Ľahký mobil

Keď poznáme princíp konštrukcie Stirlingovho motora a máme v domácom sklade niekoľko škatúľ masti, kúsky drôtu a flexibilnú jednorazovú rukavicu alebo valec, môžeme sa stať majiteľmi fungujúceho stolného modelu.

1. Model motora poháňaného teplom horúceho čaju

Na naštartovanie tohto motora využijeme teplo horúceho čaju alebo kávy v pohári. Alebo špeciálny ohrievač nápojov pripojený k počítaču, na ktorom pracujeme, pomocou USB konektora. V každom prípade nám montáž mobilu poskytne veľa zábavy, akonáhle začne pracovať potichu, otáčanie strieborného zotrvačníka. Myslím, že to znie dosť povzbudzujúco na to, aby som sa okamžite pustil do práce.

Dizajn motora. Pracovný plyn a v našom prípade vzduch sa ohrieva pod hlavným miešacím piestom. Ohriaty vzduch zažije zvýšenie tlaku a tlačí pracovný piest nahor, čím mu odovzdáva svoju energiu. Otočí sa súčasne kľukový hriadeľ. Piest potom posúva pracovný plyn do chladiacej zóny nad piestom, kde sa objem plynu zmenšuje na nasávanie pracovného piestu. Vzduch naplní pracovný priestor končiaci valcom a kľukový hriadeľ sa ďalej otáča, poháňaný druhým kľukovým ramenom malého piesta. Piesty sú spojené kľukovým hriadeľom tak, že piest v horúcom valci je o 1/4 zdvihu pred piestom v studenom valci. Je to znázornené na obr. jeden.

Stirlingov motor vyrába mechanickú energiu pomocou teplotných rozdielov. Továrenský model produkuje menej hluku ako parné stroje alebo spaľovacie motory. Nevyžaduje použitie veľkých zotrvačníkov na zlepšenie plynulosti otáčania. Jeho výhody však neprevážili nad nevýhodami a nakoniec sa tak nerozšíril ako parné modely. Predtým sa Stirlingove motory používali na čerpanie vody a pohon malých člnov. Postupom času ich nahradili spaľovacie motory a spoľahlivé elektromotory, ktoré na svoj chod potrebovali iba elektrinu.

materiály: dve škatuľky, napríklad na konskú masť, 80 mm vysoké a 100 mm v priemere (rovnaké alebo viac-menej rovnaké rozmery), tubu multivitamínových tabliet, gumenú alebo jednorazovú silikónovú rukavicu, styrodur alebo polystyrén, tetrickú, t.j. pružná plastová kravata s ozubenou tyčou a pastorkom, tri platničky zo starého počítačového disku, drôt s priemerom 1,5 alebo 2 mm, tepelne zmrštiteľná izolácia s hodnotou zmrštenia zodpovedajúcou priemeru drôtu, štyri matice na vrecká na mlieko alebo podobne ( 2).

2. Materiály na zostavenie modelu

3. Styrodur je materiál zvolený pre piest.

nástroje: horúcu lepiacu pištoľ, magické lepidlo, kliešte, presné kliešte na ohýbanie drôtu, nôž, dremel s kotúčom na rezanie plechu a hrotmi na jemnú prácu, pílenie, brúsenie a vŕtanie. Užitočná bude aj vŕtačka na stojane, ktorá zabezpečí potrebnú kolmosť otvorov vzhľadom na povrch piestu, a zverák.

4. Otvor pre prst by mal byť kolmý na povrch budúceho piesta.

5. Čap sa zmeria a skráti o hrúbku materiálu, t.j. do výšky piestu

Kryt motora - a zároveň valec, v ktorom pracuje miešací piest - vyrobíme veľkú krabicu 80mm vysokú a 100mm priemer. Pomocou dremelu s vŕtačkou vytvorte v strede spodnej časti škatuľky dieru s priemerom 1,5 mm alebo rovnakým ako váš drôt. Pred vŕtaním je dobré urobiť otvor, napríklad stopkou kružidla, čo uľahčí presné vŕtanie. Položte tubu s tabletkou na spodný povrch, symetricky medzi okrajom a stredom, a nakreslite kruh pomocou značky. Vystrihnite dremelom s rezacím kotúčom a potom uhlaďte brúsnym papierom na valčeku.

6. Vložte ho do otvoru

7. Odrežte kruh piestu nožom alebo loptou

Piest. Vyrobené zo styroduru alebo polystyrénu. Vhodnejší je však prvý, tvrdý a jemne napenený materiál (3). Narežeme ho nožom alebo pílkou vo forme kruhu o niečo väčšieho ako je priemer našej škatuľky na masť. V strede kruhu vyvŕtame otvor s priemerom 8 mm ako nábytkový čap. Otvor musí byť vyvŕtaný presne kolmo na povrch dosky a preto musíme použiť vŕtačku na stojane (4). Pomocou Wicol alebo magického lepidla prilepte nábytkový kolík (5, 6) do otvoru. Najprv ho treba skrátiť na výšku rovnajúcu sa hrúbke piestu. Keď lepidlo zaschne, položíme nožičku kružidla do stredu špendlíka a nakreslíme kruh s priemerom valca, t.j. naša masťová krabička (7). V mieste, kde už máme určený stred, vyvŕtame otvor s priemerom 1,5 mm. Tu by ste mali použiť aj stolnú vŕtačku na statíve (8). Nakoniec sa do otvoru opatrne zatĺka jednoduchý klinec s priemerom 1,5 mm. Toto bude os otáčania, pretože náš piest sa musí otáčať presne. Pomocou klieští odrežte prebytočnú hlavičku zatĺkaného klinca. Os s naším materiálom pre piest pripevníme na skľučovadlo alebo dremel. Zahrnutá rýchlosť by nemala byť príliš vysoká. Rotujúci styrodur sa najskôr opatrne opracuje hrubým brúsnym papierom. Musíme mu dať okrúhly tvar (9). Až potom tenkým papierom dosiahneme takú veľkosť piestu, ktorá sa zmestí do škatuľky, t.j. valec motora (10).

