Cách làm động cơ đốt ngoài

Động cơ Stirling là động cơ nhiệt trong đó chất lỏng làm việc, ở dạng khí hoặc lỏng, chuyển động trong một thể tích kín, là loại động cơ đốt ngoài. Nó dựa trên sự gia nhiệt và làm mát định kỳ của chất lỏng làm việc với việc trích xuất năng lượng từ sự thay đổi thể tích của chất lỏng làm việc. Nó có thể hoạt động không chỉ từ quá trình đốt cháy nhiên liệu mà còn từ bất kỳ nguồn nhiệt nào.

Một động cơ nhiệt, trong đó chất lỏng làm việc, ở dạng khí ga hoặc chất lỏng, chuyển động trong một thể tích kín, một loại động cơ đốt ngoài.

dựa trên sự gia nhiệt và làm mát định kỳ của chất lỏng làm việc với việc khai thác năng lượng từ sự thay đổi thể tích của chất lỏng làm việc. Nó có thể hoạt động không chỉ từ quá trình đốt cháy nhiên liệu mà còn từ bất kỳ nguồn nhiệt nào.

Lúa gạo. 1. Động cơ Stirling

@ https://dvigyn.com/?p=1032

Vào thế kỷ 19, các kỹ sư muốn tạo ra một sự thay thế an toàn cho các động cơ hơi nước thời bấy giờ, những loại lò hơi thường bị nổ do áp suất hơi nước cao và vật liệu không phù hợp để chế tạo. Một lựa chọn tốt đi kèm với việc tạo Động cơ Stirlingđiều đó có thể chuyển đổi bất kỳ sự chênh lệch nhiệt độ nào thành công việc.

Nó được cấp bằng sáng chế đầu tiên bởi linh mục người Scotland Robert Stirling vào ngày 27 tháng 9 năm 1816 (bằng sáng chế tiếng Anh số 4081). Tuy nhiên, sơ cấp đầu tiên “ động cơ không khí nóng ”được biết đến vào cuối thế kỷ 17, rất lâu trước Stirling. Thành tựu của Stirling là việc bổ sung một nút mà ông gọi là "nền kinh tế". Trong tài liệu khoa học hiện đại, đơn vị này được gọi là "máy tái tạo". Nó làm tăng hiệu suất của động cơ bằng cách giữ nhiệt trong phần ấm của động cơ trong khi chất lỏng làm việc được làm mát. Quá trình này cải thiện đáng kể hiệu quả của hệ thống. Thông thường, bộ tái sinh là một buồng chứa đầy dây, hạt, lá tôn (các nếp gấp đi dọc theo hướng của dòng khí).

Nguyên lý hoạt động của động cơ Stirling:

Nguyên tắc cơ bản của công việc Động cơ Stirling bao gồm việc làm nóng và làm mát liên tục xen kẽ chất lỏng làm việc, ví dụ, khí, trong một xi lanh kín.

Biết rằng khi nóng lên một chất khí thì thể tích của nó tăng lên và khi nó nguội đi thì nó giảm đi. Tính chất này của khí là cơ sở của công việc Động cơ Stirling.

Sử dụng chu trình Stirling, không thua kém chu trình Carnot về hiệu suất nhiệt động lực học, và thậm chí còn có lợi thế hơn. Vấn đề là chu trình Carnot bao gồm các đường đẳng nhiệt và đoạn nhiệt khác nhau. Việc thực hiện chu trình này trên thực tế không có nhiều triển vọng. Chu trình Stirling giúp có được một động cơ hoạt động trong thực tế với kích thước chấp nhận được.

Lúa gạo. 2. Biểu đồ áp suất-thể tích của một chu trình Stirling lý tưởng hóa

Chu kỳ Stirling bao gồm bốn giai đoạn và được phân tách bởi hai giai đoạn chuyển tiếp:

– nhiệt,

– gia hạn,

– chuyển sang nguồn lạnh,

– làm mát,

– nén

– và chuyển sang nguồn nhiệt.

Như vậy, khi đi từ nguồn ấm sang nguồn lạnh, chất khí trong xilanh nở ra và co lại. Đồng thời, áp suất thay đổi, do đó có thể thu được công việc hữu ích.

Việc làm nóng và làm mát chất lỏng làm việc (phần 4 và 2) được thực hiện bởi bộ chuyển dịch. Lý tưởng nhất là nhiệt lượng tỏa ra và lấy đi của vật chuyển vị là như nhau. Công việc hữu ích chỉ được thực hiện do đẳng nhiệt, nghĩa là, nó phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa bộ sưởi và bộ làm mát, như trong chu trình Carnot.

Chu kỳ làm việc Động cơ Stirling loại beta (phổ biến nhất) trông như thế này:

Lúa gạo. 2. Chu kỳ làm việc của động cơ Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

trong đó: a - chuyển vị của piston; b - piston làm việc; c - bánh đà; d - lửa (khu vực sưởi ấm); e - cánh tản nhiệt (vùng làm mát).

1. Nguồn nhiệt bên ngoài đốt nóng chất khí ở đáy xilanh trao đổi nhiệt. Áp suất sinh ra đẩy piston làm việc lên trên (lưu ý rằng piston dịch chuyển không vừa khít với thành).

