Erläuterung der Funktionsweise des Stirlingmotors.

Wir beginnen mit der Markierung des Schwungrads.

Sechs Löcher sind fehlgeschlagen. Es stellt sich als nicht schön heraus, die Löcher sind klein und der Körper dazwischen ist dünn.

Zum einen schärfen wir Gegengewichte für die Kurbelwelle. Die Lager werden eingepresst. Anschließend werden die Lager ausgepresst und an ihrer Stelle ein Gewinde in M3 geschnitten.

Ich habe gefräst aber man kann auch feilen.

Dies ist ein Teil der Stange. Der Rest wird von PSR gelötet.

Reibahlen an der Dichtscheibe.

Stirlingbettbohren. Das Loch, das den Verdränger mit dem Arbeitszylinder verbindet. Bohrer für 4,8 Gewinde auf M6. Dann muss es zum Schweigen gebracht werden.

Bohren der Hülse des Arbeitszylinders, unter der Entwicklung.

Bohren zum Gewindeschneiden auf M4.

Wie es gemacht wurde.

Die Abmessungen sind unter Berücksichtigung des überarbeiteten angegeben.Zwei Zylinder-Kolben-Paare wurden hergestellt, 10 mm. und 15mm. Getestet wurde beides, wenn man den Zylinder auf 15mm stellt. dann beträgt der Kolbenhub 11-12 mm. und funktioniert nicht. Und hier sind 10 mm. mit 24mm Federweg. genau richtig.

Abmessungen der Pleuelstangen An ihnen ist Messingdraht Ф3mm angelötet.

Pleuelstangen-Montagebaugruppe Lageroption ausgefallen. Beim Anziehen des Pleuels verformt sich das Lager und erzeugt zusätzliche Reibung. Anstelle eines Lagers habe ich Al gemacht. Buchse mit Schraube.

Abmessungen einiger Teile.

Einige Schwungradgrößen.

Einige Abmessungen sind wie auf der Welle und den Gelenken zu montieren.

Zwischen dem Kühler und der Flammenkammer haben wir eine Asbestdichtung für 2-3 mm angebracht. Es ist ratsam, Paronitdichtungen oder etwas, das Wärme weniger leitet, unter die Schrauben zu legen, die beide Teile festziehen.

Der Verdränger ist das Herzstück des Stirlings, er soll leicht sein und wenig Wärme leiten. Der Bestand stammt von derselben alten Festplatte. Dies ist eine der Linearmotorführungen, sehr gut geeignet, gehärtet, verchromt. Um den Faden abzuschneiden, habe ich die Mitte mit einem getränkten Lappen umwickelt und die Enden rot erhitzt.

Pleuel mit Arbeitszylinder. Gesamtlänge 108 mm. Davon ist 32 mm ein Kolben mit einem Durchmesser von 10 mm. Der Kolben sollte leicht in den Zylinder gehen, ohne merkliche Riefen. Zur Kontrolle schließen Sie ihn mit dem Finger von unten fest und setzen Sie den Kolben von oben ein, es sollte sehr sein langsam nach unten losgelassen.

Das hatte ich mir vorgenommen, aber im Laufe des Prozesses habe ich Änderungen vorgenommen. Um den Hub des Arbeitszylinders zu ermitteln, fahren wir den Verdränger in den Kühlraum und verlängern den Arbeitszylinder um 25 mm. Wir drücken stark auf den Verdränger, und wie viel sich der Arbeitszylinder bewegt, stellt sein Hub dar. Diese Größe spielt eine sehr wichtige Rolle.

Blick auf den Arbeitszylinder. Pleuellänge 83mm. Hub 24 mm Das Handrad wird mit einer M4-Schraube an der Welle befestigt. Das Foto zeigt seinen Kopf. Und auf diese Weise wird auch das Gegengewicht der Verdränger-Pleuelstange befestigt.

Ansicht des Verdrängerpleuels Gesamtlänge mit Verdränger 214mm. Pleuellänge 75mm. Hub 24mm. Achten Sie auf die U-förmige Rille am Schwungrad, es war für den Nebenabtrieb gemacht, die Idee war entweder ein Generator oder ein Riemen am Kühlerlüfter. Das Oberteil ist einseitig 7mm tief und 32mm lang gefräst, Lagermitte von unten 55mm. Die Befestigung erfolgt von unten mit zwei Schrauben M4 Der Abstand zwischen den Pylonenmitten beträgt 126 mm.

Blick auf die Flammkammer und den Kühler Das Motorgehäuse ist in den Pylon eingepresst Die Abmessungen des Pylons betragen 47x25x15, die Aussparung für die Landung beträgt 12mm Es wird mit zwei M4-Schrauben an der Unterseite der Platine befestigt.

Lampada 40mm. im Durchmesser Höhe 35mm. 8mm in den Schaft vertieft. Unten wird mittig eine M4 Mutter angelötet und von unten mit einer Schraube gesichert.

Fertig aussehen. Basis Eiche 300x150x15mm.

Typenschild.

