Ελαφρύ κινητό

Γνωρίζοντας την αρχή της κατασκευής ενός κινητήρα Stirling και έχοντας πολλά κουτιά αλοιφής, κομμάτια σύρματος και ένα εύκαμπτο γάντι μιας χρήσης ή έναν κύλινδρο στο απόθεμα του σπιτιού μας, μπορούμε να γίνουμε ιδιοκτήτες ενός λειτουργικού μοντέλου επιτραπέζιου υπολογιστή.

1. Μοντέλο κινητήρα που τροφοδοτείται από τη θερμότητα του ζεστού τσαγιού

Θα χρησιμοποιήσουμε τη θερμότητα του ζεστού τσαγιού ή του καφέ σε ένα ποτήρι για να εκκινήσουμε αυτόν τον κινητήρα. Ή μια ειδική θερμάστρα ποτών συνδεδεμένη στον υπολογιστή που εργαζόμαστε χρησιμοποιώντας μια υποδοχή USB. Σε κάθε περίπτωση, η συναρμολόγηση του κινητού θα μας χαρίσει πολύ κέφι, μόλις αρχίσει να λειτουργεί αθόρυβα, γυρίζοντας το ασημί σφόνδυλο. Νομίζω ότι ακούγεται αρκετά ενθαρρυντικό για να πάω αμέσως στη δουλειά.

Κατασκευή κινητήρα. Το αέριο εργασίας, και στην περίπτωσή μας ο αέρας, θερμαίνεται κάτω από το κύριο έμβολο ανάμειξης. Ο θερμαινόμενος αέρας υφίσταται αύξηση της πίεσης και ωθεί το έμβολο εργασίας προς τα πάνω, μεταφέροντας την ενέργειά του σε αυτό. Γυρίζει ταυτόχρονα στροφαλοφόρος άξων. Στη συνέχεια, το έμβολο μετακινεί το αέριο εργασίας σε μια ζώνη ψύξης πάνω από το έμβολο, όπου ο όγκος του αερίου μειώνεται για να τραβήξει το έμβολο εργασίας. Ο αέρας γεμίζει το χώρο εργασίας που καταλήγει στον κύλινδρο και ο στροφαλοφόρος συνεχίζει να περιστρέφεται, οδηγούμενος από τον δεύτερο στροφαλοφόρο βραχίονα του μικρού εμβόλου. Τα έμβολα συνδέονται με έναν στροφαλοφόρο άξονα με τέτοιο τρόπο ώστε το έμβολο στον θερμό κύλινδρο να βρίσκεται μπροστά από το έμβολο στον ψυχρό κύλινδρο κατά 1/4 διαδρομής. Φαίνεται στο σχ. 1.

Ο κινητήρας του Stirling παράγει μηχανική ενέργεια χρησιμοποιώντας διαφορές θερμοκρασίας. Το εργοστασιακό μοντέλο παράγει λιγότερο θόρυβο από τις ατμομηχανές ή τις μηχανές εσωτερικής καύσης. Δεν απαιτεί τη χρήση μεγάλων βολάν για τη βελτίωση της ομαλότητας της περιστροφής. Ωστόσο, τα πλεονεκτήματά του δεν ξεπερνούσαν τα μειονεκτήματα και τελικά δεν έγινε τόσο διαδεδομένο όσο τα μοντέλα ατμού. Προηγουμένως, οι μηχανές Stirling χρησιμοποιούνταν για την άντληση νερού και την προώθηση μικρών σκαφών. Με την πάροδο του χρόνου, αντικαταστάθηκαν από κινητήρες εσωτερικής καύσης και αξιόπιστους ηλεκτροκινητήρες που χρειάζονταν μόνο ηλεκτρισμό για να λειτουργήσουν.

Υλικά: δύο κουτιά, για παράδειγμα, για αλοιφή αλόγου, ύψους 80 mm και διαμέτρου 100 mm (ίδιες ή περισσότερες ή λιγότερο ίδιες διαστάσεις), ένα σωληνάριο δισκίων πολυβιταμινών, ένα γάντι σιλικόνης από καουτσούκ ή μίας χρήσης, styrodur ή πολυστυρένιο, tetric, π.χ. εύκαμπτη πλαστική γραβάτα με μηχανισμό σχάρα και πινιόν, τρεις πλάκες από παλιό δίσκο υπολογιστή, σύρμα με διάμετρο 1,5 ή 2 mm, θερμοσυστελλόμενη μόνωση με τιμή συρρίκνωσης που αντιστοιχεί στη διάμετρο του σύρματος, τέσσερα παξιμάδια για σακούλες γάλακτος ή παρόμοια (2).

