Мой двигатель STIRLING.
Пояснение работы двигателя,и разметка маховичка.
Маховик разметил на 6 отверстий,но передумал сделал 5 меньше сверлить.
Без коментарий.
Без коментарий.
Без коментатий.
.
Шток вытиснителя должен быть калёный и отполирован.
Для того чтоб узнать ход рабочего цилиндра.Отодвигаем вытиснитель в холодильную камеру.А рабочий цилиндр вытягиваем на 25мм.Нагреваем жаровую камеру .Акуратно под рабочим шатуном ложим линейку.И запоминаем данные. Резко заталкиваем вытиснитель и на сколько рабочий цилиндр передвинется это и есть его ход.Этот размер играет очень важную роль.
Вот и всё. Посмотреть работу двигателя
cazac.ucoz.com
Рассмотрим несколько низкотемпературных моделек . Для начала простенький движок по такой схеме.
Используются всё теже подручные материалы, кстати указаны все размеры, кто хочет может повторить
А вот и более детальный чертёжик, дерзайте.
Если навесить дополнительно маленькие катушки индуктивности, а на диск приклеить несколько магнитов, получим простой линейный генератор, мощности которого вполне хватит что бы питать пару другую светодиодов, прикольно.
И щё одна простенькая моделька все детали перед вами.
Обратите внимание что здесь стоит эластичная мембрана в качестве робочего поршня, это идеальный вариант для тех у кого нет возможности сделать идеальную пару гильза-поршень.
Даже учитывая видимую "как бы" простоту этого двигателя, не у каждого получится собрать его по картинкам, поэтому я специально записал видеоуроки по изготовлению моделей стирлинга своими руками, с подробными объяснениями, их можно найти здесь.
www.physicstoys.narod.ru
Может это незначительно не по теме, но не поделиться с Вами я просто не cмог. Мысль производства мотора » Стирлинга » своими руками зрела в моём мозгу очень издавна. Но как у многих из нас то времени не хватает, то способностей….одним словом затянулся мой » Стирлинг » практически на пол года. Но сейчас, открыв собственный блог, надеюсь довести сие творение до конца, чтобы не разочаровывать собственных читателей. 
двигатель Стирлинга — базисная модель
Во первых — это маленькая модель, примерно 200 мм. в длину. Во вторых — на мой взор она показалась обычной в изготовлении. И в конце концов в третьих — к ней шли все нужные чертежи нужные для производства. А вот кстати и они:
Для начала , как реальный фрезеровщик и программер станков ЧПУ, я решил перенести все в компьютер. Но не просто в виде чертежа, а в виде 3_х мерной модели. Так намного проще разобраться что к чему, можно поменять форму деталей по собственному усмотрению, сходу созидать конечный итог и просто потому-что так намного приятнее работать. Проведя один денек около компьютера я благополучно перенес в него все чертежи, растянул большие модели и собрал все воедино. Вышла достаточно привлекательная вещица, очень напоминающая двигатель стирлинга. Правда пришлось внести некие поправки в эту модель:
А вот собствено в общих чертах то , что у меня вышло:
Конечный итог мотора стирлинга
Вроде-бы как все. Что касается материалов для производства, то тут все очень просто:
И так сказать на десерт выкладываю мое детище на ваш трибунал в виде 3D сборки с расширением .x_t (Parasolid)
А для тек у кого нет способности пользоваться моделями, выкладываю exe-шник eDrawings как приятное пособие к чертежам (последний скрин изготовлен с этого файла).
У кого препядствия с отрыванием x_t , пишите комменты , постараюсь выложить во различных форматах. Кого заинтересовывают готовые программки , написанные в GibbsCAM тоже пишите. Осталось дело за малым — написать программки, сделать, собрать и в конце концов «завести» собственный 1-ый стирлинг изготовленный своими руками ! К последующим выходным, думаю выложу полный фото отчет о проведенной работе и если повезет, то и видео с работающим движком.
ctirling.ru
Здесь я буду выкладывать фотки , чертежи и руководства по сборке моделей двигателей Стирлинга своими руками. Возможно это вдохновит и поможет тем кто решится на постройку собственного двигателя. Все эти материалы были собраны мной в интернете даже не за один год, и я уже не помню адреса источников, поэтому пусть истинные хозяева на меня не обижаются (хотя они почти все не русские). В разделе полезные ссылки я постараюсь привести источники какие вспомню.