Ich habe lange nach einer funktionierenden Schaltung gesucht. Ich habe es gefunden, aber es war immer damit verbunden, dass es Probleme mit der Ausrüstung oder mit dem Material gab, und ich habe mich entschieden, es wie eine Armbrust zu machen. Nachdem ich mir viele Optionen angesehen und überlegt habe, was ich zur Verfügung habe und was ich an meinem eigenen Equipment selbst machen kann, gefielen mir die Maße nicht, die ich beim Zusammenbau des Geräts sofort herausfand, es stellte sich als zu breit heraus. Ich musste das Zylinderbett kürzen. Und das Schwungrad auf ein Lager (auf einen Pylon) setzen Die Materialien Schwungrad, Pleuel, Gegengewicht, Dichtscheibe, Lampe und Arbeitszylinder sind aus Bronze Pylone, Arbeitskolben, Zylinderbett, Kühler und Unterlegscheibe mit einem Gewinde aus der Flammenkammer Aluminium Stahl Flammkammer aus Edelstahl Verdrängungskörper aus Graphit Und was passiert ist, habe ich zur Schau gestellt, du bist der Richter.

Der einst berühmte Stirlingmotor geriet durch die weite Verbreitung eines anderen Motors (Verbrennungsmotor) lange Zeit in Vergessenheit. Aber heute hören wir immer mehr von ihm. Vielleicht hat er eine Chance, populärer zu werden und seinen Platz in der neuen Modifikation in der modernen Welt zu finden?

Geschichte

Der Stirlingmotor ist eine Wärmekraftmaschine, die im frühen neunzehnten Jahrhundert erfunden wurde. Der Autor war, wie Sie wissen, ein gewisser Stirling namens Robert, ein Priester aus Schottland. Das Gerät ist ein externer Verbrennungsmotor, bei dem sich der Körper in einem geschlossenen Behälter bewegt und ständig seine Temperatur ändert.

Durch die Verbreitung eines anderen Motorentyps geriet er fast in Vergessenheit. Trotzdem ist der Stirlingmotor (viele Laien bauen ihn zu Hause mit eigenen Händen) heute dank seiner Vorteile wieder zurück.

Der wesentliche Unterschied zu einem Verbrennungsmotor besteht darin, dass die Wärmeenergie von außen kommt und nicht wie bei einem Verbrennungsmotor im Motor selbst erzeugt wird.

Arbeitsprinzip

Man kann sich ein geschlossenes Luftvolumen vorstellen, das in einem Gehäuse mit einer Membran, also einem Kolben eingeschlossen ist. Wenn der Körper erhitzt wird, dehnt sich die Luft aus und arbeitet, wodurch der Kolben gewölbt wird. Dann kühlt es ab und es biegt sich wieder. Dies ist der Zyklus des Mechanismus.

Kein Wunder, dass viele thermoakustische Stirlingmotoren zum Selbermachen zu Hause hergestellt werden. Die Werkzeuge und Materialien dafür erfordern das Minimum, das jeder zu Hause hat. Betrachten Sie zwei verschiedene Wege wie einfach es ist zu erstellen.

Arbeitsmaterialien

Um einen Stirlingmotor mit eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie folgende Materialien:

• Zinn;
• Stahlspeiche;
• Messingrohr;
• Säge;
• Datei;
• Holzständer;
• Metallschere;
• Befestigungsdetails;
• Lötkolben;
• Löten;
• Lot;
• Maschine.

Das ist alles. Der Rest ist eine Frage einfacher Technik.

Wie macht man

Aus Zinn werden eine Feuerbüchse und zwei Zylinder für den Sockel vorbereitet, aus denen der von Hand gefertigte Stirlingmotor bestehen wird. Die Abmessungen werden unabhängig ausgewählt, wobei die Zwecke berücksichtigt werden, für die dieses Gerät bestimmt ist. Angenommen, der Motor wird zu Demonstrationszwecken hergestellt. Dann beträgt der Hub des Hauptzylinders zwanzig bis fünfundzwanzig Zentimeter, nicht mehr. Die restlichen Teile sollten dazu passen.

An der Oberseite des Zylinders zum Bewegen des Kolbens sind zwei Vorsprünge und Löcher mit einem Durchmesser von vier bis fünf Millimetern angebracht. Die Elemente wirken als Lager für die Position der Kurbelvorrichtung.

Als nächstes wird der Arbeitskörper des Motors hergestellt (es wird zu gewöhnlichem Wasser). Zinnkreise werden an den Zylinder gelötet, der zu einem Rohr aufgerollt wird. In sie werden Löcher gebohrt und Messingrohre mit einer Länge von fünfundzwanzig bis fünfunddreißig Zentimetern und einem Durchmesser von vier bis fünf Millimetern eingesetzt. Am Ende prüfen sie, wie dicht die Kammer geworden ist, indem sie sie mit Wasser füllen.

Als nächstes kommt der Verdränger an die Reihe. Zur Herstellung wird ein Rohling aus Holz entnommen. Auf der Maschine erreichen sie, dass sie die Form eines normalen Zylinders hat. Der Verdränger sollte etwas kleiner als der Zylinderdurchmesser sein. Optimale Höhe Sie holen es ab, nachdem der Stirlingmotor mit ihren eigenen Händen hergestellt wurde. Daher sollte die Länge in diesem Stadium einen gewissen Spielraum einnehmen.