2. Υλικά για τη συναρμολόγηση του μοντέλου

3. Το Styrodur είναι το υλικό που επιλέχθηκε για το έμβολο.

Εργαλεία: πιστόλι θερμής κόλλας, μαγική κόλλα, πένσα, πένσα κάμψης σύρματος ακριβείας, μαχαίρι, dremel με δίσκο κοπής λαμαρίνας και μύτες για λεπτές εργασίες, πριόνισμα, τρίψιμο και διάτρηση. Θα είναι επίσης χρήσιμο ένα τρυπάνι σε μια βάση, το οποίο θα παρέχει την απαραίτητη καθετότητα των οπών σε σχέση με την επιφάνεια του εμβόλου και μια μέγγενη.

4. Η οπή για το δάχτυλο πρέπει να είναι κάθετη στην επιφάνεια του μελλοντικού εμβόλου.

5. Ο πείρος μετριέται και κονταίνει με το πάχος του υλικού, δηλ. στο ύψος του εμβόλου

Περίβλημα κινητήρα - και ταυτόχρονα ο κύλινδρος στον οποίο λειτουργεί το έμβολο ανάμειξης - θα φτιάξουμε ένα μεγάλο κουτί ύψους 80 mm και διαμέτρου 100 mm. Χρησιμοποιώντας ένα dremel με ένα τρυπάνι, κάντε μια τρύπα με διάμετρο 1,5 mm ή ίδια με το σύρμα σας στο κέντρο του κάτω μέρους του κουτιού. Είναι καλή ιδέα να κάνετε μια τρύπα, για παράδειγμα με το στέλεχος μιας πυξίδας, πριν από τη διάτρηση, η οποία θα διευκολύνει την ακριβή διάτρηση. Τοποθετήστε το σωληνάριο χαπιού στην κάτω επιφάνεια, συμμετρικά μεταξύ της άκρης και του κέντρου, και σχεδιάστε έναν κύκλο με ένα μαρκαδόρο. Κόψτε με ένα dremel με δίσκο κοπής και, στη συνέχεια, απλώστε με γυαλόχαρτο σε ρολό.

6. Τοποθετήστε το στην τρύπα

7. Κόψτε τον κύκλο του εμβόλου με ένα μαχαίρι ή μια μπάλα

Εμβολο. Κατασκευασμένο από styrodur ή πολυστυρένιο. Ωστόσο, το πρώτο, σκληρό και λεπτά αφρώδες υλικό (3) ταιριάζει καλύτερα. Το κόβουμε με ένα μαχαίρι ή ένα σιδηροπρίονο, σε μορφή κύκλου λίγο μεγαλύτερο από τη διάμετρο της αλοιφής μας. Στο κέντρο του κύκλου, ανοίγουμε μια τρύπα με διάμετρο 8 mm, σαν καρφίτσα επίπλου. Η τρύπα πρέπει να τρυπηθεί ακριβώς κάθετα στην επιφάνεια της πλάκας και επομένως πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τρυπάνι σε βάση (4). Χρησιμοποιώντας Wicol ή μαγική κόλλα, κολλήστε την καρφίτσα επίπλου (5, 6) στην τρύπα. Πρέπει πρώτα να βραχυνθεί σε ύψος ίσο με το πάχος του εμβόλου. Όταν στεγνώσει η κόλλα, τοποθετήστε το πόδι της πυξίδας στο κέντρο του πείρου και σχεδιάστε έναν κύκλο με τη διάμετρο του κυλίνδρου, δηλ. το κουτί αλοιφής μας (7). Στο σημείο όπου έχουμε ήδη καθορισμένο κέντρο, ανοίγουμε μια τρύπα με διάμετρο 1,5 mm. Εδώ θα πρέπει επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα τρυπάνι πάγκου σε τρίποδο (8). Τέλος, ένα απλό καρφί με διάμετρο 1,5 mm σφυρηλατείται προσεκτικά στην τρύπα. Αυτός θα είναι ο άξονας περιστροφής γιατί το έμβολό μας πρέπει να κυλήσει με ακρίβεια. Χρησιμοποιήστε πένσα για να κόψετε την πλεονάζουσα κεφαλή του σφυρηλατημένου καρφιού. Συνδέουμε τον άξονα με το υλικό μας για το έμβολο στο τσοκ ή στο dremel. Η περιλαμβανόμενη ταχύτητα δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή. Το περιστρεφόμενο styrodur πρώτα επεξεργάζεται προσεκτικά με χοντρό γυαλόχαρτο. Πρέπει να του δώσουμε στρογγυλό σχήμα (9). Μόνο τότε με λεπτό χαρτί πετυχαίνουμε τέτοιο μέγεθος εμβόλου που χωράει μέσα στο κουτί, δηλ. κύλινδρος κινητήρα (10).