Для начала рассмотрим сборки фирменных моделек из готовых деталек, такая себе отвёрточная сборка, купил( у нас почти не найдёш, может только через интернет), принёс домой, быстренько собрал и получил удовольствие( для тех кто любит по - быстренькому). Японская штучка(моделька).
Вот такая вот коробочка с детальками, всё очень культурно, инструкция, все дела.
Такая вот рабочая мембранка(вместо поршня) всё на шурупиках.
Вытеснитель из поролона простой и лёгкий - гениально.
Работает на чашке с гарячим чаем, лёд сверху даёт больший контраст температур, а значит и производительность
Правда эту игрушку уже давно подделывают китайцы, короче как всегда - качество падает, ну и цена тоже.
www.physicstoys.narod.ru
Следующий пример двигателя Стирлинга являет собой весьма оригинальную схему конструкции. Дело в том что вытеснитель здесь вращается на оси а не движется поступательно как в прошлых примерах. Да и качество сборки радует, тут уже без токарного станка и прочих точных инструментов не обойтись, но это того стоит, поверте.
А вот и мультик что бы понять принцип работы (красный-поршень вытеснитель, черный-рабочий)
Вытеснитель он же маховик во всей красе зацените.
Прокладки между гарячими и холодными половинками корпуса из теплонепроводного материала
трубка соединяющая рабочий поршень с корпусом здесь всё понятно
пара гильза-поршень
Предлагаю Вам несколько файлов с чертежами других движков в pdf формате для общего развития (а может кто-нибудь попробует сделать).
Даже учитывая видимую "как бы" простоту этого двигателя, не у каждого получится собрать его по картинкам, поэтому я специально записал видеоуроки по изготовлению моделей стирлинга своими руками, с подробными объяснениями, их можно найти здесь.
www.physicstoys.narod.ru
Стирлинг - это устройсво преобразующее тепловую энергию в механическую ну как двигатель, с тем лиш отличием, что эта тепловая энергия приходит к нему из вне, а не производится им непосредственно(как это происходит например в двигателе внутреннего сгорания). Это и есть его самое уникальное и замечательное свойство отличающее его от всех остальных машин. Да, ну и само собой такое название Стирлинг пошло от фамилии человека который всё это первый придумал, кто заинтересуется историей этого вопроса может нарыть в интернете кучу инфы, меня лично это мало волнует.
Понять его устройство можно на примере ряда картинок ниже.
Допустим мы имеем какой то замкнутый объем воздуха в жестком корпусе с эластичной мембраной (или поршнем по другому). Нагревая корпус двигателя воздух внутри расширится и совершит работу, выгибая мембрану наружу. И наоборот охлаждая корпус мембрана вогнется, опять совершив работу. Вот и весь цикл, проще не придумаеш, осталось только "автоматизировать" этот процес.
Для этого внутри корпуса двигателя размещается так называемый поршень вытеснитель(на рисунке он зелёненький с нерусским словом), смысл этого девайса в том что он должен перегонять оставшийся в корпусе воздух от горячей области внизу к охлаждаемой вверху. На рисунке видно что сам поршень вытеснитель занимает собой почти половину объёма внутренней полости двигателя, в виде такого диска, не плотно прилегающего к стенкам. Через этот зазор воздух перетекает из горячей полости в холодную и обратно.Надо сказать что сам этот поршень в идеале должен быть лёгким и плохо проводящим тепло, поскольку он фактически разделяет собой гарячую и холодную области внутри двигателя.
Ну а дальше уже всем знакомая кривошипно-шатунная схема связывает вытеснитель и мембрану(или рабочий поршень) на одной оси вращения,что обеспечит нам цикличность процесса т.е. поднятие и опускание поршней. (внимательно изучайте картинки включайте воображение)
Ещё одна важная деталь на которую нужно обратить внимание заключается в том что рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения двигателя(у нас на рисунке как вы могли заметить вращение происходит против часовой стрелки). Это идеальный вариант соединения для такой схемы. Попытайтесь проиграть каждую картинку по очереди, представить что происходит сдавлением воздуха внутри двигателя и как всё это преобразуется в возвратно-поступательное движение.
Надо ещё признать, что на схеме, а именно на оси , отсутствует одна важная деталь - это маховик, он то и поддерживает весь цикл вращения.