Aus der Speiche wird eine Zylinderstange. Machen Sie in der Mitte des Holzbehälters ein Loch, das für den Stiel geeignet ist, und führen Sie ihn ein. Im oberen Teil der Stange muss ein Platz für die Pleuelvorrichtung vorgesehen werden.

Dann nehmen sie viereinhalb Zentimeter lange Kupferrohre mit einem Durchmesser von zweieinhalb Zentimetern. Auf den Zylinder wird ein Kreis aus Zinn gelötet. An den Seiten der Wände ist ein Loch angebracht, um den Behälter mit dem Zylinder zu verbinden.

Der Kolben wird auch angepasst Drehbank unter dem Durchmesser des großen Zylinders von innen. Oben ist die Stange gelenkig verbunden.

Die Montage ist abgeschlossen und der Mechanismus eingestellt. Dazu wird der Kolben in den Zylinder eingeführt größere Größe und verbinden Sie letzteres mit einem anderen kleineren Zylinder.

Auf einem großen Zylinder ist ein Kurbeltrieb aufgebaut. Fixieren Sie einen Teil des Motors mit einem Lötkolben. Die Hauptteile sind auf einem Holzsockel befestigt.

Der Zylinder wird mit Wasser gefüllt und eine Kerze unter den Boden gestellt. Der von Anfang bis Ende von Hand gefertigte Stirlingmotor wird auf Leistung geprüft.

Zweiter Weg: Materialien

Der Motor kann auf andere Weise hergestellt werden. Dazu benötigen Sie folgende Materialien:

• Zinn;
• Schaumgummi;
• Büroklammern;
• Festplatten;
• zwei Bolzen.

Wie macht man

Schaumgummi wird sehr oft verwendet, um einen einfachen, nicht leistungsstarken Stirlingmotor mit eigenen Händen zu Hause herzustellen. Daraus wird ein Verdränger für den Motor hergestellt. Schneiden Sie den Schaumkreis aus. Der Durchmesser sollte etwas kleiner sein als Blechdose, und die Höhe ist etwas mehr als die Hälfte.

In der Mitte der Abdeckung wird ein Loch für die zukünftige Pleuelstange gemacht. Damit es glatt geht, wird die Büroklammer zu einer Spirale gerollt und mit dem Deckel verlötet.

Der Schaumkreis in der Mitte wird mit einem dünnen Draht mit einer Schraube durchbohrt und oben mit einer Unterlegscheibe fixiert. Verbinden Sie dann ein Stück Büroklammer durch Löten.

Der Verdränger wird in das Loch am Deckel geschoben und das Gefäß wird durch Löten mit dem Deckel dicht verbunden. An der Büroklammer wird eine kleine Schlaufe angebracht und im Deckel ein weiteres, größeres Loch.

Das Blech wird zu einem Zylinder gerollt und verlötet und dann lückenlos an der Dose befestigt.

Aus der Büroklammer wird eine Kurbelwelle. Der Abstand sollte genau neunzig Grad betragen. Das Knie über dem Zylinder ist etwas größer als das andere.

Die restlichen Büroklammern werden zu Gestellen für die Welle. Die Membran wird wie folgt hergestellt: Der Zylinder wird in eine Polyethylenfolie gewickelt, durchgedrückt und mit einem Faden befestigt.

Die Verbindungsstange besteht aus einer Büroklammer, die in ein Stück Gummi gesteckt wird, und das fertige Teil wird an der Membran befestigt. Die Länge des Pleuels ist so bemessen, dass am unteren Schaftpunkt die Membran in den Zylinder eingezogen und am höchsten Punkt verlängert wird. Der zweite Teil der Pleuelstange wird auf die gleiche Weise hergestellt.

Dann wird einer auf die Membran geklebt und der andere auf den Verdränger.

Dosenbeine können auch aus Büroklammern hergestellt und gelötet werden. Für die Kurbel wird eine CD verwendet.

Hier ist der ganze Mechanismus. Es bleibt nur, eine Kerze darunter zu ersetzen und anzuzünden und dann durch das Schwungrad zu schieben.

Fazit

Dies ist der Niedertemperatur-Stirlingmotor (mit eigenen Händen gebaut). Natürlich drin industrieller Maßstab Solche Geräte werden auf ganz andere Weise hergestellt. Das Prinzip bleibt jedoch gleich: Das Luftvolumen wird erwärmt und anschließend abgekühlt. Und das wiederholt sich ständig.

Schauen Sie sich zum Schluss diese Zeichnungen des Stirlingmotors an (Sie können es ohne besondere Fähigkeiten selbst machen). Vielleicht bist du schon Feuer und Flamme für die Idee und möchtest etwas Ähnliches machen?

Hallo alle! Heute möchte ich Sie darauf aufmerksam machen selbstgebauter Motor, die jede Temperaturdifferenz in mechanische Arbeit umwandelt:

Stirling-Motor- eine Wärmekraftmaschine, in der sich ein flüssiges oder gasförmiges Arbeitsmedium in einem geschlossenen Volumen bewegt, eine Art äußerer Verbrennungsmotor. Sie basiert auf periodischer Erwärmung und Abkühlung des Arbeitsmediums mit Energieentzug aus der resultierenden Volumenänderung des Arbeitsmediums. Es kann nicht nur mit der Kraftstoffverbrennung, sondern auch mit jeder Wärmequelle arbeiten.