8. Ανοίξτε μια τρύπα στον πείρο για τη ράβδο του εμβόλου

9. Το έμβολο που είναι εγκατεστημένο στο τρυπάνι επεξεργάζεται με γυαλόχαρτο

Δεύτερος κύλινδρος εργασίας. Αυτό θα είναι μικρότερο και η μεμβράνη από ένα γάντι ή ένα λαστιχένιο μπαλόνι θα παίζει το ρόλο ενός κυλίνδρου. Από ένα πολυβιταμινούχο σωλήνα, κόψτε ένα θραύσμα 35 mm. Αυτό το στοιχείο είναι καλά κολλημένο στο περίβλημα του κινητήρα πάνω από την οπή κοπής χρησιμοποιώντας θερμή κόλλα.

10. Το επεξεργασμένο έμβολο πρέπει να ταιριάζει στον κύλινδρο

Στήριγμα στροφαλοφόρου άξονα. Θα το φτιάξουμε από άλλο κουτί αλοιφής ίδιου μεγέθους. Ας ξεκινήσουμε κόβοντας ένα πρότυπο από χαρτί. Θα το χρησιμοποιήσουμε για να υποδείξουμε τη θέση των οπών στις οποίες θα περιστρέφεται ο στροφαλοφόρος άξονας. Σχεδιάστε ένα πρότυπο στο κουτί της αλοιφής με ένα λεπτό αδιάβροχο μαρκαδόρο (11, 12). Η θέση των οπών είναι σημαντική και πρέπει να είναι ακριβώς απέναντι η μία από την άλλη. Χρησιμοποιώντας ένα dremel με δίσκο κοπής, κόψτε το σχήμα του στηρίγματος στο πλάι του κουτιού. Στο κάτω μέρος κόβουμε έναν κύκλο με διάμετρο 10 mm μικρότερη από τον πυθμένα. Όλα επεξεργάζονται προσεκτικά με γυαλόχαρτο. Κολλήστε το έτοιμο στήριγμα στην κορυφή του κυλίνδρου (13, 14).

13. Φροντίστε για την πλήρη στεγανότητα όταν κολλάτε το μπαλόνι

Στροφαλοφόρος άξων. Θα το λυγίσουμε από ένα σύρμα πάχους 2 χλστ. Το σχήμα της καμπής φαίνεται στο Σχήμα 1. Να θυμάστε ότι ο μικρότερος στρόφαλος άξονα σχηματίζει ορθή γωνία με τον μεγαλύτερο στρόφαλο (16-19). Αυτό είναι το XNUMX/XNUMX turn lead.

15. Στοιχεία στερέωσης της ελαστικής επίστρωσης

Τροχός κανονίζων την ταχύτητα. Κατασκευάστηκε από τρεις ασημένιους δίσκους από έναν παλιό αποσυναρμολογημένο δίσκο (21). Βάζουμε τους δίσκους στο καπάκι της σακούλας γάλακτος επιλέγοντας τη διάμετρό τους. Στο κέντρο ανοίγουμε μια τρύπα διαμέτρου 1,5 mm, έχοντας προηγουμένως σημαδέψει το κέντρο με το πόδι μιας πυξίδας. Η κεντρική διάτρηση είναι πολύ σημαντική για τη σωστή λειτουργία του μοντέλου. Το δεύτερο, το ίδιο αλλά μεγαλύτερο καπάκι, τρυπημένο επίσης στο κέντρο, είναι κολλημένο με θερμή κόλλα στην επιφάνεια του δίσκου του σφονδύλου. Προτείνω να εισάγετε ένα κομμάτι σύρμα μέσα από τις δύο οπές στα βύσματα και να βεβαιωθείτε ότι αυτός ο άξονας είναι κάθετος στην επιφάνεια του τροχού. Όταν κολλάμε, η ζεστή κόλλα θα μας δώσει χρόνο να κάνουμε τις απαραίτητες ρυθμίσεις.

