Lehký mobil

Když známe princip stavby Stirlingova motoru a máme v domácím skladu několik krabiček masti, kousky drátu a pružnou jednorázovou rukavici nebo válec, můžeme se stát majiteli funkčního stolního modelu.

1. Model motoru poháněného teplem horkého čaje

K nastartování tohoto motoru využijeme teplo horkého čaje nebo kávy ve sklenici. Nebo speciální ohřívač nápojů připojený k počítači, na kterém pracujeme, pomocí USB konektoru. Každopádně montáž mobilu nám dá spoustu zábavy, jakmile začne tiše pracovat, točení stříbrného setrvačníku. Myslím, že to zní dostatečně povzbudivě, abych se okamžitě pustil do práce.

Konstrukce motoru. Pod hlavním směšovacím pístem se ohřívá pracovní plyn a v našem případě vzduch. Ohřátý vzduch zaznamenává zvýšení tlaku a tlačí pracovní píst nahoru a předává mu svou energii. Otočí se zároveň klikový hřídel. Píst pak posouvá pracovní plyn do chladicí zóny nad pístem, kde se objem plynu zmenšuje pro nasávání pracovního pístu. Vzduch naplní pracovní prostor zakončený válcem a klikový hřídel se dále otáčí, poháněn druhým klikovým ramenem malého pístu. Písty jsou spojeny klikovou hřídelí tak, že píst v horkém válci je o 1/4 zdvihu před pístem ve válci studeném. Je to znázorněno na Obr. jeden.

Stirlingův motor vyrábí mechanickou energii pomocí teplotních rozdílů. Tovární model produkuje méně hluku než parní stroje nebo spalovací motory. Nevyžaduje použití velkých setrvačníků pro zlepšení plynulosti otáčení. Jeho výhody však nepřevážily nad nevýhodami a nakonec se tak nerozšířil jako parní modely. Dříve se Stirlingovy motory používaly k čerpání vody a pohonu malých člunů. Postupem času je nahradily spalovací motory a spolehlivé elektromotory, které k provozu potřebovaly pouze elektřinu.

Materiály: dvě krabičky např. na koňskou mast o výšce 80 mm a průměru 100 mm (stejné nebo víceméně stejné rozměry), tubu multivitamínových tablet, gumovou nebo jednorázovou silikonovou rukavici, styrodur nebo polystyren, tetric, tzn. ohebná plastová svorka s hřebenem a pastorkem, tři destičky ze starého počítačového disku, drát o průměru 1,5 nebo 2 mm, tepelně smrštitelná izolace s hodnotou smrštění odpovídající průměru drátu, čtyři matice pro sáčky na mléko nebo podobné (2).

2. Materiály pro sestavení modelu

3. Styrodur je materiál zvolený pro plunžr.

Nástroje: tavná lepicí pistole, magické lepidlo, kleště, přesné kleště na ohýbání drátu, nůž, dremel s kotoučem na řezání plechu a hroty pro jemnou práci, řezání, broušení a vrtání. Hodit se bude i vrták na stojanu, který zajistí potřebnou kolmost otvorů vzhledem k ploše pístu, a svěrák.

4. Otvor pro prst by měl být kolmý k povrchu budoucího pístu.

5. Čep se změří a zkrátí o tloušťku materiálu, tzn. do výšky pístu

Skříň motoru - a zároveň válec, ve kterém pracuje směšovací píst - vyrobíme velkou krabici o výšce 80 mm a průměru 100 mm. Pomocí dremelu s vrtačkou udělejte uprostřed dna krabice otvor o průměru 1,5 mm nebo stejném jako váš drát. Je dobré si před vrtáním udělat dírku, například stopkou kružidla, která usnadní přesné vrtání. Položte tubu s pilulkou na spodní povrch, symetricky mezi okrajem a středem, a nakreslete kruh pomocí značky. Vyřízněte dremelem s řezným kotoučem a poté uhlaďte brusným papírem na válečku.

6. Vložte jej do otvoru

7. Nožem nebo kuličkou odřízněte kruh pístu

Píst. Vyrobeno ze styroduru nebo polystyrenu. Vhodnější je však první, tvrdý a jemně napěněný materiál (3). Nakrájíme ho nožem nebo pilkou na železo ve formě kruhu o něco většího, než je průměr naší krabičky na masti. Do středu kruhu vyvrtáme otvor o průměru 8 mm jako nábytkový trn. Otvor musí být vyvrtán přesně kolmo k povrchu desky a proto musíme použít vrták na stojanu (4). Pomocí Wicol nebo magického lepidla vlepte do otvoru nábytkový kolík (5, 6). Nejprve se musí zkrátit na výšku rovnající se tloušťce pístu. Když je lepidlo zaschlé, umístěte nohu kružítka do středu špendlíku a nakreslete kruh o průměru válce, tzn. naše krabička na masti (7). V místě, kde již máme určený střed, vyvrtáme otvor o průměru 1,5 mm. Zde byste také měli použít stolní vrtačku na stativu (8). Nakonec se do otvoru opatrně zatluče jednoduchý hřebík o průměru 1,5 mm. Toto bude osa rotace, protože náš píst se musí odvalovat přesně. Pomocí kleští odřízněte přebytečnou hlavičku zatloukaného hřebíku. Osu s naším materiálem pro plunžr připevníme ke sklíčidlu vrtačky nebo dremelu. Zahrnutá rychlost by neměla být příliš vysoká. Rotující styrodur se nejprve pečlivě opracuje hrubým brusným papírem. Musíme mu dát kulatý tvar (9). Teprve pak tenkým papírem dosáhneme takové velikosti pístu, která se vejde dovnitř krabičky, tzn. válec motoru (10).

