Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Современный двигатель Стирлинга

Базовое отличие двигателя Стирлинга в том, что топливо сгорает не внутри цилиндра, а снаружи. Следовательно, внутреннее пространство остаётся герметичным и идеально чистым, без нагара и необходимости его обслуживания. Работает он практически бесшумно, так как нет детонации обогащённой топливной смеси.

Остальные достоинства можно обозначить так:

  • Абсолютная экологическая безопасность.
  • Простейшая конструкция обеспечивает высокую надёжность.
  • Чрезвычайно высокий моторесурс.
  • Всеядность по отношению к источнику тепла.
  • Очень высокий КПД.

Обеспечить более полное сгорание топлива гораздо легче снаружи цилиндра, чем внутри. Нагрев можно проводить не только углеводородными энергоносителями, но энергией Солнца, используя высокотемпературные солнечные концентраторы. В такой комбинации, КПД альтернативного генератора электроэнергии превышает 30%!

Для сравнения – лучшие серийные фотоэлементы демонстрируют КПД только 24%. Именно бесшумность была решающим фактором для установки двигателя Стирлинга на подводные лодки последних серий в Японии и Швеции.

В середине 80-х годов 20-го века, в США собрали и установили двигатель Стирлинга в автомобиль Chevrolet Celebrity!(Chevrolet Celebrity MOD 2 Stirling)

amc spirit stirling

На фото автомобиль AMC Spirit Stirling experimental engines

Результаты были поразительны: глушитель, смазка и катализаторы были уже не нужны, экономия топлива достигала 45%, а ускорение практически не изменилось.

На фото автомобиль NASA

На фото автомобиль NASA’s Stirling-engined Dodge D-150

Двигатели Стирлинга используются НАСА(NASA) даже в космических аппаратах.

Но у них есть и недостатки.

Для получения максимально достижимого на практике КПД, необходимо обеспечить очень высокую разницу температур в холодной и горячих частях цилиндра. В противном случае, снижается «удельная мощность».

На фото автомобиль P-40 OPEL STIRLING ENGINE

На фото автомобиль P-40 OPEL STIRLING ENGINE

Идеальным рабочим телом (газом) является водород, но его молекулы настолько малы, что им удаётся «напитывать» материал цилиндра. Следующий по эффективности газ – гелий, но он дорогой. А КПД снижается на 5%. Но можно использовать и азот, и аммиак, и даже осушенный воздух. Но мощность будет ниже идеальной.

Немного про паровой двигатель и принцип его действия

Паровой двигатель/паровая машина – тепловой двигатель внешнего сгорания, использует и преобразует энергию водяного пара во вращательно-поступательную механическую работу поршня и вала.

Паровым двигателем можно считать любой двигатель внешнего сгорания, что преобразует энергию пара в механическую работу.

Принцип работы парового двигателя весьма прост: путём сгорания топлива нагревается вода и превращается в водяной пар, который различными способами приводят поршень в движения, поршень же вращает вал, и на выходе мы имеем механическую работу от вала.

Порядок сборки головки цилиндра следующий.

Конец спирали закрепляется медным клином в болте ударами по бородке молоточком. На болт надеваются слюдяные прокладки толщиной 0,3 мм. Со стороны полусферы в головку вставляется болт. В выточку головки закладываются слюдяные прокладки общей толщиной 0,5 мм. За-тем навертывается латунная гайка» которая затягивается круглогубцами до полной герметичности головки. Необходимо проверить, изолирован ли болт от головки. При этом запрессовывается втулка, закрепляется по месту второй конец калильной спирали. Это производится при помощи медного клина. Теперь можно приступить к проверке исправности калильного элемента. Проверка производится под напряжением от одной аккумуляторной банки, дающей напряжение 1,2 — 1,4 в. Из холоднокатаной медной фольги разных толщин изготовляется несколько прокладок соответственно 0,1, 0,2, 0,3 мм. При доводке двигателя выбирается лучшая.