2. Bánh đà đẩy piston dịch chuyển xuống dưới, từ đó chuyển không khí được nung nóng từ dưới lên buồng làm mát.

3. Không khí nguội đi và co lại, piston làm việc đi xuống.

4. Piston dịch chuyển lên trên, do đó chuyển không khí được làm mát xuống phía dưới. Và chu kỳ lặp lại.

V Xe của Stirling chuyển động của piston làm việc là dịch chuyển 90 ° so với chuyển động của piston dịch chuyển. Tùy thuộc vào dấu hiệu của sự chuyển dịch này, máy có thể là động cơ hoặc máy bơm nhiệt. Ở chế độ dịch chuyển 0 °, máy không thực hiện bất kỳ công việc nào (ngoài tổn thất do ma sát) và không tạo ra nó.

Ưu điểm của động cơ Stirling:

- Động cơ "ăn tạp". Động cơ Stirling có thể hoạt động trên hầu hết mọi sự khác biệt về nhiệt độ: ví dụ: giữa các lớp nước khác nhau trong đại dương, từ mặt trời, từ lò sưởi hạt nhân hoặc đồng vị, bếp than hoặc củi, v.v.,

– tính đơn giản của thiết kế - thiết kế động cơ rất đơn giản, nó không yêu cầu các hệ thống bổ sung như cơ cấu phân phối khí. Nó tự khởi động và không cần bộ khởi động,

- nguồn lực tăng lên - thiết kế đơn giản, không có nhiều đơn vị "tinh vi" cho phép động cơ Stirling cung cấp dự trữ hoạt động chưa từng có cho các động cơ khác trong hàng chục và hàng trăm nghìn giờ hoạt động liên tục,

- hiệu quả - để sử dụng một số dạng nhiệt năng, đặc biệt là với sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ, động cơĐộng cơ Stirling thường trở thành loại động cơ hiệu quả nhất. Ví dụ, trong trường hợp chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng, "stirlings" đôi khi cho hiệu suất cao hơn (lên đến 31,25%) so với động cơ nhiệt cho một cặp,

- thân thiện với môi trường - "kiểu dáng" không có ống xả, có nghĩa là độ ồn của nó thấp hơn nhiều so với tiếng ồn của piston động cơđốt trong. Kiểu dáng beta với cơ chế hình thoi là một thiết bị cân bằng hoàn hảo và với chất lượng tay nghề đủ cao, có mức độ rung cực thấp (biên độ rung dưới 0,0038 mm). Tự nó, "tạo kiểu" không có bất kỳ bộ phận hoặc quy trình nào có thể góp phần gây ô nhiễm môi trường. Nó không tiêu thụ chất lỏng làm việc. Tính thân thiện với môi trường của động cơ chủ yếu là do tính thân thiện với môi trường của nguồn nhiệt,

- hiệu quả động cơ Stirling lên đến 45%.

Cấu hình và thiết kế động cơ Stirling:

Có một số cấu hình động cơ Stirling:

- alpha-Stirling- chứa hai pittông công suất riêng biệt trong các xi lanh riêng biệt, một pittông nóng, một pittông lạnh. Một xilanh có pít tông nóng thì ở bộ trao đổi nhiệt có nhiệt độ cao hơn, có pít tông lạnh ở bộ phận lạnh hơn.

Lúa gạo. 3.α-Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

Loài này động cơ Tỷ lệ công suất trên thể tích khá cao, nhưng thật không may, nhiệt độ cao của piston "nóng" gây ra những khó khăn kỹ thuật nhất định. Bộ tái sinh nằm giữa phần nóng của ống kết nối và lạnh,

- beta Stirling- chỉ có một hình trụ, nóng ở một đầu và lạnh ở đầu kia. Một piston (từ đó công suất được loại bỏ) và một bộ chuyển dịch chuyển động bên trong xi lanh, ngăn cách các khoang nóng và lạnh.

Lúa gạo. 4. β-Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

Khí được bơm từ đầu lạnh đến đầu nóng của xi lanh thông qua bộ tái sinh. Bộ tái sinh có thể ở bên ngoài, như một phần của bộ trao đổi nhiệt, hoặc nó có thể được kết hợp với một piston dịch chuyển,

- gamma-Stirling- cũng có một pít-tông và một bộ chuyển vị, nhưng đồng thời có hai xylanh - một xylanh lạnh (pít-tông chuyển động đến đó, từ đó công suất được loại bỏ), và xylanh thứ hai nóng từ đầu này và lạnh từ đầu kia ( người di chuyển đến đó).

Lúa gạo. 5. γ-Stirling

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Stirling_Engine

Bộ tái sinh có thể ở bên ngoài, trong trường hợp này, nó kết nối phần nóng của xi lanh thứ hai với phần lạnh và đồng thời với xi lanh thứ nhất (lạnh). Bộ tái sinh bên trong là một phần của bộ dịch chuyển.

Ứng dụng của động cơ Stirling:

Áp dụng trong trường hợp cần một bộ chuyển đổi nhỏ năng lượng nhiệt, đơn giản trong thiết kế, hoặc khi hiệu quả của nhiệt khác động cơ hóa ra thấp hơn, ví dụ, nếu chênh lệch nhiệt độ không đủ cho hoạt động của tuabin hơi hoặc khí:

– nguồn điện phổ thông,

– máy bơm,

– máy bơm nhiệt,

– thiết bị làm lạnh.

