Совет 1: Как сделать двигатель стирлинга

Двигатель Стирлинга представляет собой тепловую машину, изобретенную еще в начале XIX века. Это одна из разновидностей двигателя внешнего сгорания, в котором жидкое рабочее тело циркулирует в замкнутом объеме, периодически нагреваясь и охлаждаясь. В наши дни незаслуженно забытый двигатель Стирлинга начинает обретать новую жизнь благодаря своей экологичности, экономичности и бесшумной работе.
Вам понадобится
  • - латунная трубка;
  • - жестяной лист;
  • - стальная спица;
  • - деревянная подставка;
  • - измерительная металлическая линейка;
  • - ножовка по металлу;
  • - ножницы для резки металла;
  • - напильник или надфиль;
  • - крепежные элементы;
  • - токарный станок;
  • - паяльная станция;
  • - флюс для пайки;
  • - припой.
Инструкция
1
Из листовой жести сделайте топку и два цилиндра, которые будут составлять основу двигателя Стирлинга. Размеры заготовок определите, исходя из целей, ради которых вы монтируете установку. Для использования двигателя в качестве демонстрационной модели возьмите ширину развертки основного цилиндра, равную 200-250 мм. Остальные размеры подгоните под получившийся диаметр.
2
В верхней части цилиндра, по которому будет передвигаться поршень, предусмотрите два выступа с отверстиями, имеющими диаметр 4-5 мм. Эти «ушки» будут выполнять функцию подшипников, на которых разместится кривошипный механизм.
3
Изготовьте камеру для рабочего тела двигателя, роль которого станет выполнять обыкновенная вода. К свернутому в трубку цилиндру припаяйте два жестяных кружка соответствующего диаметра. В каждом кружке проделайте отверстия, в которые вставьте латунные трубки длиной 25-35 мм и диаметром 4-5 мм. После сборки водяной камеры проверьте ее на герметичность; вода не должна проникать через соединительные швы.
4
Для изготовления вытеснителя возьмите деревянную заготовку, предварительно придав ей цилиндрическую форму на токарном станке. Добейтесь, чтобы диаметр вытеснителя был немного меньше диаметра рабочего цилиндра. Высота этой детали подбирается опытным путем после сборки модели, поэтому сделайте вытеснитель с некоторым запасом по длине.
5
Из тонкой стальной спицы изготовьте шток цилиндра. В центре деревянного цилиндра выполните отверстие по размеру штока и вставьте в него шток с усилием. В верхней части штока предусмотрите отверстие, в которое будет вставлен шатунный механизм.
6
Возьмите обрезок медной трубки диаметром 20-25 мм и длиной 45 мм. Снизу припаяйте к цилиндру жестяной кружок нужного диаметра. В боковых стенках цилиндра просверлите отверстие, через которое эта емкость будет сообщаться с большим цилиндром.
7
Поршень двигателя выточите на станке, подогнав его размер под внутренний диаметр большого цилиндра. К верхней поверхности поршня шарнирным способом присоедините шток.
8
Произведите окончательную сборку и наладку модели двигателя. Поршень вставьте в большой цилиндр. Соедините при помощи латунной трубки между собой оба цилиндра (большой и малый).
9
В верхней части большого цилиндра смонтируйте кривошипно-шатунный механизм. Тщательно пропаяйте дно цилиндра и поместите эту часть двигателя на топку, прикрепив пайкой. Все основные части двигателя надежно закрепите на деревянной дощечке.
10
Заполните цилиндр водой. Под дно его через отверстие в топке поместите обычную свечу или спиртовку. Запустите двигатель и проверьте его в работе. При необходимости произведите дополнительную регулировку и подгонку составных частей установки.

Совет 2: Как собрать двигатель Стирлинга

Двигатель Стирлинга является одной из альтернатив паровой машине. В свое время он не получил широкого распространения по причине невысокой надежности и недостаточной эффективности. Но уже в наши дни этот оригинальный двигатель нашел применение в холодильных установках и даже в составе электростанций при работе в космосе. Собрать действующую модель двигателя Стирлинга можно и своими руками.
Вам понадобится
  • - лист жести;
  • - латунная или медная трубка;
  • - паяльник;
  • - припой;
  • - флюс.
Инструкция
1
Изготовьте из листа жести два цилиндра и топку. Размеры заготовок сделайте, исходя из своих предпочтений и требуемых размеров всего изделия. В нашем случае ширина развертки цилиндра составляет 225 мм. С внешней стороны одного из цилиндров припаяйте ушки с внутренним диаметром около 4 мм (они буду играть роль подшипников).
2
Изготовьте водяную камеру. Вырежьте из жести два кружка по диаметру получившегося цилиндра. В центре кружков проделайте отверстия для трубки. Длина трубки должна составлять около 30 мм, а внутренний диаметр – 3 мм. Закрепите трубку при помощи пайки внутри цилиндра. При этом соблюдайте аккуратность, чтобы камера получилась герметичной (вода не должна проходить через стенки водяной камеры).
3
Из легкого деревянного цилиндра соберите вытеснитель, чтобы диаметр его был чуть меньше диаметра цилиндра. Высоту вытеснителя подберите опытным путем. Из спицы сделайте шток. Обейте с двух сторон деревянный цилиндр кружочками из жести.
4
Проделайте в центре цилиндрика отверстие по диаметру штока и с натягом вставьте его в шток. Последний должен ходить по трубке камеры свободно, без значительного трения. В верхней части штока высверлите отверстие для шатуна.
5
Из обрезка медной трубки изготовьте маленький цилиндр длиной 40 мм и диаметром 20 мм. Снизу запаяйте этот цилиндр кружком из латуни. Просверлите в готовом цилиндре отверстие для сообщения с первым (большим) цилиндром.
6
Особое внимание уделите поршню, от качества которого зависит работа модели двигателя. Желательно выточить его на токарном станке. В верхней части поршня на шарнире укрепите шток.
7
Соберите все элементы двигателя в единое целое. В большой цилиндр вставьте поршень, подогнав его по размерам. Впаяйте в цилиндры трубку для сообщения их друг с другом. Соберите кривошипно-шатунный механизм. Дно цилиндра запаяйте. Корпус двигателя определите на топку и прикрепите пайкой. Резервуаром для охлаждения будет служить жестяная банка. Закрепите резервуар вблизи от двигателя на деревянной подставке.
Источники:
  • Журнал «Юный техник», «Модель двигателя Стирлинга», В. Горстков, сентябрь 1984.
  • «Двигатели Стирлинга», Г. Уокер, 1985.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500