Ich stelle Ihnen meinen Motor vor, der aus Bildern aus dem Internet besteht:

Als ich dieses Wunder sah, hatte ich den Wunsch, es zu machen)) Außerdem gab es im Internet viele Zeichnungen und Motorkonstruktionen. Ich werde gleich sagen: Es ist nicht schwer zu tun, aber es ist ein bisschen problematisch, es einzustellen und einen normalen Betrieb zu erreichen. Bei mir hat es erst beim dritten Mal gut funktioniert (ich hoffe, Sie werden nicht so leiden)))).

Funktionsprinzip des Stirlingmotors:

Alles ist aus Materialien hergestellt, die jedem Gehirn zur Verfügung stehen:

Nun, wie wäre es ohne Größen)))

Der Rahmen des Motors besteht aus Draht aus Büroklammern. Alle Festdrahtverbindungen sind gelötet()

Der Verdränger (die Scheibe, die die Luft im Motor bewegt) ist aus Zeichenpapier und mit Sekundenkleber verklebt (ist innen hohl):

Je kleiner der Spalt zwischen den Deckeln und dem Verdränger in der oberen und unteren Position ist, desto größer ist die Effizienz des Motors.

Verdrängerstange - von Blindniet(Herstellung: Innenteil vorsichtig herausziehen und ggf. reinigen Sandpapier Null; Das äußere Teil mit der Kappe nach innen auf die obere „kalte“ Abdeckung kleben). Diese Option hat jedoch einen Nachteil - es gibt keine vollständige Dichtheit und es gibt wenig Reibung, obwohl ein Tropfen Motoröl helfen, es loszuwerden.

Kolbenzylinder - Hals aus einer gewöhnlichen Plastikflasche:

Das Kolbengehäuse besteht aus einem medizinischen Handschuh und ist mit einem Faden befestigt, der nach dem Wickeln aus Gründen der Zuverlässigkeit mit Sekundenkleber getränkt werden muss. In der Mitte des Gehäuses ist eine Scheibe aus mehreren Lagen Pappe geklebt, auf der die Pleuelstange befestigt ist.

Die Kurbelwelle besteht aus denselben Büroklammern wie der gesamte Motorrahmen. Der Winkel zwischen den Knien des Kolbens und dem Verdränger beträgt 90 Grad. Der Arbeitshub des Verdrängers beträgt 5 mm; Kolben - 8mm.

Schwungrad - besteht aus zwei CD-Scheiben, die auf einen Pappzylinder geklebt und auf die Kurbelwellenachse gepflanzt werden.

Also, hör auf Unsinn zu reden, präsentiere ich dir Motor läuft Video:

Die Schwierigkeiten, die ich hatte, waren hauptsächlich auf übermäßige Reibung und das Fehlen genauer Abmessungen der Struktur zurückzuführen. Im ersten Fall korrigierte ein Tropfen Motoröl und die Ausrichtung der Kurbelwelle die Situation, im zweiten musste man sich auf die Intuition verlassen))) Aber wie Sie sehen, hat sich alles ergeben (obwohl ich den Motor dreimal komplett neu gemacht habe). )))

Wenn Sie Fragen haben - schreiben Sie in die Kommentare, wir werden es herausfinden)))

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit)))

Ich habe die Handwerker dieser Ressource lange beobachtet, und als der Artikel erschien, wollte ich ihn selbst machen. Aber wie immer war keine Zeit und ich habe die Idee aufgeschoben.
Aber dann habe ich endlich mein Diplom bestanden, die Militärabteilung absolviert und es ist Zeit geworden.
Es scheint mir, dass die Herstellung eines solchen Motors viel einfacher ist als ein Flash-Laufwerk :)

Zuallererst möchte ich den Gurus dieser Seite bereuen, dass eine Person in den Zwanzigern so einen Unsinn macht, aber ich wollte es einfach tun und es gibt nichts, um diesen Wunsch zu erklären. Ich hoffe, mein nächster Schritt wird immer noch sein Flash Drive.
Also brauchen wir:
1 Wunsch.
2 Drei Blechdosen.
3 Kupferkabel(Ich fand einen Abschnitt von 2 mm).
4 Papier (Zeitung oder Büro spielt keine Rolle).
5 Schreibwarenkleber (PVA).
6 Sekundenkleber (CYJANOPAN oder ein anderer ähnlicher).
7 Gummihandschuh oder Ballon.
8 Anschlussklemmen 3 Stck.
9 Weinverschluss 1 Stk.
10 Etwas Angelschnur.
11 Werkzeuge nach Geschmack.

1- die erste Bank; 2 Sekunden; 3- Drittel; 3-Deckel des dritten Glases; 4 - Membran; 5 - Verdränger; 6 - Verdrahtungsklemme; 7- Kurbelwelle; 8- Blechdetail :) 9- Pleuel; 10 - Kork; 11- Scheibe; 12- Angelschnur.
Beginnen wir damit, die Deckel aller drei Dosen von zwei Dosen abzuschneiden. Ich habe es mit einem selbstgemachten Dremel gemacht, zuerst wollte ich mit einer Ahle Löcher in einen Kreis stechen und mit einer Schere schneiden, aber ich erinnerte mich an das Wundergerät.
Ehrlich gesagt ist es nicht sehr schön geworden und ich habe versehentlich ein Loch in die Wand einer der Dosen gefräst, daher war es nicht mehr für einen Arbeitsbehälter geeignet (aber ich hatte zwei weitere und ich habe sie sorgfältiger gemacht) .