Tất nhiên, bạn có thể mua các mô hình nhà máy tuyệt đẹp của động cơ Stirling, chẳng hạn như trong cửa hàng trực tuyến của Trung Quốc này. Tuy nhiên, đôi khi bạn muốn tự mình sáng tạo và làm nên một điều gì đó, ngay cả từ những phương tiện ngẫu hứng. Trên trang web của chúng tôi đã có một số tùy chọn để chế tạo các động cơ này và trong ấn phẩm này, hãy xem một tùy chọn rất đơn giản để chế tạo các động cơ này tại nhà.

Kiểm tra 3 tùy chọn DIY bên dưới.

Dmitry Petrakov, theo nhu cầu phổ biến, đã quay phim hướng dẫn từng bước để lắp ráp một động cơ Stirling mạnh mẽ, liên quan đến kích thước và lượng nhiệt tiêu thụ của nó. Trong mô hình này, có sẵn cho mọi người xem và các tài liệu phổ biến đều có liên quan - bất kỳ ai cũng có thể lấy chúng. Tất cả các kích thước được trình bày trong video này được tác giả lựa chọn trên cơ sở nhiều năm kinh nghiệm với Stirlings của thiết kế này, và đối với trường hợp cụ thể này, chúng là tối ưu.

Trong mô hình này, mọi người xem đều có thể sử dụng và các tài liệu phổ biến đều có liên quan, nhờ đó bất kỳ ai cũng có thể lấy được. Tất cả các kích thước được trình bày trong video này đều được chọn trên cơ sở nhiều năm kinh nghiệm của Stirlings về thiết kế này, và đối với trường hợp cụ thể này, chúng là tối ưu.

Với cảm giác, cảm giác và tính nhất quán.

Động cơ Stirling hoạt động có tải (máy bơm nước).

Máy bơm nước, được lắp ráp như một nguyên mẫu đang hoạt động, được thiết kế để hoạt động song song với động cơ Stirling. Điểm đặc biệt của máy bơm nằm ở việc tiêu thụ ít năng lượng cần thiết để thực hiện công việc của nó: thiết kế như vậy chỉ sử dụng một phần nhỏ thể tích làm việc bên trong động của động cơ và do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của nó ở mức tối thiểu.

Động cơ Stirling từ hộp thiếc

Để làm ra nó, bạn sẽ cần những vật liệu sẵn có: một lon đồ hộp, một miếng cao su xốp nhỏ, một chiếc đĩa CD, hai chiếc bu lông và kẹp giấy.

Cao su bọt là một trong những vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trong sản xuất động cơ Stirling. Một bộ dịch chuyển động cơ được làm từ nó. Chúng tôi cắt một hình tròn từ một miếng cao su xốp của chúng tôi, làm cho đường kính của nó nhỏ hơn đường kính bên trong của cái lon hai mm và chiều cao hơn một nửa của nó một chút.

Chúng tôi xuyên qua vòng tròn cao su xốp ở giữa bằng vít và khóa nó bằng vòng đệm từ trên xuống và từ bên dưới bằng vòng đệm và đai ốc. Sau đó, chúng tôi gắn một miếng kẹp giấy bằng cách hàn, trước đó đã làm thẳng nó.

Bây giờ chúng ta dán miếng đệm vào lỗ trên nắp đã tạo trước và kết nối chặt nắp và lọ bằng cách hàn. Ở phần cuối của chiếc kẹp giấy, chúng tôi tạo một vòng nhỏ, và trên nắp chúng tôi khoan một lỗ khác, nhưng lớn hơn một chút so với lỗ đầu tiên.

Chúng tôi tạo ra một xi lanh từ thiếc bằng cách sử dụng hàn.

Chúng tôi gắn hình trụ đã hoàn thành vào lọ bằng cách sử dụng mỏ hàn, sao cho không còn khoảng trống trong điểm hàn.

Chúng tôi tạo ra một trục khuỷu từ một chiếc kẹp giấy. Khoảng cách đầu gối nên được thực hiện ở góc 90 độ. Đầu gối, sẽ cao hơn 1-2 mm so với đầu gối còn lại so với chiều cao của hình trụ.

Thanh kết nối, cần được gắn vào màng, được làm từ một chiếc kẹp giấy và được chèn vào một miếng cao su. Chiều dài của thanh nối phải được làm sao cho ở tâm chết dưới cùng của trục, màng được kéo vào trong hình trụ, và ở mức cao nhất, ngược lại, nó được kéo dài ra. Chúng tôi thiết lập thanh kết nối thứ hai theo cách tương tự.

Chúng tôi dán thanh kết nối bằng cao su vào màng, và gắn thanh kia vào tấm đệm.

Động cơ Stirling được sản xuất tại nhà. Bây giờ nó vẫn còn để mang lại nhiệt dưới bình - để thắp sáng một ngọn nến. Và sau một vài giây đẩy bánh đà.

Cách tạo động cơ Stirling đơn giản (có ảnh và video)

www.newphysicist.com

Hãy tạo một động cơ Stirling.

