Mobile léger

Connaissant le principe de construction d'un moteur Stirling et disposant de plusieurs boîtes de pommade, de morceaux de fil et d'un gant ou d'un cylindre jetable flexible dans notre stock domestique, nous pouvons devenir propriétaires d'un modèle de bureau fonctionnel.

1. Modèle d'un moteur alimenté par la chaleur du thé chaud

Nous utiliserons la chaleur du thé ou du café chaud dans un verre pour démarrer ce moteur. Ou un chauffe-boissons spécial connecté à l'ordinateur sur lequel nous travaillons à l'aide d'un connecteur USB. Dans tous les cas, l'assemblage du mobile nous procurera beaucoup de plaisir, dès qu'il commencera à fonctionner tranquillement, en tournant le volant d'inertie argenté. Je pense que cela semble assez encourageant pour se mettre immédiatement au travail.

Conception du moteur. Le gaz de travail, et dans notre cas l'air, est chauffé sous le piston mélangeur principal. L'air chauffé subit une augmentation de pression et pousse le piston de travail vers le haut, lui transférant son énergie. Il tourne en même temps vilebrequin. Le piston déplace ensuite le gaz de travail vers une zone de refroidissement au-dessus du piston, où le volume de gaz est réduit pour aspirer le piston de travail. L'air remplit l'espace de travail se terminant par le cylindre et le vilebrequin continue de tourner, entraîné par le deuxième bras de manivelle du petit piston. Les pistons sont reliés par un vilebrequin de telle manière que le piston dans le cylindre chaud est en avance sur le piston dans le cylindre froid de 1/4 de course. Il est montré dans la fig. une.

Moteur Stirling produit de l'énergie mécanique en utilisant les différences de température. Le modèle d'usine produit moins de bruit que les moteurs à vapeur ou les moteurs à combustion interne. Ne nécessite pas l'utilisation de grands volants d'inertie pour améliorer la douceur de rotation. Cependant, ses avantages ne l'ont pas emporté sur les inconvénients et il n'est finalement pas devenu aussi répandu que les modèles à vapeur. Auparavant, les moteurs Stirling étaient utilisés pour pomper l'eau et propulser de petits bateaux. Au fil du temps, ils ont été remplacés par des moteurs à combustion interne et des moteurs électriques fiables qui n'avaient besoin que d'électricité pour fonctionner.

Matériaux: deux boîtes, par exemple, pour pommade pour chevaux, de 80 mm de haut et 100 mm de diamètre (mêmes ou plus ou moins les mêmes dimensions), un tube de comprimés de multivitamines, un gant en caoutchouc ou silicone jetable, styrodur ou polystyrène, tétrique, c'est-à-dire pince en plastique souple avec crémaillère et pignon, trois plaques provenant d'un ancien disque d'ordinateur, fil de 1,5 ou 2 mm de diamètre, isolation thermorétractable avec une valeur de retrait correspondant au diamètre du fil, quatre écrous pour sacs à lait ou similaires (2).

2. Matériaux pour assembler le modèle

3. Le Styrodur est le matériau choisi pour le piston.

Outils: pistolet à colle chaude, colle magique, pince, pince à cintrer les fils de précision, couteau, dremel avec disque de coupe de tôle et pointes pour travaux fins, sciage, ponçage et perçage. Une perceuse sur pied sera également utile, qui assurera la perpendicularité nécessaire des trous par rapport à la surface du piston, et un étau.

4. Le trou pour le doigt doit être perpendiculaire à la surface du futur piston.

5. La goupille est mesurée et raccourcie par l'épaisseur du matériau, c'est-à-dire à la hauteur du piston

Carter moteur - et en même temps le cylindre dans lequel travaille le piston mélangeur - on va fabriquer un gros caisson de 80 mm de haut et de 100 mm de diamètre. À l'aide d'une dremel avec une perceuse, faites un trou d'un diamètre de 1,5 mm ou le même que votre fil au centre du fond de la boîte. C'est une bonne idée de faire un trou, par exemple avec la tige d'une boussole, avant de percer, ce qui facilitera un perçage précis. Posez le tube de pilule sur la surface inférieure, symétrique entre le bord et le centre, et dessinez un cercle avec un marqueur. Découpez à la dremel avec un disque à découper, puis lissez au papier de verre sur un rouleau.

6. Insérez-le dans le trou

7. Couper le cercle du piston avec un couteau ou une bille

Piston. En styrodur ou polystyrène. Cependant, le premier matériau dur et finement expansé (3) est mieux adapté. Nous le coupons au couteau ou à la scie à métaux, en forme de cercle légèrement plus grand que le diamètre de notre boîte à pommade. Au centre du cercle, on perce un trou d'un diamètre de 8 mm, comme un montant de meuble. Le trou doit être percé exactement perpendiculairement à la surface de la plaque et il faut donc utiliser une perceuse sur pied (4). À l'aide de Wicol ou de colle magique, collez la goupille de meuble (5, 6) dans le trou. Il doit d'abord être raccourci à une hauteur égale à l'épaisseur du piston. Lorsque la colle est sèche, placez la branche de la boussole au centre de la broche et tracez un cercle avec le diamètre du cylindre, c'est-à-dire notre boîte à pommade (7). À l'endroit où nous avons déjà un centre désigné, nous forons un trou d'un diamètre de 1,5 mm. Ici, vous devez également utiliser une perceuse d'établi sur un trépied (8). Enfin, un simple clou d'un diamètre de 1,5 mm est soigneusement enfoncé dans le trou. Ce sera l'axe de rotation car notre piston doit rouler avec précision. Utilisez une pince pour couper l'excès de tête du clou martelé. Nous fixons l'axe avec notre matériel pour le piston au mandrin ou au dremel. La vitesse incluse ne doit pas être trop élevée. Le styrodur rotatif est d'abord soigneusement traité avec du papier de verre grossier. Il faut lui donner une forme ronde (9). Ce n'est qu'alors qu'avec du papier fin, nous obtenons une taille de piston telle qu'elle rentre dans la boîte, c'est-à-dire cylindre moteur (10).