8. Vyvrtejte otvor do čepu pro pístnici

9. Píst nainstalovaný ve vrtačce je zpracován brusným papírem

Druhý pracovní válec. Ten bude menší a membrána z rukavice nebo gumového balónku bude hrát roli válce. Z multivitaminové zkumavky vyřízněte 35 mm fragment. Tento prvek je pevně přilepen ke skříni motoru přes vyříznutý otvor pomocí horkého lepidla.

10. Obrobený píst musí lícovat s válcem

Podpěra klikového hřídele. Vyrobíme z jiné stejně velké krabičky od masti. Začneme vyříznutím šablony z papíru. Použijeme k označení polohy otvorů, ve kterých se bude otáčet klikový hřídel. Nakreslete šablonu na krabičku od masti pomocí tenkého voděodolného fixu (11, 12). Poloha otvorů je důležitá a musí být přesně proti sobě. Pomocí dremelu s řezným kotoučem vyřízněte tvar podpěry v boku krabice. Ve spodní části vyřízneme kruh o průměru o 10 mm menším než je dno. Vše je pečlivě zpracováno brusným papírem. Hotovou podpěru přilepte k horní části válce (13, 14).

13. Při lepení balónku dbejte na úplnou těsnost

Klikový hřídel. Ohneme z drátu tloušťky 2 mm. Tvar ohybu je vidět na obrázku 1. Pamatujte, že menší klika hřídele svírá pravý úhel s větší klikou (16-19). To je XNUMX/XNUMX otočné vedení.

15. Upevňovací prvky elastického povlaku

Setrvačník. Byl vyroben ze tří stříbrných kotoučů ze starého rozebraného kotouče (21). Kotouče nasadíme na víko sáčku na mléko a zvolíme jejich průměr. Uprostřed vyvrtáme otvor o průměru 1,5 mm, který jsme předtím označili středem pomocí nohy kompasu. Středové vrtání je velmi důležité pro správnou funkci modelu. Druhá, stejná, ale větší krytka, rovněž uprostřed provrtaná, je přilepena horkým lepidlem na povrch kotouče setrvačníku. Navrhuji prostrčit kus drátu skrz oba otvory v zástrčkách a ujistit se, že tato osa je kolmá k povrchu kola. Při lepení nám horké lepidlo poskytne čas na potřebné úpravy.

16. Klikový hřídel a klika

18. Klikový hřídel a kliky stroje

19. Montáž pružné skořepiny s klikou

Montáž modelu a uvedení do provozu (20). Na horní vzduch přilepte 35mm kus multivitamínové tuby. Toto bude podřízený válec. Přilepte podpěru hřídele k pouzdru. Umístěte kliku válce a teplem smrštitelné části na klikový hřídel. Nasaďte píst zespodu, zkraťte jeho vyčnívající tyč a spojte s klikou tepelně-izolační trubkou. Pístnice pracující v tělese stroje je utěsněna tukem. Na klikovou hřídel navlékneme krátké kusy teplem smrštitelné izolace. Při zahřátí mají za úkol udržet kliky ve správné poloze na klikovém hřídeli. Při otáčení zabrání jejich klouzání po hřídeli. Nasaďte kryt na spodní část pouzdra. Připevněte setrvačník ke klikovému hřídeli pomocí lepidla. Pracovní válec je volně utěsněn membránou s připevněnou drátěnou rukojetí. Pomocí tyče připevněte nezatíženou membránu k horní části (22). Klika pracovního válce, otáčející klikovou hřídelí, musí volně zvedat pryž v nejvyšším bodě otáčení hřídele. Hřídel by se měla otáčet hladce a co nejsnáze a vzájemně propojené prvky modelu spolupracují na otáčení setrvačníku. Na druhý konec hřídele nasadíme - fixujeme horkým lepidlem - zbývající jednu nebo dvě zátky ze sáčků na mléko.

Po nezbytných úpravách (23) a zbavení se přebytečného třecího odporu je náš motor připraven. Nasaďte si sklenici horkého čaje. Jeho teplo by mělo stačit k ohřátí vzduchu ve spodní komoře a uvedení modelu do pohybu. Po čekání, až se vzduch ve válci zahřeje, otočte setrvačníkem. Auto by se mělo dát do pohybu. Pokud motor nenaskočí, budeme muset provést úpravy, dokud nebudeme úspěšní. Náš model Stirlingova motoru není příliš účinný, ale funguje dostatečně, aby nás bavil.

22. Membrána je připevněna ke kameře pomocí tyče.

23. Příslušná pravidla čekají, až bude model připraven.