Động cơ Stirling là động cơ nhiệt hoạt động bằng cách nén và giãn nở không khí hoặc khí khác (chất lỏng làm việc) theo chu kỳ ở các nhiệt độ khác nhau, do đó, có sự chuyển đổi sạch nhiệt năng thành công cơ học. Cụ thể hơn, động cơ Stirling là động cơ thu hồi nhiệt vòng kín với chất lỏng làm việc vĩnh viễn ở dạng khí.

Động cơ Stirling hiệu quả hơn động cơ hơi nước và có thể đạt hiệu suất 50%. Chúng cũng có khả năng hoạt động yên tĩnh và có thể sử dụng hầu hết mọi nguồn nhiệt. Nguồn nhiệt được tạo ra bên ngoài động cơ Stirling, không phải bằng quá trình đốt trong như trường hợp của động cơ Otto hoặc động cơ chu trình diesel.

Động cơ Stirling tương thích với các nguồn năng lượng thay thế và tái tạo, bởi vì chúng có thể trở nên quan trọng hơn khi giá nhiên liệu thông thường tăng lên, cũng như do các vấn đề như cạn kiệt nguồn dự trữ dầu và sự thay đổi của khí hậu.

Trong dự án này, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn các hướng dẫn đơn giản về cách tạo một động cơ DIY Stirling bằng cách sử dụng một ống nghiệm và ống tiêm .

Cách tạo động cơ Stirling đơn giản - Video

Các thành phần và các bước để tạo ra một động cơ Stirling

1. Một miếng gỗ cứng hoặc ván ép

Đây là nền tảng cho động cơ của bạn. Vì vậy, nó phải đủ cứng để đối phó với các chuyển động của động cơ. Sau đó tạo ba lỗ nhỏ như trong hình. Bạn cũng có thể sử dụng ván ép, gỗ, v.v.

2. Hạt đá cẩm thạch hoặc thủy tinh

Trong động cơ Stirling, những quả bóng này có một chức năng quan trọng. Trong phương án này, viên bi đóng vai trò như một chất đẩy không khí nóng từ bên ấm của ống nghiệm sang bên lạnh. Khi đá cẩm thạch thay thế không khí nóng, nó sẽ nguội đi.

3. Gậy và vít

Các chốt và vít được sử dụng để giữ ống ở vị trí thoải mái để di chuyển tự do theo bất kỳ hướng nào mà không bị gián đoạn.

4. miếng cao su

Mua một cục tẩy và cắt nó thành các hình sau. Nó được sử dụng để giữ ống một cách an toàn và giữ kín. Không được có lỗ rò rỉ ở miệng ống. Nếu vậy, dự án sẽ không thành công.

Ống tiêm là một trong những bộ phận quan trọng và chuyển động trong động cơ Stirling đơn giản. Thêm một ít dầu mỡ vào bên trong ống tiêm để piston có thể di chuyển tự do bên trong thùng. Khi không khí mở rộng bên trong ống, nó đẩy pít tông đi xuống. Kết quả là, thùng ống tiêm di chuyển lên trên. Đồng thời viên bi lăn tới mặt nóng của ống và dịch chuyển không khí nóng ra ngoài và làm cho nó nguội đi (giảm thể tích).

6. Ống nghiệm Ống nghiệm là bộ phận làm việc và quan trọng nhất của động cơ Stirling đơn giản. Ống được làm bằng một loại thủy tinh nhất định (ví dụ, thủy tinh borosilicat), có khả năng chịu nhiệt cao. Vì vậy, nó có thể được nung nóng đến nhiệt độ cao.

Động cơ Stirling hoạt động như thế nào?

Một số người nói rằng động cơ Stirling rất đơn giản. Nếu điều này là đúng, thì cũng giống như các phương trình vật lý vĩ đại (như E = mc2), chúng rất đơn giản: bề ngoài chúng đơn giản, nhưng phong phú hơn, phức tạp hơn và có khả năng rất khó hiểu cho đến khi bạn nhận ra chúng. Tôi nghĩ sẽ an toàn hơn khi nghĩ về các công cụ Stirling là phức tạp: nhiều video YouTube rất tệ cho thấy việc "giải thích" chúng một cách không đầy đủ và không thỏa đáng là điều rất dễ dàng.

Theo tôi, bạn không thể hiểu một động cơ Stirling chỉ đơn giản là tạo ra nó hoặc quan sát cách nó hoạt động từ bên ngoài: bạn cần nghiêm túc suy nghĩ về chu kỳ của các bước mà nó trải qua, điều gì xảy ra với khí bên trong và nó khác với những gì. xảy ra trong động cơ hơi nước thông thường.

Tất cả những gì cần thiết để động cơ hoạt động là sự chênh lệch nhiệt độ giữa phần nóng và phần lạnh của buồng khí. Các mô hình đã được chế tạo chỉ có thể hoạt động với nhiệt độ chênh lệch 4 ° C, mặc dù các động cơ của nhà máy có khả năng hoạt động với mức chênh lệch vài trăm độ. Những động cơ này có thể là dạng động cơ đốt trong hiệu quả nhất.

Động cơ Stirling và năng lượng mặt trời tập trung

Động cơ Stirling cung cấp một phương pháp gọn gàng để chuyển đổi nhiệt năng thành chuyển động có thể cung cấp năng lượng cho máy phát điện. Cách sắp xếp phổ biến nhất là đặt động cơ ở trung tâm của gương parabol. Gương sẽ được gắn trên tracker để tập trung tia nắng mặt trời vào động cơ.