Als nächstes brauchen wir ein Glas, das als Form für dient Verdränger(5).
Da die Basare am Montag nicht funktionierten und alle nahe gelegenen Autohäuser geschlossen waren, ich aber einen Motor bauen wollte, erlaubte ich mir, das ursprüngliche Design zu ändern und einen Verdränger aus Papier zu machen, nicht aus Stahlwolle.
Dazu habe ich ein Glas Fischfutter gefunden, das von der Größe her am besten für mich geeignet ist. Ich habe die Größe basierend auf der Tatsache gewählt, dass der Durchmesser der Getränkedose 53 mm betrug, also suchte ich nach 48-51 mm, damit ich beim Wickeln des Papiers um die Form etwa 1-2 mm Abstand zwischen der Wand der Dose bekomme Dose und Verdränger (5) für Luftdurchgang. (Ich habe das Glas mit Klebeband vorgeklebt, damit der Kleber nicht klebt).


Als nächstes habe ich einen Streifen A4-Blatt mit 70 mm markiert und den Rest in Streifen von 50 mm geschnitten (wie im Artikel). Ehrlich gesagt weiß ich nicht mehr, wie viele solcher Streifen ich gewickelt habe, naja, seien es 4-5 (Streifen 50 mm x 290 mm, ich habe die Anzahl der Schichten nach Augenmaß gemacht, damit der Verdränger beim Aushärten des Klebers nicht weich wird ). Jede Schicht wurde mit PVA-Kleber bestrichen.


Dann habe ich aus 6 Lagen Papier Verdrängerdeckel gebastelt (habe auch alles verklebt und gepresst runder Stift um die Leimreste und Luftblasen herauszudrücken) Als ich alle Schichten geklebt habe, habe ich sie mit Büchern darauf gedrückt, damit sie sich nicht verbiegen.

Auch den Dosenboden (2) habe ich mit einer Schere, der intakt war, in einem Abstand von ca. 10 mm abgeschnitten, da der Verdränger nicht durch das obere Loch ging. Das wird unser sein Arbeitskapazität.
Das ist am Ende passiert (ich habe den Deckel des Glases nicht sofort abgeschnitten (3), aber es muss noch getan werden, um dort eine Kerze zu platzieren).


Außerdem habe ich in einem Abstand von ca. 60 mm vom Boden auch das Glas (3) abgeschnitten, das ich noch mit Deckel hatte. Dieser Boden wird uns dienen Ofen.


Dann schnitt er den Boden des zweiten Glases (1) mit einem gesägten Deckel ab, ebenfalls in einem Abstand von 10 mm (vom Boden). Und füge alles zusammen.


Außerdem schien es mir, dass, wenn ein kleinerer Gegenstand anstelle des Deckels auf die Membran (4) des Arbeitszylinders (2) geklebt wird, das Design verbessert wird, und ich schneide ein solches Muster aus Papier aus. An der Basis ist ein Quadrat von 15 x 15 mm und "Stollen" von jeweils 10 mm. Und ich schneide ein Detail aus dem Muster (8) aus.


Dann habe ich Löcher in die Klemmen (6) mit einem Durchmesser von 2,1 oder 2,5 mm gebohrt (es spielt keine Rolle), danach habe ich einen Draht (mit einem Querschnitt von 2 mm) mit einer Größe von 150 mm genommen, das wird unser sein " Kurbelwelle"(7). Und in solchen Dimensionen gebogen: die Höhe des Verdrängerknies (5) -20 mm die Höhe des Membranknies (4) -5 mm. Zwischen ihnen sollten 90 Grad sein (egal in welche Richtung). Die Klemmen vorher an ihren Platz stecken Außerdem habe ich Unterlegscheiben gemacht und mit Klebstoff befestigt, damit die Klemmen nicht um die Kurbelwelle hängen würden.
Es hat nicht auf Anhieb und genau in der Größe geklappt, aber ich habe es nochmal nachgemacht (eher zu meinem eigenen Seelenfrieden).


Dann habe ich wieder den Draht (2mm) genommen und ein Stück abgeschnitten, ca. 200mm, das wird die Verbindungsstange (9) der Membran (4), das Teil (8) hindurchgeführt und gebogen (wird gezeigt) .
Ich nahm ein Glas (1) (das mit ein paar Löchern) und machte Löcher für die „Kurbelwelle“ (7) in einem Abstand von 30 mm von der Oberseite (aber es spielt keine Rolle). Und das Sichtfenster mit einer Schere durchschneiden.


Als dann der Verdrängerzylinder (5) trocken und vollständig verklebt war, habe ich begonnen, die Deckel darauf zu kleben. Als ich die Abdeckungen verklebt habe, habe ich einen Draht mit einem Querschnitt von etwa einem halben Millimeter durchgezogen, um die Angelschnur (12) zu befestigen.