16. Στρόφαλος και στρόφαλος

18. Στροφαλοφόρος άξονας μηχανής και στρόφαλοι

19. Τοποθέτηση ελαστικού κελύφους με μανιβέλα

Συναρμολόγηση και θέση σε λειτουργία μοντέλου (20). Κολλήστε ένα κομμάτι πολυβιταμινούχου σωλήνα 35 mm στον επάνω αέρα. Αυτός θα είναι ο σκλάβος κύλινδρος. Κολλήστε το στήριγμα του άξονα στο περίβλημα. Τοποθετήστε τα τμήματα στροφάλου κυλίνδρου και θερμοσυστελλόμενης στον στροφαλοφόρο άξονα. Εισαγάγετε το έμβολο από κάτω, κοντύνετε τη ράβδο που προεξέχει και συνδέστε τη μανιβέλα με ένα θερμομονωτικό σωλήνα. Η ράβδος εμβόλου που λειτουργεί στο σώμα του μηχανήματος σφραγίζεται με γράσο. Βάζουμε κοντά κομμάτια θερμοσυστελλόμενης μόνωσης στον στροφαλοφόρο άξονα. Όταν θερμαίνονται, το καθήκον τους είναι να διατηρούν τους στρόφαλους στη σωστή θέση στον στροφαλοφόρο άξονα. Κατά την περιστροφή, θα τους εμποδίσουν να γλιστρήσουν κατά μήκος του άξονα. Τοποθετήστε το κάλυμμα στο κάτω μέρος της θήκης. Συνδέστε το σφόνδυλο στον στροφαλοφόρο άξονα χρησιμοποιώντας κόλλα. Ο κύλινδρος εργασίας σφραγίζεται χαλαρά από μια μεμβράνη με προσαρτημένη συρμάτινη λαβή. Στερεώστε ένα διάφραγμα χωρίς φορτίο στην κορυφή (22) με μια ράβδο. Ο στρόφαλος του κυλίνδρου εργασίας, περιστρέφοντας τον στροφαλοφόρο άξονα, πρέπει να ανυψώνει ελεύθερα το λάστιχο στο υψηλότερο σημείο περιστροφής του άξονα. Ο άξονας πρέπει να περιστρέφεται ομαλά και όσο το δυνατόν πιο εύκολα, και τα διασυνδεδεμένα στοιχεία του μοντέλου συνεργάζονται για να περιστρέφουν τον σφόνδυλο. Στην άλλη άκρη του άξονα βάζουμε - στερεώνοντας με ζεστή κόλλα - τα υπόλοιπα ένα ή δύο βύσματα από σακουλάκια γάλακτος.

Μετά τις απαραίτητες ρυθμίσεις (23) και την απαλλαγή από την υπερβολική αντίσταση τριβής, ο κινητήρας μας είναι έτοιμος. Βάλτε ένα ποτήρι ζεστό τσάι. Η θερμότητά του πρέπει να είναι αρκετή για να θερμάνει τον αέρα στον κάτω θάλαμο και να κάνει το μοντέλο να κινείται. Αφού περιμένετε να ζεσταθεί ο αέρας στον κύλινδρο, γυρίστε το σφόνδυλο. Το αυτοκίνητο πρέπει να αρχίσει να κινείται. Εάν ο κινητήρας δεν ξεκινήσει, θα πρέπει να κάνουμε ρυθμίσεις μέχρι να πετύχουμε. Το μοντέλο του κινητήρα Stirling δεν είναι πολύ αποδοτικό, αλλά λειτουργεί αρκετά για να μας προσφέρει πολλή διασκέδαση.

22. Το διάφραγμα είναι στερεωμένο στην κάμερα με μια ράβδο.

23. Οι σχετικοί κανόνες περιμένουν να είναι έτοιμο το μοντέλο.