* Động cơ Stirling như máy thu

Bạn có thể đã chơi với thấu kính lồi trong những ngày trung học của mình. Tập trung năng lượng mặt trời để đốt cháy một tờ giấy hoặc một que diêm, tôi nói đúng không? Công nghệ mới đang phát triển từng ngày. Năng lượng mặt trời tập trung ngày càng được chú ý nhiều hơn trong những ngày này.

Trên đây là đoạn video ngắn về một mô tơ ống nghiệm đơn giản sử dụng các hạt thủy tinh làm bộ chuyển vị và một ống tiêm thủy tinh làm pít tông điện.

Động cơ Stirling đơn giản này được chế tạo từ những vật liệu có sẵn trong hầu hết các phòng thí nghiệm khoa học của trường và có thể được sử dụng để chứng minh một động cơ nhiệt đơn giản.

Biểu đồ áp suất-thể tích mỗi chu kỳ

Quá trình 1 → 2 Sự nở ra của khí làm việc ở đầu ống nóng lên, nhiệt truyền cho khí và khí nở ra làm tăng thể tích và đẩy pittông xilanh lên trên.

Quá trình 2 → 3 Khi viên bi di chuyển đến đầu nóng của ống nghiệm, khí bị ép từ đầu nóng của ống nghiệm đến đầu lạnh, và khi chất khí chuyển động, nó tỏa nhiệt ra thành ống nghiệm.

Quá trình 3 → 4 Nhiệt thoát ra khỏi khí làm việc và thể tích giảm, pít tông xilanh chuyển động đi xuống.

Quá trình 4 → 1 Kết thúc chu trình. Khí làm việc chuyển động từ đầu lạnh sang đầu nóng khi các viên bi làm dịch chuyển nó, hút nhiệt từ thành ống khi nó chuyển động, do đó làm tăng áp suất khí.

Động cơ Stirling từng nổi tiếng đã bị lãng quên trong một thời gian dài do việc sử dụng tràn lan một loại động cơ khác (đốt trong). Nhưng ngày nay chúng ta nghe nhiều hơn về anh ấy. Có lẽ anh ấy có cơ hội trở nên nổi tiếng hơn và tìm thấy vị trí của mình trong một sự thay đổi mới trong thế giới hiện đại?

Môn lịch sử

Động cơ Stirling là động cơ nhiệt được phát minh vào đầu thế kỷ XIX. Như bạn đã biết, tác giả là một Stirling tên Robert, một linh mục đến từ Scotland. Thiết bị này là một động cơ đốt ngoài, trong đó cơ thể chuyển động trong một thùng kín, nhiệt độ thay đổi liên tục.

Do sự gia tăng của một loại động cơ khác, nó gần như bị lãng quên. Tuy nhiên, nhờ những ưu điểm của nó, ngày nay động cơ Stirling (nhiều người nghiệp dư tự tay chế tạo nó tại nhà) đang trở lại một lần nữa.

Sự khác biệt chính so với động cơ đốt trong là nhiệt năng đến từ bên ngoài, và không được tạo ra trong chính động cơ như trong động cơ đốt trong.

Nguyên lý hoạt động

Bạn có thể tưởng tượng một thể tích không khí kín được bao bọc trong một vỏ có màng, tức là một pít-tông. Khi cơ thể nóng lên, không khí nở ra và thực hiện công việc, do đó làm cong piston. Sau đó, nó nguội đi và nó uốn cong trở lại. Đây là chu kỳ của cơ chế.

Không có gì lạ khi nhiều động cơ âm thanh nhiệt Stirling tự chế được sản xuất tại nhà. Các công cụ và vật liệu cho việc này yêu cầu tối thiểu có thể tìm thấy trong nhà của mọi người. Hãy xem xét hai cách khác nhau để tạo ra nó một cách dễ dàng.

Vật liệu làm việc

Để tạo ra một động cơ Stirling bằng tay của chính bạn, bạn sẽ cần những vật liệu sau:

• thiếc;
• thép nói;
• Ống đồng;
• cưa sắt;
• tập tin;
• Giá gỗ;
• kéo cho kim loại;
• chi tiết ốc vít;
• mỏ hàn;
• hàn đắp;
• chất hàn;
• cỗ máy.

Đó là tất cả. Phần còn lại là vấn đề kỹ thuật đơn giản.

Làm thế nào để làm

Một hộp cứu hỏa và hai xi lanh cho phần đế được làm từ thiếc, trong đó có động cơ Stirling, được làm bằng tay, sẽ bao gồm. Các kích thước được lựa chọn độc lập, có tính đến mục đích của thiết bị này. Giả sử động cơ đang được sản xuất cho mục đích trình diễn. Sau đó, độ quét của trụ chính sẽ là từ hai mươi đến hai mươi lăm cm, không hơn. Phần còn lại của các bộ phận nên điều chỉnh cho phù hợp.

Trên đỉnh của xi lanh cho sự chuyển động của pít-tông, người ta làm hai phần nhô ra và lỗ có đường kính từ bốn đến năm milimét. Các phần tử sẽ đóng vai trò là ổ trục để định vị cụm tay quay.