Als nächstes habe ich eine Achse (10) aus einem Holzgriff geschnitzt, um die Scheiben (11) mit der Kurbelwelle zu verbinden, aber ich empfehle die Verwendung eines Weinkorkens.
Und jetzt der schwierigste Teil (was mich betrifft) Ich habe die Membran (4) aus medizinischen Handschuhen ausgeschnitten und das gleiche Detail (8) in der Mitte darauf geklebt. Ich legte die Membran auf den Arbeitszylinder (2) und band sie mit einem Faden fest, und als ich anfing, die überschüssigen Teile abzuschneiden, begann die Membran unter dem Faden hervorzukriechen (obwohl ich nicht an der Membran gezogen habe) und wann es war komplett abgeschnitten, ich fing an daran zu ziehen und die Membran flog komplett ab.
Ich nahm Sekundenkleber und klebte das Ende der Dose und klebte dann die bereits neu vorbereitete Membran fest, legte sie genau in die Mitte, hielt sie fest und wartete, bis der Kleber ausgehärtet war. Dann drückte er es erneut, aber diesmal mit einem Gummiband, schnitt die Kanten ab, entfernte das Gummiband und klebte es erneut (außen).
Folgendes ist damals passiert






Als nächstes habe ich mit einer Nadel ein Loch in die Membran (4) und das Detail (8) gestochen und eine Angelschnur (12) hineingefädelt (was auch nicht einfach war).
Nun, als ich alles zusammengebaut habe, ist Folgendes passiert:


Ich gebe gleich zu, dass der Motor zunächst nicht funktionierte, mehr noch, es schien mir, als würde er überhaupt nicht funktionieren, weil ich ihn (mit einer brennenden Kerze) manuell und mit ziemlich viel (wie bei einem selbstdrehender Motor) Aufwand. Ich war völlig schlapp und fing schon an mich zu schimpfen, dass ich einen Verdränger aus Papier gemacht habe, dass ich die falschen Dosen genommen habe, dass ich mich in der Länge der Verbindungsstange (9) oder der Verdrängerleitung (5) geirrt habe. Aber nach einer Stunde Qual und Enttäuschung war meine Kerze komplett ausgebrannt (die im Alukoffer) und ich nahm die übrige vom Neujahr (die grüne auf dem Foto), sie brannte VIEL stärker und siehe da siehe da, ich habe es geschafft zu starten.
SCHLUSSFOLGERUNGEN
1 Woraus der Verdränger besteht, spielt keine Rolle, da ich auf einer der Seiten gelesen habe „er sollte leicht und nicht wärmeleitend sein“.
2 Die Länge der Verbindungsstange (9) und die Länge der Leitung (12) des Verdrängers (5) zu ändern spielt keine Rolle, wie ich auf einer der Seiten gelesen habe „Hauptsache, der Verdränger schlägt nicht an oben oder unten während des Betriebs Arbeitskammer“, also habe ich ihn ungefähr in die Mitte gestellt. Und die Membran sollte in einem ruhigen (kalten) Zustand gleichmäßig sein und nicht nach unten oder oben gedehnt werden.
Video
Video vom laufenden Motor. Ich habe 4 Scheiben eingelegt, sie dienen als Schwungrad. Beim Starten versuche ich den Verdränger in die obere Position zu heben, da ich immer noch Angst habe, dass er nicht überhitzt. Es sollte sich so drehen: Zuerst hebt sich der Verdränger, und dann hebt sich die Membran dahinter, der Verdränger geht nach unten und die Membran fällt dahinter.

PS: Vielleicht dreht es sich schneller, wenn Sie es ausbalancieren, aber ich habe es getan hastig Ich habe es nicht geschafft, das Gleichgewicht zu halten :)

Wassergekühltes Video. Es hilft nicht viel bei der Arbeit, und wie Sie sehen können, beschleunigt es seine Rotation nicht wirklich, aber mit einer solchen Kühlung kann der Motor länger bewundert werden, ohne Angst vor Überhitzung zu haben.

Und hier ist eine ungefähre Zeichnung meines Prototyps (groß):
s016.radikal.ru/i335/1108/3e/a42a0bdb9f32.jpg
Wer das Original (KOMPAS V 12) benötigt, kann es zur Post schicken.

Vielleicht fragen Sie mich, warum es überhaupt nötig ist, und ich werde antworten. Wie alles in unserem Steampunk, hauptsächlich für die Seele.
Bitte seid nicht zu streng, dies ist mein erster Beitrag.

Die moderne Automobilindustrie hat einen Entwicklungsstand erreicht, bei dem ohne grundlegende wissenschaftliche Forschung fast unmöglich zu erreichen dramatische Verbesserungen bei der Konstruktion traditioneller Verbrennungsmotoren. Diese Situation zwingt Designer, darauf zu achten Alternative Kraftwerkskonzepte. Einige Entwicklungszentren haben ihre Bemühungen auf die Entwicklung und Anpassung an die Serienproduktion von Hybrid- und elektrische modelle, investieren andere Autohersteller in die Entwicklung von Motoren, die aus erneuerbaren Quellen (zum Beispiel Biodiesel mit Rapsöl) betrieben werden. Es gibt andere Projekte von Triebwerken, die in Zukunft zum neuen Standardantrieb werden könnten Fahrzeug.