Читайте так же:
Как померить заземление в частном доме

Заготовка цилиндра делается из прутка диаметром 20 мм (рис. 2). Эта заготовка обтачивается на станке до диаметра 18 мм, сверлится сверлом диаметром 9,5 мм. и затем у нее протачиваются наружные размеры. При нарезке ребер желательно подпереть цилиндр задней бабкой и прорезать на обратном ходу. После этого у него протачивается внутренний диаметр до размера 9,8 мм. Отрезанный от заготовка, цилиндр проходит слесарную обработку: опиливается фланец крепления (можно на наждачном круге), засверливаются отверстия в головке и фланце, нарезается резьба для крепления головки цилиндра, распиливаются выхлопные окна и фрезеруются перепускные каналы. Головка цилиндра подвергается термообработке до R 45 — 47, Желательно шлифовать зеркало цилиндра до размера диаметра 10 ± 0,02 мм. Окончательно доводится размер диаметра чугунным притиром с пастой ГОИ (рис. 3, б).

Особое внимание нужно уделить обеспечению герметичности, для чего на плите следует притереть верхний фланец цилиндра. Прокладка под цилиндр вырезается из ватмана (рис. 2).

Ветерок 08

Поршень точится на токарном станке из стали У10 или У12 диаметром 12 мм. Заготовка обтачивается до диаметра 11 мм и просверливается до диаметра 7 мм, глубиной 10,5 мм. Поршень растачивается внутри по размерам, приведенным на чертеже. Затем протачивается наружный размер до диаметра 10,2 или 10,3 мм, после чего поршень отрезается от заготовки. После этого сверлится отверстие под поршневой палец сверлом диаметром 2,9 мм и зачищается хорошей разверткой ЗА на малом ходу, с маслом. Калится поршень до Rс 60—62, шлифуется снаружи до размера 10 ± 0,02 мм и притирается по цилиндру чугунным притиром (рис. 3, а). Необходимо также притереть отверстие под поршневой палец медной проволокой толщиной 3 мм.

Поршневой палец делается из заготовки стали У8 или У10 диаметром 4 или 5 мм. Заготовка торцуется и засверливается сверлом диаметром 1,9 мм, а затем протачивается снаружи до диаметра 3,2 мм и отрезается от заготовки. После этого деталь следует закалить до Rс = 60-62. Наконец она шлифуется и притирается по отверстию в поршне.

Контур шатуна размечается вдоль проката на прессованном дюралюминиевом профиле Д16Т. Затем засверливаются два отверстия сверлом диаметром 2,9 мм на расстоянии 18 мм. Производится слесарная обработка по чертежу, после чего отверстия разворачиваются разверткой ЗА3 (с маслом), а затем зачищаются. Необходимо следить, чтобы в них не попал абразив, вызывающий сильный износ поршневого пальца. Поверхность шатуна полируется гладким стальным каленым стержнем.

Для коленчатого вала вытачивается заготовка из стали 12XH3A или из 18ХНВА диаметром 14 мм, длиной 43 мм. В ней засверливаются центровые углубления: два — по оси заготовки и два — смещенные от оси на 5 мм. Сначала обрабатывается палец кривошипа в смещенных центрах, после чего в центрах на оси протачивается шейка и носок коленчатого вала. Затем нарезается резьба М4. После этого производится слесарная обработка. Деталь цементируется на глубину 0,5 мм, калится до Rc — 42- 45 и, наконец, шлифуется с притиркой трущихся поверхностей.

На заготовке, зажатой в кулачковый патрон диаметром 50 — 55 мм из Д16Т, протачивается носок картера и кривошипная камера с нарезанием резьбы под крышку, после чего носок картера отрезается от заготовки по размеру, указанному на чертеже. В картер запрессовывается бронзовая втулка, выточенная заранее по чертежу (рис. 5). После этого производится разметка расположения цилиндра и засверливаются центровые углубления по оси цилиндра для обработки места его крепления.

Читайте так же:
Замена ведущей звездочки на бензопиле хускварна

Зажав заготовку картера в центрах, обрабатываете прилив диаметром 10 мм для захвата цангой (рис. 5, г). Зажав заготовку в цанге, обрабатываете место крепления цилиндра по чертежу.

Затем производится фрезерная и слесарная обработка картера. Задняя крышка картера (рис. 5) с карбюратором вытачивается из заготовки Д16Т за два приема. Сначала производится торцевание, затем обработка по внешним размерам и разделка отверстия под ось. На длине 18 мм отрезается крышка от заготовки и производится разметка отверстия карбюратора, которое засверливается сверлом диаметром 3,9 мм и разделывается разверткой 4А3. Деталь зажимается в центре, и производится токарная обработка корпуса карбюратора. После этого происходит слесарная обработка детали по чертежу (рис. 3).