Tiếp theo, chúng tạo ra chất lỏng hoạt động của động cơ (nước thông thường sẽ trở thành nó). Các vòng tròn thiếc được hàn vào hình trụ, được cuộn lại thành một đường ống. Các lỗ được tạo trong đó và các ống bằng đồng thau được đưa vào có chiều dài từ 25 đến 35 cm và đường kính từ 4 đến 5 mm. Cuối cùng, họ kiểm tra xem buồng đã chật đến mức nào bằng cách cho nước ngập nó.

Tiếp theo là tàu di dời. Đối với sản xuất, hãy lấy một khoảng trống từ một cái cây. Trên chiếc máy, họ đang cố gắng làm cho nó có hình dạng của một hình trụ thông thường. Bộ dịch chuyển phải nhỏ hơn một chút so với đường kính xi lanh. Chiều cao tối ưu được chọn sau khi động cơ Stirling tự làm. Do đó, ở giai đoạn này, chiều dài nên giả định một số lợi nhuận.

Các nói được biến thành một thanh trụ. Một lỗ được tạo ở giữa thùng gỗ, phù hợp với thân cây, chèn nó vào. Ở phần trên của thanh, cần phải cung cấp chỗ cho thiết bị thanh kết nối.

Sau đó, họ lấy những ống đồng dài 4 cm rưỡi và đường kính 2 cm rưỡi. Một cốc thiếc được hàn vào hình trụ. Một lỗ được tạo ra trên các mặt của các bức tường để giao tiếp của thùng chứa với hình trụ.

Piston cũng được điều chỉnh trên máy tiện theo đường kính của xylanh lớn từ bên trong. Ở phía trên, thân cây được kết nối theo một cách bản lề.

Việc lắp ráp hoàn tất và cơ chế được thiết lập. Để làm điều này, piston được lắp vào một xi lanh lớn hơn và kết nối với một xi lanh khác nhỏ hơn.

Một cơ cấu tay quay được chế tạo trên một hình trụ lớn. Một phần của động cơ được cố định bằng mỏ hàn. Các bộ phận chính được cố định trên giá đỡ bằng gỗ.

Hình trụ chứa đầy nước và dưới đáy có đặt một ngọn nến. Động cơ Stirling, được làm bằng tay từ đầu đến cuối, được kiểm tra khả năng hoạt động.

Phương pháp hai: vật liệu

Động cơ có thể được chế tạo theo cách khác. Để làm điều này, bạn sẽ cần các tài liệu sau:

• thiếc;
• cao su xốp;
• kẹp giấy;
• đĩa;
• hai bu lông.

Làm thế nào để làm

Cao su bọt rất thường được sử dụng để chế tạo động cơ Stirling đơn giản, không mạnh tại nhà bằng chính tay của bạn. Một bộ dịch chuyển cho động cơ được chuẩn bị từ nó. Cắt bỏ hình tròn xốp. Đường kính nên nhỏ hơn một chút so với đường kính của lon thiếc và chiều cao chỉ hơn một nửa.

Một lỗ được tạo ở giữa nắp cho thanh kết nối trong tương lai. Để làm cho nó đi lại trơn tru, kẹp giấy được gấp thành hình xoắn ốc và hàn vào nắp.

Vòng tròn cao su xốp ở giữa được xỏ bằng một sợi dây mảnh có vít và cố định phía trên bằng vòng đệm. Sau đó, một phần của kẹp giấy được kết nối bằng cách hàn.

Bộ dịch chuyển được đẩy vào lỗ trên nắp và bình và nắp được hàn với nhau để niêm phong. Một vòng nhỏ được tạo trên một chiếc kẹp giấy và một lỗ khác lớn hơn trên nắp.

Tấm thiếc được cuộn lại thành hình trụ và hàn, sau đó gắn vào bình để không còn khoảng trống nào.

Kẹp giấy được biến thành trục khuỷu. Khoảng cách phải chính xác là chín mươi độ. Đầu gối phía trên hình trụ được làm lớn hơn một chút so với đầu gối còn lại.

Phần còn lại của kim ghim được chuyển thành giá đỡ trục. Màng được làm như sau: hình trụ được bọc trong một màng polyetylen, được ép qua và buộc chặt bằng một sợi chỉ.

Thanh kết nối được làm từ một chiếc kẹp giấy được đưa vào một miếng cao su và phần hoàn thiện được gắn vào màng. Chiều dài của thanh kết nối được làm sao cho màng được kéo vào hình trụ ở điểm gộp dưới cùng và kéo dài ra ở điểm cao nhất. Phần thứ hai của thanh nối được thực hiện theo cách tương tự.

Sau đó, một cái được dán vào màng và cái kia vào bộ dịch chuyển.

Chân lọ cũng có thể được làm từ kẹp giấy và hàn. Một đĩa CD được sử dụng cho tay quay.

Vì vậy, toàn bộ cơ chế đã sẵn sàng. Nó vẫn chỉ để thay thế và thắp sáng một ngọn nến bên dưới, sau đó tạo một lực đẩy qua bánh đà.

