

Mūsdienu Stirlinga dzinēja piemēri, piemēram, amerikāņu kompānijas Mechanical Technology Inc būvētais, uzrāda efektivitāti līdz 43,5%. Un, attīstoties karstumizturīgas keramikas un līdzīgu inovatīvu materiālu ražošanai, būs iespējams būtiski paaugstināt darba vides temperatūru un sasniegt 60% efektivitāti.

Automobiļu Stirlingu veiksmīgas ieviešanas piemēri

Neskatoties uz visām grūtībām, automobiļu rūpniecībā ir daudz praktiski lietojamu Stirlinga dzinēja modeļu.

Interese par Stirlingu, kas piemērota uzstādīšanai automašīnā, parādījās XX gadsimta 50. gados. Darbu šajā virzienā veica tādi koncerni kā Ford Motor Company, Volkswagen Group un citi.

UNITED STIRLING (Zviedrija) izstrādāja Stirling, kas maksimāli izmantoja autoražotāju ražotos sērijveida komponentus un mezglus (kloķvārpsta, klaņi). Iegūtā četrcilindru V veida dzinēja īpatnējais svars bija 2,4 kg / kW, kas ir salīdzināms ar kompakta dīzeļdzinēja īpašībām. Šī iekārta tika veiksmīgi pārbaudīta kā spēkstacija septiņu tonnu kravas furgonam.

Viens no veiksmīgiem piemēriem ir Nīderlandes sērijveida modeļa "Philips 4-125DA" četrcilindru Stirlinga dzinējs, kas paredzēts uzstādīšanai vieglajā automašīnā. Motora darba jauda bija 173 litri. ar. pēc izmēriem, kas līdzīgi klasiskajam benzīna agregātam.

General Motors inženieri sasniedza ievērojamus rezultātus, 70. gados uzbūvējot astoņu cilindru (4 darba un 4 kompresijas cilindri) V-veida Stirlinga dzinēju ar standarta kloķa mehānismu.

Līdzīga elektrostacija 1972.g aprīkots ar ierobežotu Ford Torino automašīnu sēriju, kura degvielas patēriņš ir samazinājies par 25%, salīdzinot ar klasisko benzīna V-veida astoņnieku.

Šobrīd vairāk nekā piecdesmit ārvalstu uzņēmumi strādā pie Stirlinga dzinēja konstrukcijas uzlabošanas, lai to pielāgotu masveida ražošanai automobiļu rūpniecības vajadzībām. Un, ja ir iespējams novērst šāda veida dzinēju trūkumus, saglabājot tā priekšrocības, tad benzīna iekšdedzes dzinējus nomainīs Stērlings, nevis turbīnas un elektromotori.