8. Vyvŕtajte otvor do čapu pre piestnu tyč

9. Piest inštalovaný vo vŕtačke je spracovaný brúsnym papierom

Druhý pracovný valec. Tento bude menší a membrána z rukavice alebo gumeného balóna bude hrať rolu valca. Z multivitamínovej skúmavky odrežte 35 mm fragment. Tento prvok je pevne prilepený ku krytu motora cez vyrezaný otvor pomocou horúceho lepidla.

10. Opracovaný piest musí lícovať s valcom

Podpora kľukového hriadeľa. Vyrobíme z inej škatuľky od masti rovnakej veľkosti. Začneme vystrihnutím šablóny z papiera. Použijeme ho na označenie polohy otvorov, v ktorých sa bude otáčať kľukový hriadeľ. Tenkou vodoodolnou fixkou (11, 12) nakreslite šablónu na škatuľku od masti. Poloha otvorov je dôležitá a musia byť presne oproti sebe. Pomocou dremelu s rezacím kotúčom vyrežte tvar podpery na boku škatule. V spodnej časti vyrežeme kruh s priemerom o 10 mm menším ako je dno. Všetko je starostlivo spracované brúsnym papierom. Hotovú podperu prilepte na hornú časť valca (13, 14).

13. Pri lepení balónika dbajte na úplnú tesnosť

Kľukový hriadeľ. Ohneme ho z drôtu hrubého 2 mm. Tvar ohybu je možné vidieť na obrázku 1. Pamätajte, že menšia kľuka hriadeľa tvorí pravý uhol s väčšou kľukou (16-19). To je to, čo je XNUMX/XNUMX otočné vedenie.

15. Upevňovacie prvky elastického povlaku

Zotrvačník Bol vyrobený z troch strieborných kotúčov zo starého rozobratého kotúča (21). Kotúče položíme na veko vrecka na mlieko a zvolíme ich priemer. V strede vyvŕtame otvor s priemerom 1,5 mm, ktorý sme predtým označili stredom pomocou nohy kompasu. Stredové vŕtanie je veľmi dôležité pre správnu funkciu modelu. Druhý, rovnaký, ale väčší uzáver, tiež vyvŕtaný v strede, je prilepený horúcim lepidlom na povrch disku zotrvačníka. Navrhujem vložiť kus drôtu cez oba otvory v zástrčkách a uistiť sa, že táto os je kolmá na povrch kolesa. Pri lepení nám horúce lepidlo poskytne čas na potrebné úpravy.

16. Kľukový hriadeľ a kľuka

18. Kľukový hriadeľ a kľuky stroja

19. Inštalácia elastickej škrupiny s kľukou

Montáž modelu a uvedenie do prevádzky (20). Na horný vzduch prilepte 35 mm multivitamínovú tubu. Toto bude podriadený valec. Prilepte podperu hriadeľa k puzdru. Umiestnite kľuku valca a tepelne zmršťovacie časti na kľukový hriadeľ. Zospodu vložte piest, skráťte jeho vyčnievajúcu tyč a spojte s kľukou pomocou tepelnoizolačnej trubice. Piestna tyč pracujúca v tele stroja je utesnená mazivom. Na kľukový hriadeľ navlečieme krátke kúsky teplom zmrštiteľnej izolácie. Pri zahrievaní majú za úlohu udržiavať kľuky v správnej polohe na kľukovom hriadeli. Počas otáčania budú brániť ich posúvaniu po hriadeli. Nasaďte kryt na spodok puzdra. Pripevnite zotrvačník ku kľukovému hriadeľu pomocou lepidla. Pracovný valec je voľne utesnený membránou s pripevnenou drôtenou rukoväťou. Na vrch (22) pomocou tyče pripevnite nezaťaženú membránu. Kľuka pracovného valca, ktorá otáča kľukovým hriadeľom, musí voľne zdvíhať gumu v najvyššom bode otáčania hriadeľa. Hriadeľ by sa mal otáčať hladko a čo najjednoduchšie a vzájomne prepojené prvky modelu spolupracujú na otáčaní zotrvačníka. Na druhý koniec hriadeľa nasadíme - fixujeme horúcim lepidlom - zvyšnú jednu alebo dve zátky z vreciek na mlieko.

Po nevyhnutných úpravách (23) a zbavení sa prebytočného trecieho odporu je náš motor pripravený. Nasaďte si pohár horúceho čaju. Jeho teplo by malo stačiť na ohriatie vzduchu v spodnej komore a rozhýbanie modelu. Po čakaní, kým sa vzduch vo valci zahreje, otočte zotrvačník. Auto by sa malo dať do pohybu. Ak motor nenaskočí, budeme musieť robiť úpravy, kým nebudeme úspešní. Náš model Stirlingovho motora nie je príliš efektívny, ale funguje dostatočne na to, aby nás bavil.

22. Membrána je pripevnená ku kamere pomocou tyče.

23. Príslušné pravidlá čakajú, kým bude model pripravený.