Легкий мобільний

Знаючи принцип побудови двигуна Стірлінга та маючи в домашньому запасі кілька коробочок з маззю, шматочки дроту та гнучку одноразову рукавичку або балон, ми можемо стати власниками працюючої настільної моделі.

1. Модель двигуна, що працює від тепла гарячого чаю

Ми будемо використовувати тепло гарячого чаю чи кави у склянці, щоб запустити цей двигун. Або спеціальний нагрівач для напоїв, що підключається до комп'ютера, на якому ми працюємо за допомогою USB-роз'єму. У будь-якому випадку складання мобіля принесе нам масу задоволення, як тільки він почне тихо працювати, крутячи сріблястий маховик. Я думаю, що це звучить досить обнадійливо, щоб негайно розпочати роботу.

Конструкція двигуна. Робочий газ, а нашому разі повітря, нагрівається під основним, змішувальним поршнем. Нагріте повітря відчуває підвищення тиску і штовхає робочий поршень нагору, передаючи йому свою енергію. Він повертається одночасно колінчастий вал. Потім поршень переміщує робочий газ у зону охолодження над поршнем, де обсяг газу зменшується, щоб втягнути робочий поршень. Повітря заповнює робочий простір, що закінчується балоном, і колінчастий вал продовжує обертатися, що рухається другим кривошипним плечем малого поршня. Поршні з'єднані колінчастим валом таким чином, що поршень у гарячому циліндрі випереджає поршень у холодному циліндрі на 1/4 такту ходу. Він показаний на рис. 1.

двигун Стірлінга Виробляє механічну енергію, використовуючи різницю температур. Заводська модель робить менше шуму, ніж парові двигуни чи двигуни внутрішнього згоряння. Не потребує використання великих маховиків для покращення плавності обертання. Однак його переваги не переважали недоліки, і зрештою він не набув такого широкого поширення, як парові моделі. Раніше двигуни Стірлінга використовувалися для перекачування води та приведення в рух невеликих човнів. Згодом їх замінили двигуни внутрішнього згоряння та надійні електродвигуни, яким для роботи потрібна була тільки електрика.

Матеріали: дві коробки, наприклад, для кінської мазі, висотою 80 мм і діаметром 100 мм (однакові або більш-менш однакові розміри), тюбик полівітамінних таблеток, гумова або одноразова силіконова рукавичка, стиродур або полістирол, тетрик, тобто. Гнучкий пластиковий хомут з рейковим та храповим механізмом, три пластини від старого комп'ютерного диска, провід діаметром 1,5 або 2 мм, термозбіжна ізоляція з величиною усадки, що відповідає діаметру дроту, чотири гайки для пакетів з-під молока або аналогічні ( 2).

2. Матеріали для збирання моделі

3. Styrodur – матеріал, вибраний для плунжера.

Інструменти: пістолет для гарячого клею, чарівний клей, плоскогубці, прецизійні плоскогубці для згинання дроту, ніж, дрімель з диском для різання листового металу та наконечниками для точної обробки, пиляння, шліфування та свердління. Незайвим буде і дриль на підставці, яка забезпечить необхідну перпендикулярність отворів по відношенню до поверхні поршня, і лещата.

4. Отвір під палець має бути перпендикулярно поверхні майбутнього поршня.

5. Штифт вимірюється та коротшає на товщину матеріалу, тобто. на висоту поршня

Корпус двигуна - а заразом і циліндр, в якому працює змішувальний поршень - зробимо велику коробку висотою 80 мм і діаметром 100 мм. Дремелем зі свердлом проробіть в центрі дна коробки отвір діаметром 1,5 мм або такий же, як у вашого дроту. Буде гарною ідеєю зробити отвір, наприклад, за допомогою ніжки циркуля, перед свердлінням, що полегшить точне свердління. Покладіть трубку таблетки на нижню поверхню, симетрично між краєм та центром, і маркером намалюйте коло. Вирізаємо дремелем з відрізним диском, а потім вирівнюємо наждачним папером на валику.

6. Вставте його в отвір

7. Розрізаємо поршневе коло ножем або кулькою

Поршень. Виготовляється зі стиродуру або полістиролу. Однак краще підійде перший, твердий і дрібноспіваний матеріал (3). Вирізаємо його ножем або ножівкою, у вигляді кола трохи більше за діаметр нашої коробочки для мазі. У центрі кола свердлимо отвір діаметром 8 мм, як у меблевої шпильки. Отвір має бути просвердлений точно перпендикулярно поверхні пластини і тому ми повинні використовувати дриль на підставці (4). Використовуючи вікол або чарівний клей, вклейте меблевий штифт (5, 6) в отвір. Його потрібно попередньо вкоротити до висоти, що дорівнює товщині поршня. Коли клей висохне, помістіть ніжку циркуля до центру шпильки і накресліть нею коло діаметром з циліндр, тобто. нашу коробочку для мазі (7). У тому місці, де у нас вже є вказаний центр, свердлимо отвір діаметром 1,5 мм. Тут також слід використовувати настільний дриль на штативі (8). Нарешті, в отвір акуратно забивається простий цвях діаметром 1,5 мм. Це буде вісь обертання, бо наш поршень має точно котитися. Використовуйте плоскогубці, щоб відрізати зайвий капелюшок забитого цвяха. Прикріплюємо вісь з нашим матеріалом для плунжера до патрона дриля або дремелю. Включені обороти не повинні бути надто високими. Стіродур, що обертається, спочатку ретельно обробляється крупнозернистим наждачним папером. Ми повинні надати йому круглої форми (9). Тільки потім тонким папером добиваємося такого розміру поршня, що міститься всередину коробки, тобто. циліндра двигуна (10).