Unter den möglichen Quellen mechanischer Energie für Autos der Zukunft sollte der Verbrennungsmotor genannt werden, der in erfunden wurde Mitte des neunzehnten Jahrhunderts von dem Schotten Robert Stirling als thermische Expansionsmaschine.

Schema der Arbeit

Stirlingmotor wandelt um Wärmeenergie, von außen zugeführt, in nützliche mechanische Arbeit aufgrund Änderungen in der Temperatur des Arbeitsmediums(Gas oder Flüssigkeit), das in einem geschlossenen Volumen zirkuliert.

BEI Gesamtansicht Das Funktionsschema des Geräts ist wie folgt: Im unteren Teil des Motors erwärmt sich der Arbeitsstoff (z. B. Luft) und drückt mit zunehmendem Volumen den Kolben nach oben. Heiße Luft tritt ein oberer Teil Motor, wo es durch einen Kühler gekühlt wird. Der Druck des Arbeitsmediums wird reduziert, der Kolben wird für den nächsten Zyklus abgesenkt. In diesem Fall ist das System dicht und der Arbeitsstoff wird nicht verbraucht, sondern bewegt sich nur innerhalb des Zylinders.

Für Aggregate nach dem Stirling-Prinzip gibt es mehrere Gestaltungsmöglichkeiten.

Stirling-Modifikation "Alpha"

Der Motor besteht aus zwei separaten Kraftkolben (heiß und kalt), von denen sich jeder in einem eigenen Zylinder befindet. Dem Zylinder wird mit dem heißen Kolben Wärme zugeführt, der kalte Zylinder befindet sich im Kühlwärmetauscher.

Stirling-Modifikation "Beta"

Der den Kolben enthaltende Zylinder wird auf einer Seite beheizt und auf der gegenüberliegenden Seite gekühlt. Im Zylinder bewegen sich ein Arbeitskolben und ein Verdränger, die das Volumen des Arbeitsgases verändern sollen. Die Rückführung des abgekühlten Arbeitsstoffes in den heißen Hohlraum des Motors erfolgt durch den Regenerator.

Stirling-Modifikation "Gamma"

Das Design besteht aus zwei Zylindern. Der erste ist völlig kalt, in dem sich der Arbeitskolben bewegt, und der zweite, auf der einen Seite heiß und auf der anderen Seite kalt, dient dazu, den Verdränger zu bewegen. Der Regenerator zum Zirkulieren von kaltem Gas kann beiden Zylindern gemeinsam sein oder in der Konstruktion des Verdrängers enthalten sein.

Vorteile des Stirlingmotors

Wie die meisten Verbrennungsmotoren ist Stirling inhärent Mehrstoff: Der Motor läuft mit einem Temperaturunterschied, unabhängig von den Gründen, die ihn verursacht haben.

Interessante Tatsache! Einmal wurde eine Installation demonstriert, die mit zwanzig Brennstoffoptionen betrieben werden konnte. Ohne den Motor abzustellen, wurde der externen Verbrennungskammer Benzin zugeführt, Dieselkraftstoff, Methan, Rohöl u Pflanzenfett- Das Aggregat arbeitete stetig weiter.

Der Motor hat Einfachheit des Designs und erfordert keine zusätzlichen Systeme und Anhänge(Steuerzeiten, Anlasser, Getriebe).

Eigenschaften des Geräts garantieren eine lange Lebensdauer: mehr als hunderttausend Stunden kontinuierliche Arbeit.

Der Stirlingmotor ist geräuschlos, da in den Zylindern keine Detonation auftritt und keine Abgase entfernt werden müssen. Die mit einem rhombischen Kurbelmechanismus ausgestattete Modifikation "Beta" ist ein perfekt ausbalanciertes System, das während des Betriebs keine Vibrationen aufweist.

Es gibt keine Prozesse in den Motorzylindern, die haben können negative Auswirkung auf der Umgebung. Bei der Auswahl einer geeigneten Wärmequelle (z. Solarenergie) Stirling kann absolut sein umweltfreundlich Triebwerk.

Nachteile des Stirling-Designs

Bei allen positiven Eigenschaften ist ein sofortiger Masseneinsatz von Stirlingmotoren aus folgenden Gründen nicht möglich:

Das Hauptproblem liegt im Materialverbrauch der Struktur. Das Kühlen des Arbeitsfluids erfordert das Vorhandensein von großvolumigen Kühlern, was die Größe und den Metallverbrauch der Anlage erheblich erhöht.

Der aktuelle technologische Stand wird es dem Stirlingmotor nur durch den Einsatz von ermöglichen, sich in der Leistung mit modernen Benzinmotoren zu vergleichen komplexe Typen Arbeitsflüssigkeit (Helium oder Wasserstoff) unter einem Druck von mehr als hundert Atmosphären. Diese Tatsache verursacht ernsthafte Fragen sowohl in der Materialwissenschaft als auch in der Benutzersicherheit.