8. Percez un trou dans la goupille pour la tige de piston

9. Le piston installé dans la perceuse est traité avec du papier de verre

Deuxième cylindre de travail. Celui-ci sera plus petit, et la membrane d'un gant ou d'un ballon en caoutchouc jouera le rôle d'un cylindre. À partir d'un tube de multivitamines, couper un fragment de 35 mm. Cet élément est fermement collé au boîtier du moteur au-dessus du trou découpé à l'aide de colle chaude.

10. Le piston usiné doit s'adapter au cylindre

Support de vilebrequin. Nous le fabriquerons à partir d'une autre boîte de pommade de la même taille. Commençons par découper un modèle dans du papier. Nous l'utiliserons pour indiquer la position des trous dans lesquels le vilebrequin va tourner. Dessinez un gabarit sur la boîte de pommade avec un fin marqueur imperméable (11, 12). La position des trous est importante et ils doivent être exactement l'un en face de l'autre. A l'aide d'une Dremel munie d'un disque à découper, découpez la forme du support dans le côté de la boîte. En bas, nous découpons un cercle d'un diamètre de 10 mm de moins que le bas. Tout est soigneusement traité avec du papier de verre. Collez le support fini sur le dessus du cylindre (13, 14).

13. Veiller à l'étanchéité complète lors du collage du ballon

Vilebrequin. Nous allons le plier à partir d'un fil de 2 mm d'épaisseur. La forme de la courbure est visible sur la figure 1. N'oubliez pas que la plus petite manivelle de l'arbre forme un angle droit avec la plus grande manivelle (16-19). C'est ce qu'est une avance de virage XNUMX/XNUMX.

15. Éléments de fixation du revêtement élastique

Volant. Il a été fabriqué à partir de trois disques d'argent provenant d'un ancien disque démonté (21). Nous posons les disques sur le couvercle du sac à lait en choisissant leur diamètre. Au centre, nous forons un trou d'un diamètre de 1,5 mm, après avoir préalablement marqué le centre avec la jambe d'une boussole. Le perçage central est très important pour le bon fonctionnement du modèle. Le second, le même mais plus grand capuchon, également percé au centre, est collé à la colle chaude sur la surface du disque du volant. Je suggère d'insérer un morceau de fil dans les deux trous des bouchons et de s'assurer que cet axe est perpendiculaire à la surface de la roue. Lors du collage, la colle chaude nous laissera le temps de faire les ajustements nécessaires.

16. Vilebrequin et manivelle

18. Vilebrequin et manivelles de la machine

19. Installation de coque élastique avec manivelle

Assemblage et mise en service du modèle (20). Collez un morceau de tube de multivitamines de 35 mm à l'air supérieur. Ce sera le cylindre récepteur. Coller le support d'arbre sur le boîtier. Placer la manivelle du cylindre et les sections thermorétractables sur le vilebrequin. Insérez le piston par le bas, raccourcissez sa tige saillante et connectez-le à la manivelle avec un tube calorifuge. La tige de piston opérant dans le corps de la machine est scellée avec de la graisse. Nous mettons de courts morceaux d'isolant thermorétractable sur le vilebrequin. Lorsqu'ils sont chauffés, leur tâche est de maintenir les manivelles dans la bonne position sur le vilebrequin. Pendant la rotation, ils les empêcheront de glisser le long de l'arbre. Mettez le couvercle sur le fond du boîtier. Fixez le volant moteur au vilebrequin à l'aide de colle. Le cylindre de travail est scellé de manière lâche par une membrane avec une poignée en fil de fer attachée. Fixez un diaphragme non chargé au sommet (22) avec une tige. La manivelle du cylindre de travail, faisant tourner le vilebrequin, doit soulever librement le caoutchouc au point de rotation le plus élevé de l'arbre. L'arbre doit tourner en douceur et aussi facilement que possible, et les éléments interconnectés du modèle fonctionnent ensemble pour faire tourner le volant. À l'autre extrémité de l'arbre, nous mettons - en fixant avec de la colle chaude - le ou les deux bouchons restants des sacs de lait.

Après les ajustements nécessaires (23) et l'élimination de la résistance excessive au frottement, notre moteur est prêt. Mettez un verre de thé chaud. Sa chaleur doit être suffisante pour chauffer l'air de la chambre basse et faire bouger le modèle. Après avoir attendu que l'air dans le cylindre se réchauffe, tournez le volant. La voiture devrait commencer à bouger. Si le moteur ne démarre pas, nous devrons faire des ajustements jusqu'à ce que nous réussissions. Notre modèle de moteur Stirling n'est pas très efficace, mais il fonctionne suffisamment pour nous donner beaucoup de plaisir.

22. Le diaphragme est fixé à l'appareil photo avec une tige.

23. Les règles pertinentes attendent que le modèle soit prêt.