8. У пальці просвердліть отвір для штока поршня

9. Плунжер, встановлений у дрилі, обробляється наждачним папером

Другий робочий циліндр. Цей буде меншим, а роль циліндра гратиме мембрана з рукавички або гумового балона. Від полівітамінної туби відріжте фрагмент завдовжки 35 мм. Цей елемент щільно приклеюється до корпусу двигуна над прорізаним отвором за допомогою гарячого клею.

10. Оброблений поршень повинен підходити до циліндра

Опора колінчастого валу. Ми зробимо його з іншої коробки для мазі такого самого розміру. Почнемо з вирізування шаблону з паперу. Ми будемо використовувати його для позначення положення отворів, в яких обертатиметься колінчастий вал. Намалюйте шаблон на коробочці із маззю тонким водостійким маркером (11, 12). Положення отворів важливе, і вони повинні бути точно один навпроти одного. Використовуючи дремель із відрізним диском, виріжте форму опори в стінці коробки. У денці вирізаємо коло діаметром на 10 мм менше дна. Все ретельно обробляється наждачним папером. Приклейте готову опору до верхньої частини циліндра (13, 14).

13. Подбайте про повну герметичність при склеюванні балона

Колінчастий вал. Його ми згинатимемо з дроту товщиною 2 мм. Форму вигину можна побачити на малюнку 1. Слід пам'ятати, що менший кривошип валу утворює прямий кут по відношенню до більшого кривошипу (16-19). Ось що таке випередження на обороті XNUMX/XNUMX.

15. Елементи кріплення еластичного покриття

Маховик. Він був зроблений із трьох срібних дисків із розібраного старого диска (21). Надягаємо диски на кришку пакета з-під молока, підбираючи їх діаметр. У центрі свердлимо отвір діаметром 1,5 мм, попередньо позначивши центр ніжкою циркуля. Центральне свердління дуже важливе для правильної роботи моделі. Другий такий самий, але більшого розміру ковпачок, також просвердлений по центру, приклеюється гарячим клеєм до поверхні диска маховика. Я пропоную вставити шматок дроту через обидва отвори в заглушках і переконатися, що ця вісь перпендикулярна поверхні колеса. При склеюванні гарячий клей дасть нам час внести потрібні корективи.

16. Колінчастий вал і кривошип

18. Колінчастий вал та кривошипи машини

19. Установка еластичної оболонки з кривошипом

Складання моделі та введення в експлуатацію (20). Приклейте 35-міліметровий фрагмент полівітамінної трубки до верхнього повітря. Це буде робочий циліндр. Приклейте опору валу до корпусу. На колінчастий вал надіньте кривошип циліндра і ділянки термоусадкової ізоляції. Вставте поршень знизу, укоротіть його стрижень, що виступає, і з'єднайте з кривошипом за допомогою теплоізоляційної трубки. Шток поршня, що працює в корпусі машини, ущільнений мастилом. На колінчастий вал надягаємо короткі відрізки термозбіжної ізоляції. При нагріванні їх завдання утримувати кривошипи у правильному положенні на колінчастому валу. Під час обертання вони запобігнуть їх ковзанню по валу. Надягніть кришку на дно корпусу. За допомогою клею закріплюємо маховик на колінчастому валу. Робочий циліндр нещільно закритий мембраною з дротяною рукояткою. Прикріпіть ненавантажену діафрагму до верхньої частини (22) за допомогою стрижня. Кривошип робочого циліндра, обертаючи колінчастий вал, повинен вільно піднімати гуму у вищій точці обертання валу. Вал повинен обертатися плавно і якнайлегше, а взаємопов'язані елементи моделі працюють разом, щоб обертати маховик. На другий кінець валу надягаємо — фіксуючи гарячим клеєм — одну-дві заглушки, що залишилися, від пакетиків з-під молока.

Після необхідних регулювань (23) та позбавлення від зайвого опору тертя наш двигун готовий. Ставимо на склянку з гарячим чаєм. Його тепла має бути достатньо, щоб нагріти повітря у нижній камері та змусити модель рухатися. Дочекавшись, коли повітря в циліндрі прогріється, крутимо маховик. Машина має розпочати рух. Якщо двигун не запустився, нам доведеться вносити корективи, доки не досягнемо успіху. Наша модель двигуна Стірлінга не дуже ефективна, але її роботи достатньо, щоб принести нам масу задоволення.

22. Діафрагма кріпиться до камери за допомогою стрижня.

23. Відповідні правила чекають, коли модель буде готова.