Ein wichtiges Betriebsproblem hängt mit den Fragen der Wärmeleitfähigkeit und Temperaturbeständigkeit von Metallen zusammen. Über Wärmetauscher wird dem Arbeitsvolumen Wärme zugeführt, was zu unvermeidlichen Verlusten führt. Außerdem muss der Wärmetauscher aus hitzebeständigen Metallen bestehen hoher Druck. Geeignete Materialien sehr teuer und schwierig zu verarbeiten.

Die Prinzipien zum Ändern der Modi des Stirlingmotors unterscheiden sich ebenfalls grundlegend von den herkömmlichen, was die Entwicklung spezieller Steuergeräte erfordert. Um die Leistung zu ändern, ist es also notwendig, den Druck in den Zylindern, den Phasenwinkel zwischen dem Verdränger und dem Arbeitskolben zu ändern oder die Kapazität des Hohlraums mit dem Arbeitsfluid zu beeinflussen.

Eine Möglichkeit, die Wellendrehzahl bei einem Stirlingmotormodell zu steuern, ist im folgenden Video zu sehen:

Effizienz

In theoretischen Berechnungen hängt der Wirkungsgrad des Stirlingmotors von der Temperaturdifferenz des Arbeitsmediums ab und kann gemäß dem Carnot-Zyklus 70 % und mehr erreichen.

Die ersten in Metall realisierten Muster hatten jedoch aus folgenden Gründen einen extrem niedrigen Wirkungsgrad:

• ineffiziente Varianten des Kühlmittels (Arbeitsflüssigkeit), Begrenzung der maximalen Heiztemperatur;
• Energieverluste durch Reibung von Teilen und Wärmeleitfähigkeit des Motorgehäuses;
• Mangel an hochdruckbeständigen Konstruktionsmaterialien.

Technische Lösungen haben das Design des Aggregats ständig verbessert. Also in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ein Vierzylinder-Automobil Stirlingmotor mit Rautenantrieb zeigte in Tests einen Wirkungsgrad von 35 % auf einem Wasserkühlmittel mit einer Temperatur von 55 ° C. Sorgfältige Studien des Designs, die Verwendung neuer Materialien und die Feinabstimmung der Arbeitseinheiten stellten sicher, dass die Effizienz der experimentellen Proben bei 39% lag.

Notiz! Modern Benzinmotoren Dieselmotoren mit ähnlicher Leistung haben einen Wirkungsgrad von 28-30 % und aufgeladene Dieselmotoren im Bereich von 32-35 %.

Moderne Beispiele des Stirlingmotors, wie der von der amerikanischen Firma Mechanical Technology Inc. gebaute, weisen einen Wirkungsgrad von bis zu 43,5 % auf. Und mit der Entwicklung der Produktion von hitzebeständiger Keramik und ähnlichen innovativen Materialien wird es möglich sein, die Temperatur deutlich zu erhöhen Arbeitsumfeld und einen Wirkungsgrad von 60 % erreichen.

Beispiele erfolgreicher Umsetzung von Automotive Stirlings

Trotz aller Schwierigkeiten gibt es viele praktikable Modelle des Stirlingmotors, die in der Automobilindustrie anwendbar sind.

Das Interesse an Stirling, das für den Einbau in ein Auto geeignet ist, tauchte in den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts auf. Arbeiten in dieser Richtung wurden von Konzernen wie der Ford Motor Company, der Volkswagen Group und anderen durchgeführt.

UNITED STIRLING (Schweden) entwickelte Stirling, das die von Autoherstellern produzierten Serienkomponenten und -baugruppen (Kurbelwelle, Pleuelstangen) maximal nutzte. Der resultierende Vierzylinder-V-Motor hatte ein spezifisches Gewicht von 2,4 kg / kW, was mit den Eigenschaften eines kompakten Dieselmotors vergleichbar ist. Diese Einheit wurde erfolgreich als Kraftwerk für einen 7-Tonnen-Transporter getestet.

Eines der erfolgreichen Beispiele ist der zum Einbau vorgesehene Vierzylinder-Stirlingmotor des niederländischen Serienmodells „Philips 4-125DA“. einen Wagen. Der Motor hatte eine Arbeitsleistung von 173 Litern. Mit. in ähnlichen Abmessungen wie der klassische Benziner.

Die Ingenieure von General Motors erzielten bedeutende Ergebnisse, indem sie in den 70er Jahren einen V-förmigen Stirlingmotor mit acht Zylindern (4 Arbeits- und 4 Kompressionszylinder) mit einem Standard-Kurbelmechanismus bauten.

Ähnliches Kraftwerk im Jahr 1972 ausgestattet mit einer limitierten Serie von Ford Torino Autos, dessen Kraftstoffverbrauch im Vergleich zum klassischen V-Achter mit Benzinmotor um 25 % gesunken ist.

Derzeit arbeiten mehr als fünfzig ausländische Unternehmen daran, das Design des Stirlingmotors zu verbessern, um ihn an die Massenproduktion für die Bedürfnisse der Automobilindustrie anzupassen. Und wenn es Ihnen gelingt, die Mängel zu beseitigen dieser Art Verbrennungsmotoren unter Beibehaltung ihrer Vorteile wird Stirling und nicht Turbinen und Elektromotoren den Benzin-Verbrennungsmotor ersetzen.