Phần kết luận

Đó là động cơ Stirling nhiệt độ thấp (tự chế tạo). Tất nhiên, ở quy mô công nghiệp, các thiết bị như vậy được sản xuất theo một cách hoàn toàn khác. Tuy nhiên, nguyên tắc vẫn không thay đổi: lượng không khí được đốt nóng và sau đó được làm lạnh. Và điều này liên tục lặp lại.

Cuối cùng, hãy xem những bản vẽ này của động cơ Stirling (bạn có thể tự làm mà không cần kỹ năng đặc biệt). Có thể bạn đã bùng cháy với ý tưởng và bạn muốn làm điều gì đó tương tự?

Động cơ Stirling từng nổi tiếng đã bị lãng quên trong một thời gian dài do việc sử dụng tràn lan một loại động cơ khác (đốt trong). Nhưng ngày nay chúng ta nghe nhiều hơn về anh ấy. Có lẽ anh ấy có cơ hội trở nên nổi tiếng hơn và tìm thấy vị trí của mình trong một sự thay đổi mới trong thế giới hiện đại?

Môn lịch sử

Động cơ Stirling là động cơ nhiệt được phát minh vào đầu thế kỷ XIX. Như bạn đã biết, tác giả là một Stirling tên Robert, một linh mục đến từ Scotland. Thiết bị này là một động cơ đốt ngoài, trong đó cơ thể chuyển động trong một thùng kín, nhiệt độ thay đổi liên tục.

Do sự gia tăng của một loại động cơ khác, nó gần như bị lãng quên. Tuy nhiên, nhờ những ưu điểm của nó, ngày nay động cơ Stirling (nhiều người nghiệp dư tự tay chế tạo nó tại nhà) đang trở lại một lần nữa.

Sự khác biệt chính so với động cơ đốt trong là nhiệt năng đến từ bên ngoài, và không được tạo ra trong chính động cơ như trong động cơ đốt trong.

Nguyên lý hoạt động

Bạn có thể tưởng tượng một thể tích không khí kín được bao bọc trong một vỏ có màng, tức là một pít-tông. Khi cơ thể nóng lên, không khí nở ra và thực hiện công việc, do đó làm cong piston. Sau đó, nó nguội đi và nó uốn cong trở lại. Đây là chu kỳ của cơ chế.

Không có gì lạ khi nhiều động cơ âm thanh nhiệt Stirling tự chế được sản xuất tại nhà. Các công cụ và vật liệu cho việc này yêu cầu tối thiểu có thể tìm thấy trong nhà của mọi người. Hãy xem xét hai cách khác nhau để tạo ra nó một cách dễ dàng.

Vật liệu làm việc

Để tạo ra một động cơ Stirling bằng tay của chính bạn, bạn sẽ cần những vật liệu sau:

• thiếc;
• thép nói;
• Ống đồng;
• cưa sắt;
• tập tin;
• Giá gỗ;
• kéo cho kim loại;
• chi tiết ốc vít;
• mỏ hàn;
• hàn đắp;
• chất hàn;
• cỗ máy.

Đó là tất cả. Phần còn lại là vấn đề kỹ thuật đơn giản.

Làm thế nào để làm

Một hộp cứu hỏa và hai xi lanh cho phần đế được làm từ thiếc, trong đó có động cơ Stirling, được làm bằng tay, sẽ bao gồm. Các kích thước được lựa chọn độc lập, có tính đến mục đích của thiết bị này. Giả sử động cơ đang được sản xuất cho mục đích trình diễn. Sau đó, độ quét của trụ chính sẽ là từ hai mươi đến hai mươi lăm cm, không hơn. Phần còn lại của các bộ phận nên điều chỉnh cho phù hợp.

Trên đỉnh của xi lanh cho sự chuyển động của pít-tông, người ta làm hai phần nhô ra và lỗ có đường kính từ bốn đến năm milimét. Các phần tử sẽ đóng vai trò là ổ trục để định vị cụm tay quay.

Tiếp theo, chúng tạo ra chất lỏng hoạt động của động cơ (nước thông thường sẽ trở thành nó). Các vòng tròn thiếc được hàn vào hình trụ, được cuộn lại thành một đường ống. Các lỗ được tạo trong đó và các ống bằng đồng thau được đưa vào có chiều dài từ 25 đến 35 cm và đường kính từ 4 đến 5 mm. Cuối cùng, họ kiểm tra xem buồng đã chật đến mức nào bằng cách cho nước ngập nó.

Tiếp theo là tàu di dời. Đối với sản xuất, hãy lấy một khoảng trống từ một cái cây. Trên chiếc máy, họ đang cố gắng làm cho nó có hình dạng của một hình trụ thông thường. Bộ dịch chuyển phải nhỏ hơn một chút so với đường kính xi lanh. Chiều cao tối ưu được chọn sau khi động cơ Stirling tự làm. Do đó, ở giai đoạn này, chiều dài nên giả định một số lợi nhuận.

Các nói được biến thành một thanh trụ. Một lỗ được tạo ở giữa thùng gỗ, phù hợp với thân cây, chèn nó vào. Ở phần trên của thanh, cần phải cung cấp chỗ cho thiết bị thanh kết nối.

Sau đó, họ lấy những ống đồng dài 4 cm rưỡi và đường kính 2 cm rưỡi. Một cốc thiếc được hàn vào hình trụ. Một lỗ được tạo ra trên các mặt của các bức tường để giao tiếp của thùng chứa với hình trụ.