НЕ отчаивайтесь если срезу не всё понятно, я сам помню долго въезжал в своё время, а некоторые моменты полностью понял только когда собрал свой первый стирлинг. Главное начать, и если не потеряете интерес, то разберётесь, а я на других примерах надеюсь помогу вам, ибо здесь на самом деле масса хитрых моментов.
Вот например таже схемка но уже в движении, теперь я думаю будет несколько понятнее. Причем это фактически разрез реальной рабочей модели, жаль правда что только в одном боковом виде.
А вот еще одна конструкция где видно как рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения двигателя, также присутствует маховик.
Или вот ещё пример.
Всё это были примеры низкотемпературных двигателей, так сказать моделек, игрушек, поясняющих принцип работы. Промышленные стирлинги которые используются в разных целях, от генерации электроэнергии, до говорят, движения подводных лодок выглядят совершенно по другому (будем рассматривать их в других разделах сайта). Но принцип всегда остаётся темже - нагрев и охлаждение замкнутого объема воздуха, а ещё лучше водорода или гелия (короче рабочего тела по другому).
Вообще Стирлинги делят на три типа, альфа, бетта, гамма.
Красным помечена нагреваемая область, синим охлождаемая
Ещё пару мультиков для представления, альфа и бетта соответственно.
А вот вообще всё по полочкам, гамма версия.
ну и наконец альфа тип во всей красе.
А вот маленький Стирлинг охлаждает своей работой какой-то чип на материнской плате, интересное применение. Жаль у меня нет видео с этой штукой, интересно было бы глянуть.
Зато есть принципиальная схема этого девайса
super-texnolog.narod.ru
Двигатель Стирлинга — тепловая машина, в которой жидкое или газообразное рабочее тело движется в замкнутом объёме, разновидность двигателя внешнего сгорания. Основан на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объёма рабочего тела. Может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла.
Двигатель Стирлинга это устройство способно преобразовывать любую тепловую энергию, в механическую. Его можно подключить к генератору и получать электричество. Или к любому потребителю механической энергии. Наиболее заманчиво выглядит утилизация, с его помощью, дармового тепла, вылетающего в трубы котельных, дровяных печей или падающего на нас с неба, в виде солнечных лучей.
Понять устройство Двигателя Стирлинга можно на примере :
Допустим мы имеем какой то замкнутый объем воздуха в жестком корпусе с эластичной мембраной (или поршнем по другому) Рис.1 (Fig 1) . Нагревая корпус двигателя воздух внутри расширится и совершит работу, выгибая мембрану наружу Рис.2 (Fig 2). И наоборот охлаждая корпус мембрана втянется вовнутрь Рис.3 (Fig 3) , опять совершив работу :
Для этого внутри корпуса двигателя Стирлинга размещается так называемый поршень вытеснитель (Displacer) Рис4. (Fig 4), смысл этого девайса в том что он должен перегонять оставшийся в корпусе воздух от горячей области внизу к охлаждаемой вверху Fig 5 . На рисунке видно что сам поршень вытеснитель занимает собой почти половину объёма внутренней полости двигателя, в виде такого диска, не плотно прилегающего к стенкам. Через этот зазор воздух перетекает из горячей полости в холодную и обратно. Надо сказать что сам этот поршень в идеале должен быть лёгким и плохо проводящим тепло, поскольку он фактически разделяет собой горячую (Hot sektion) и холодную (Cool sektion) области внутри двигателя :
Ну а дальше уже всем знакомый кривошипно-шатунный механизм связывает вытеснитель и мембрану (или рабочий поршень) на одной оси вращения Рис 6. (Fig 6 ) , что обеспечит нам цикличность процесса т.е. поднятие и опускание поршней Рис 7 (Fig 7) :
Ещё одна важная деталь на которую нужно обратить внимание заключается в том что рабочий поршень отстаёт от вытеснителя на 90 градусов по ходу вращения двигателя на рисунке Рис 8. (Fig 8) как вы могли заметить вращение происходит против часовой стрелки. Это идеальный вариант соединения для данной схемы :
На этих схемах, а именно на оси , отсутствует одна важная деталь - это маховик, он то и поддерживает весь цикл вращения Рис 10 :
Рис: 10
Рассмотрим более полную схему двигателя Стирлинга но уже в движении Рис 11 :
Рис: 11
Модель двигателя Стирлинга в действии Рис 12:
Рис 12.
Двигатель Ds-150 в разрезе Рис 13. :
stirling.at.ua