Жиклер и гайка иглы вытачиваются из латуни Л59 или Л62 по чертежу (рис. 3).

Игла карбюратора изготовляется на токарном станке из проволоки ОВС, предварительно нормализованной (прогревается до 200 — 240°С в течение 20 — 30 мин.). Упорная шайба и кок (рис. 3) вытачиваются из Д16Т по чертежу. Крепежные винты подбираются по месту и диаметрам, указанным на чертежах. Размеры и материалы прокладок и шайб указаны на чертежах.

Ось изготовляется из проволоки ОВС диаметром 2,5 мм и шлифуется до чертежных размеров.

Золотниковая шайба (рис. 3) делается из 1,5 мм текстолита или гетинакса. На токарном станке вытачивается круглая заготовка, затем производится ее слесарная обработка по размер рам, указанным на чертеже, и притирается рабочая поверхность.

Применение

Двигатель Стирлинга можно применять в случаях, если требуется простой, компактный преобразователь тепловой энергии или когда эффективность других типов тепловых машин ниже: к примеру, если разница температур недостаточна для использования газовой или паровой турбины.

Вот конкретные примеры использования:

  • Уже сегодня выпускаются автономные генераторы для туристов. Есть модели, которые работают от газовой конфорки;

NASA заказало вариант генератора на основе «стирлинга», который работает от ядерного и радиоизотопного источников тепла. Он будет использоваться в космических экспедициях.

  • «Стирлинг» для перекачки жидкости гораздо проще установки «двигатель-насос». В качестве рабочего поршня он может использовать перекачиваемую жидкость, которая будет заодно охлаждать рабочее тело.Таким насосом можно накачивать воду в ирригационные каналы, используя солнечное тепло, подавать горячую воду от солнечного коллектора в дом, перекачивать химические реагенты, поскольку система полностью герметична;
  • Производителей бытовых холодильников внедряют модели на «стирлингах». Они будут экономнее, а в качестве хладагента предполагается использоваться обычный воздух;
  • Совмещённый Стирлинг с тепловым насосом оптимизирует систему отопления в доме. Он будет отдавать бросовое тепло «холодного» цилиндра, а полученную механическую энергию может использовать для подкачки тепла, которое идет из окружающей среды;
  • Сегодня на всех подводных лодках ВМС Швеции установлены двигатели Стирлинга. Они работают на жидком кислороде, который в дальнейшем используется для дыхания. Очень важный фактор для лодки, низкий уровень шума, а недостатки типа: «большой размер», «необходимость охлаждения» – в условиях подводной лодки не существенны. Аналогичными установками оснащены и новейшие японские подводные лодки типа «Сорю»;
  • Двигатель Стирлинга используется для преобразования солнечной энергии в электрическую. Для этого он монтируется в фокусе параболического зеркала. Компания Stirling Solar Energy строит солнечные коллекторы мощностью до 150 кВт на зеркало. Они используются на крупнейшей в мире солнечной электростанции в южной Калифорнии.
Читайте так же:
Ареометр инструкция по применению

Конфигурации.

Инженерами подразделяются двигатели Стирлинга на три различных типа:

Превью — увеличение по клику.

Альфа-Стирлинг — содержит два раздельных силовых поршня в раздельных цилиндрах. Один поршень — горячий, другой — холодный. Цилиндр с горячим поршнем находится в теплообменнике с более высокой температурой, а цилиндр с холодным поршнем находится в более холодном теплообменнике. Отношение мощности к объёму достаточно велико, однако высокая температура «горячего» поршня создаёт определённые технические проблемы.

Бета-Стирлинг — цилиндр один, горячий с одного конца и холодный с другого. Внутри цилиндра движутся поршень (с которого снимается мощность) и «вытеснитель», изменяющий объем горячей полости. Газ перекачивается из холодной части цилиндра в горячую через регенератор. Регенератор может быть внешним, как часть теплообменника, или может быть совмещён с поршнем-вытеснителем.

Гамма-Стирлинг — есть поршень и «вытеснитель», но при этом два цилиндра — один холодный (там движется поршень, с которого снимается мощность), а второй горячий с одного конца и холодный с другого (там движется «вытеснитель»). Регенератор может быть внешним, в этом случае он соединяет горячую часть второго цилиндра с холодной и одновременно с первым (холодным) цилиндром. Внутренний регенератор является частью вытеснителя.