Piston cũng được điều chỉnh trên máy tiện theo đường kính của xylanh lớn từ bên trong. Ở phía trên, thân cây được kết nối theo một cách bản lề.

Việc lắp ráp hoàn tất và cơ chế được thiết lập. Để làm điều này, piston được lắp vào một xi lanh lớn hơn và kết nối với một xi lanh khác nhỏ hơn.

Một cơ cấu tay quay được chế tạo trên một hình trụ lớn. Một phần của động cơ được cố định bằng mỏ hàn. Các bộ phận chính được cố định trên giá đỡ bằng gỗ.

Hình trụ chứa đầy nước và dưới đáy có đặt một ngọn nến. Động cơ Stirling, được làm bằng tay từ đầu đến cuối, được kiểm tra khả năng hoạt động.

Phương pháp hai: vật liệu

Động cơ có thể được chế tạo theo cách khác. Để làm điều này, bạn sẽ cần các tài liệu sau:

• thiếc;
• cao su xốp;
• kẹp giấy;
• đĩa;
• hai bu lông.

Làm thế nào để làm

Cao su bọt rất thường được sử dụng để chế tạo động cơ Stirling đơn giản, không mạnh tại nhà bằng chính tay của bạn. Một bộ dịch chuyển cho động cơ được chuẩn bị từ nó. Cắt bỏ hình tròn xốp. Đường kính nên nhỏ hơn một chút so với đường kính của lon thiếc và chiều cao chỉ hơn một nửa.

Một lỗ được tạo ở giữa nắp cho thanh kết nối trong tương lai. Để làm cho nó đi lại trơn tru, kẹp giấy được gấp thành hình xoắn ốc và hàn vào nắp.

Vòng tròn cao su xốp ở giữa được xỏ bằng một sợi dây mảnh có vít và cố định phía trên bằng vòng đệm. Sau đó, một phần của kẹp giấy được kết nối bằng cách hàn.

Bộ dịch chuyển được đẩy vào lỗ trên nắp và bình và nắp được hàn với nhau để niêm phong. Một vòng nhỏ được tạo trên một chiếc kẹp giấy và một lỗ khác lớn hơn trên nắp.

Tấm thiếc được cuộn lại thành hình trụ và hàn, sau đó gắn vào bình để không còn khoảng trống nào.

Kẹp giấy được biến thành trục khuỷu. Khoảng cách phải chính xác là chín mươi độ. Đầu gối phía trên hình trụ được làm lớn hơn một chút so với đầu gối còn lại.

Phần còn lại của kim ghim được chuyển thành giá đỡ trục. Màng được làm như sau: hình trụ được bọc trong một màng polyetylen, được ép qua và buộc chặt bằng một sợi chỉ.

Thanh kết nối được làm từ một chiếc kẹp giấy được đưa vào một miếng cao su và phần hoàn thiện được gắn vào màng. Chiều dài của thanh kết nối được làm sao cho màng được kéo vào hình trụ ở điểm gộp dưới cùng và kéo dài ra ở điểm cao nhất. Phần thứ hai của thanh nối được thực hiện theo cách tương tự.

Sau đó, một cái được dán vào màng và cái kia vào bộ dịch chuyển.

Chân lọ cũng có thể được làm từ kẹp giấy và hàn. Một đĩa CD được sử dụng cho tay quay.

Vì vậy, toàn bộ cơ chế đã sẵn sàng. Nó vẫn chỉ để thay thế và thắp sáng một ngọn nến bên dưới, sau đó tạo một lực đẩy qua bánh đà.

Phần kết luận

Đó là động cơ Stirling nhiệt độ thấp (tự chế tạo). Tất nhiên, ở quy mô công nghiệp, các thiết bị như vậy được sản xuất theo một cách hoàn toàn khác. Tuy nhiên, nguyên tắc vẫn không thay đổi: lượng không khí được đốt nóng và sau đó được làm lạnh. Và điều này liên tục lặp lại.

Cuối cùng, hãy xem những bản vẽ này của động cơ Stirling (bạn có thể tự làm mà không cần kỹ năng đặc biệt). Có thể bạn đã bùng cháy với ý tưởng và bạn muốn làm điều gì đó tương tự?

Động cơ Stirling là động cơ có thể chạy bằng năng lượng nhiệt. Trong trường hợp này, nguồn nhiệt hoàn toàn không quan trọng. Điều chính là có sự chênh lệch nhiệt độ, trong trường hợp đó động cơ này sẽ hoạt động. Tác giả đã tìm ra cách tạo ra một mô hình động cơ như vậy từ lon Coca-Cola.

Ở công đoạn cuối cùng, nắp phải được cắt như trong hình. Điều này được thực hiện để ngăn không cho dây chuyển chỗ bám vào các cạnh của nắp. Kéo gia đình thích hợp cho những công việc như vậy.

Do đó, trên một mặt của bông gòn, bạn cần tạo thành một vòng xoắn của dây để nó không bị bung ra khỏi bông gòn, và ở phía bên kia, một vòng dây được làm bằng dây. Tiếp theo, một dây câu được buộc vào vòng lặp này, sau đó được kéo qua tâm của màng ngăn. Cao su lưu hóa nên ở giữa thùng chứa.