Самоделки из двигателя стиральной машины

Самоделки из двигателя стиральной машины

Для подключения двигателя к переменному току, выполняем следующие действия:
1. Для начала нужно приготовить тестер – это специальное устройство, служащее для определения проводов обмотки.
2. Для определения пары проводов щуп тестера подключаем на любой провод и один за другим проверяем все остальные. Если во время подключения тестером было обозначено соединение, то это и будет парой проводов. Соответственно другие два провода будут также составлять пару.
3. Измеряем уровень сопротивления двух обмоток. Обмотка с большим показателем – пусковая.
4. От разных обмоток провода соединяются попарно, затем подключаются к сети 220 В.
5. Выключатель рекомендуется устанавливать на провод пусковой обмотки.

В некоторых случаях направление, в котором вращается мотор, следует изменить. Здесь мы меняем местами выводы пусковой обмотки.


Двигатель от старой стиральной машины для токарного станка

Самостоятельно собрать токарный станок – это дело не сложное. Требуется лишь на основе вала мотора от старой стиральной машинки зафиксировать переходник. Переходник не стоит закреплять капитально. Лучше, чтобы он был съемным, поскольку так токарный станок станет многофункциональным, с возможностью вытачивать детали, точить ножи – точильным кругом, заниматься резкой металла и пластиковых труб с помощью отрезного круга, пользоваться другими насадками. На фото представлены возможные насадки.

 от старой стиральной машины для токарного станка

Не стоит фиксировать данную самоделку на прочной основе. Чтобы работа была более удобной, ее рекомендуется сделать переносной. Основой послужит толстая прочная доска. Для закрепления получившегося токарного станка рекомендуется использовать скобы, которые прикручиваются на основу с помощью болтов от стиральной машины. Может использоваться обычный выключатель, или от стиральной машинки.

Читайте так же:
Как проверить банки аккумулятора на замыкание

Зернодробилка из стиральной машины

Зернодробилка из стиральной машины

С этой полезной самоделкой можно существенно сэкономить на заготовке кормов для домашней живности. Если подобрать двигатель достаточной мощности, вполне реально собрать корморезку, зернодробилку и траворезку, которая в работе не будет уступать заводским моделям. В этом случае рекомендуется использовать двигатель от автоматической стиральной машины – они как раз отличаются более высокой мощностью.

Чтобы превратить старую стиральную машинку в корморезку, не нужны длительные работы. Требуется взять двигатель от машины-автомат и корпус от другой старой стиральной машинки – с верхней загрузкой. Такой корпус найти достаточно просто – в пункте приема металлолома такой стоит гроши.

Пошаговое описание создания корморезки своими руками:
1. Лопасти с ножами должны иметь такой диаметр, при котором они не будут совсем немного доходить до краев корпуса.
2. Проделываем в нижней части отверстие, чтобы удалять готовый корм.
3. Устанавливаем одну лопасть с ножами в нижней части корпуса, другую – на 40–50 см от верхнего края; чтобы качество помола было лучше, для ножей нужно применять 2 разных вала, они должны вращаться в разные стороны.
4. Прикручиваем двигатель на крышку стиральной машинки и присоединяем его к валам.
5. Вырезаем в крышке отверстие, чтобы засыпать сырье.
6. Устанавливаем крышку на место и тестируем самоделку в деле.

Зернодробилка из стиральной машины

Такой самодельный аппарат будет функционировать не хуже, чем заводской, и позволит получать качественно перемолотый корм.

Наждак из двигателя от стиральной машины

Наждачный станок пригодится практически для любого хозяйства.

Он может быть изготовлен в простой способ – для этого достаточно приготовить двигатель от автоматической стиральной машинки в рабочем состоянии.
Когда вы будете крепить точильный камень на двигатель, могут возникнуть некоторые трудности – отверстие камня может не совпадать с диаметром вала электрического мотора.

В таком случае нужно брать дополнительную деталь, которую нужно будет специально выточить. Этот переходник легко делается любым токарем, нужно только сообщить ему диаметр вала.

Помимо переходника, в наличии нужно иметь специальный болт, гайку, шайбу.

Резьба на гайке должна нарезаться зависимо от того, в какую сторону будет вращаться мотор.

Чтобы двигатель вращался по часовой стрелке, должна быть нарезана левосторонняя резьба, для вращения против часовой – резьба должна быть правосторонней.

Если делать наоборот, то в работе камень будет постоянно раскручиваться и слетать.

Может быть так, что у вас есть гайка, но направление резьбы – неподходящее. Тогда мы изменяем направление вращения. В этом случае мы меняем местами провода обмотки.

Подключаем рабочую обмотку к сети 200 В, подключаем пусковую пару к рабочей катушке.

Второй конце на короткое время прикладываем к выводу обмотки. Коллекторный электрический мотор начнет двигаться в одну из сторон.

Когда места выводов пусковой обмотки сменятся, направление движения мотора поменяется на противоположное.

Направление вращения мотора можно изменить без использования конденсатора. Здесь после подключения рабочей обмотки к 220 В камень резко прокручиваем в нужную сторону.

После этого мотор запускается и станок начинает работать.

Читайте так же:
Конструкционная сталь что это такое

Наждак из двигателя от стиральной машины

Наждак из двигателя от стиральной машины

Газонокосилка из мотора стиральной машины

Газонокосилка является другим примером, как можно грамотно использовать мотор от стиральной машины. Этот агрегат будет очень полезным, если у вас есть дачный или приусадебный участок. Чтобы изготовить газонокосилку, не нужно много деталей, все материалы найдутся среди домашних запасов в гараже или мастерской.

газонокосилка из двигателя от стиральной машины

газонокосилка из двигателя от стиральной машины

Двигатель от стиралки для бетономешалки

Во время строительных или ремонтных работ часто нужно изготовлять бетонную смесь, при этом аренда бетономешалки становится невыгодной. В таком случае есть смысл собрать бетономешалку своими руками – она будет отлично делать замес.

бетономешалка из стиральной машины

Вибростол своими руками

Используя двигатель от стиральной машины, мы можем изготовить вибростол для тротуарной плитки.

вибростол из двигателя от стиральной машины

Оборудование такого типа конструируется в достаточно простой способ. Самодельный вибростол выполнен в виде плиты, которая является верхней частью приспособления, прикрепленной на металлическое основание с помощью подвижного соединения, с двигателем с эксцентриком от стиральной машины. Во время вибрирования плиты, из бетона, который залит в формы на этой плите, выходят пузырьки воздуха и исчезают пустоты. Благодаря этому готовые изделия отличаются высокой прочностью и качеством.

То сделать? Купить или сделать своими руками

Данный вопрос не простой. Так как турбореактивные двигатели, будь они полномасштабными или уменьшенными моделями, но они технически сложные устройства. Сделать из — задача не из простых. С другой стороны мини ТРД производят исключительно в США или странах Европы, поэтому и цена у них в среднем 3000 долларов, плюс минус 100 баксов. Так что покупка готового турбореактивного двигателя вам обойдется с учетом пересылки и всех сопутствующих патрубков и систем 3500 долларов. Цену мощете сами посмотреть, достаточно загуглить «турбореактивный двигатель Р180-RX»

Поэтому в современных реалиях лучше подойти к этому делу следующим образом — что называется сделать своими руками. Но это не совсем верная трактовка, скорее отдать работу подрядчикам. Двигатель состоит из механической и электронной части. Компоненты для электронной части движителя покупаем в Китае, механическую часть заказываем у местных токарей, но для этого необходимы чертежи или 3D модели и в принципе механическая часть у вас в кармане.

Электронная часть

Контроллер поддержания режимов двигателя можно собрать на Arduino. Для этого нужен прошитый Arduino чип, датчики — датчик оборотов и датчик температуры и исполнительные механизмы, регулируемая электроникой заслонка подачи топлива. Чип можно прошить самому, если знаете языки программирования, либо обратиться на форум для ардуинщиков за услугой.

Механическая часть

С механикой все интереснее все запчасти в теории вам могут изготовить токаря и фрезеровщики, проблема вся в том, что для этого нужно их специально искать. Не проблема найти токаря, который изготовит вал и втулку вала, а вот все остальное. Самая сложная деталь в изготовлении — это колесо центробежного компрессора. Оно изготовляется либо отливкой. либо на 5 координатном фрезерном станке. Самый простой способ заполучить крыльчатку центробежного насоса это ее купить, как зап часть для турбонагнетателя ДВС автомобиля. И уже под нее ориентировать все остальные детали.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector