Главная » Своими руками

Двигатель стирлинга – своими руками. Часть первая – Моделировани

13 Декабрь 2009 208,073 просмотров 67 коммент.

Может это немного не по теме, но не поделиться с Вами я просто не cмог. Идея изготовления двигателя ” Стирлинга ” своими руками зрела в моём мозгу очень давно. Но как у многих из нас то времени не хватает, то возможностей….одним словом затянулся мой ” Стирлинг ” почти на пол года. Но теперь, открыв свой блог, надеюсь довести сие творение до конца, дабы не огорчать своих читателей. stirling-engine Для тех , кто “не в танке” не буду сильно углубляться в теорию и объяснять принцип работы, скажу лишь , что двигатель “Стирлинга” - это двигатель внешнего сгорания и работает на разнице температур между его отсеками. Более подробно о двигателе стирлинга можно прочитать в википедии. Первая дилемма вставшая передо мной – это выбор модели. Поскольку результат хотелось получить как можно быстрее, я пришел к выводу , что необходимо остановиться на простой, не требовательной к материалам и времени модели. Немного покопавшись в интернете мой выбор пал вот на эту модель.

stirling

Двигатель Стирлинга – базовая модель

Во первых – это небольшая модель, приблизительно 200 мм. в длину. Во вторых – на мой взгляд она показалась простой в изготовлении. И наконец в третьих – к ней шли все необходимые чертежи необходимые для изготовления. А вот кстати и они:

Для начала ,  как настоящий фрезеровщик и программист 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 менять форму деталей по своему усмотрению, сразу видеть конечный результат и просто потому-что так намного приятнее работать. Проведя один день возле компьютера я благополучно перенес в него все чертежи,  вытянул объемные модели и собрал все воедино. Получилась довольно симпатичная вещица, очень напоминающая двигатель стирлинга. Правда пришлось внести некоторые поправки в эту модель:

  1. муфточка с седьмого листа , находящаяся в правом нижнем углу чертежа- или инженер был пьян или я не до конца понял ход его мыслей, но я так и не сообразил куда ее притулить, поэтому она была мною изменена. Длина наружного диаметра 12 уменьшилась с 15-ти до 8.5 мм. и внутренний диаметр стал 6 вместо 10-ти.
  2. пришлось максимально уменьшить количество токарных деталей, просто по той причине , что у меня нет доступа к токарным станкам.
  3. сектор охлаждения я тоже не стал делать из двух частей, просто видоизменил радиатор
  4. основную камеру я разделил на две части и при сборке добавлю в разрез тефлоновую прокладку. Опять-же, просто пототу-что мне проще изготовить две простые детали на фрезерном станке , чем одну длинную и тонкостенную на токарном.
  5. с рукавами с пятого листа тоже не стал заморачиваться, просто сделал из шириной 8 мм. Максимум во время сборки немного подровняю.

А вот собствено в общих чертах то , что у меня получилось:

stirling_assy

Конечный результат двигателя стирлинга

Вроде-бы как все. Что касается материалов для изготовления, то здесь все просто:

  • “горячий” отсек будет из меди или латуни
  • “холодный” – будет из алюминия
  • база – тоже алюминиевая
  • колесо – латунь
  • ну а все трущиеся узлы постараюсь сделать из нержавейки

И так сказать на десерт выкладываю мое детище на ваш суд в виде 3D сборки с расширением .x_t (Parasolid)

А для тек у кого нет возможности воспользоваться моделями, выкладываю exe-шник eDrawings как наглядное пособие к чертежам (последний скрин сделан с этого файла).

У кого проблемы с отрыванием x_t , пишите комментарии , постараюсь выложить во всевозможных форматах. Кого интересуют готовые программы , написанные в GibbsCAM тоже пишите. Осталось дело за малым – написать программы, изготовить, собрать и наконец “завести” свой первый стирлинг сделанный своими руками ! К следующим выходным, думаю выложу полный фото отчет о проведенной работе и если повезет, то и видео с работающим двигателем.

67 коммент. »

  • Anton пишет:

    Круто, респект!

  • Александр пишет:

    Я тож задался целью сделать двиг. Стирлинга. Рекомендую горячую и холодную части цилиндра разделить теплоизоляционной прокладкой и по возможности свести к минимуму трение и разбалансировку. Также по-моему, неплохо чтоб рабочее тело или его компонент претерпевали во время цикла фазовый переход жидкость-газ-жидкость, это существенно повысило бы КПД. Но это все пока теория, практической модели я еще не собрал. Вернее, пока не до конца.

  • Denoff пишет:

    Как это будет выглядеть в деле – еще не известно.
    Но интересует фото отчет по проделанной работе….
    Очень интересный сайт, думаю у него есть будущее ….
    Автору удачи!

  • admin (author) пишет:

    Большое спасибо за поддержку.
    Фото отчет о проделанной работе с подробным описанием каждого шага, будет ближе к воскресенью.

  • Сергей пишет:

    Хорошая идея,мне это интересно.В качестве коммерческой реализации не пробовали? (вторичное низкопотенциальное тепло, т. н. “отходы тепла” (идут практически не выброс))..
    Можете просчитать КПД машины? Может быть получится интересная тема. Я занимаюсь как раз энергетикой.

  • Анатолий пишет:

    Очень впечатляющая 3D реализация!
    Модель должна получится весьма изящная.
    Единственный минус – большое расстояние перепускного патрубка от теплообменного цилиндра к рабочему, да еще под прямым углом.
    От этого падает мощность девайса.
    Хотя, полагаю, цель не в мощности:)
    И еще – в месте установки тефлоновой прокладки теплообменного цилиндра может образоваться утечка, поскольку используются разные металлы.
    Не терпится увидеть фото получившейся модели.

  • ice пишет:

    я делал эту модель по этим чертежам в прошлом году, все детали на токарном точил, стоит на столе, смотрится просто суппер, но работает слабо, на листе 7 ошибка, сейчас немного все переделываю.

  • дим пишет:

    Скажите, а будет ли работать двигатель от разницы температур горячей и холодной воды в сетях жилого дома?

  • admin (author) пишет:

    Еще как будет .

  • admin (author) пишет:

    Если не сложно , то Вы бы не могли рассказать поподробней о процессе изготовления. Если можно , с фотографиями. Буду очень признателен. Мой email admin@strujki.net

  • Василий пишет:

    Ой, а может и со мной поделитесь схемой-инструкцией и фотографиями того, что получилось. Буду очень признателен.
    Надеюсь и на дальнейшую поддержку.

  • Anatolii пишет:

    Если не сложно , то Вы бы не могли рассказать поподробней о процессе изготовления////Очень нужно… tsytrin2006@rambler.ru

  • DasTPID пишет:

    Очень интересно! А когда будет готова вторая часть?

  • Captain пишет:

    Муфта с седбмого листа должна выглядеть так:

    Я правильно понял?

  • Артем Майоров пишет:

    всем привет! ОЧЕНЬ ПРОШУ рассказать какие делати нужно самому сделать или купить на рынке, что бы сделать простейший двигатель.

    очень прошу написать на почту zarazzza_91@mail.ru

  • Павел пишет:

    Здраствуйте, если не сложно отправте пожалуйста ноименование деталей которые вы использовали? есть возможно сделать, но нет названия каждой из деталей! p_kotov@ukr.net

  • Александр пишет:

    Прошу вышлите мне на valerijrogov@yandex.ru наименование деталей, подробные инструкции и как открыть .X_T

  • Григорий пишет:

    Создание любого двигателя Стирлинга сопряжено, в первую очередь, с обеспечением высокого давления рабочего тела (гелия, водорода, в некоторых случаях двуокиси углерода), герметичностью контура , в тч штоков, выбором соотношения “горячей” и “холодный” полостей, сдвига фаз между объемами “горячей ” и “холодной” полостей, с соданием эффективного регенератора. При этом чем выше мощность двигателя, тем труднее разрешить противоречивые проблемы создания двигателя.
    Относительно игрушек, следует отметить двигатель Стирлинга киевской фирмы “Плазмотрон”, которая выпустила в свет несколько сотен сотен машин. Мощность его 10 Вт. Рабочее тело – воздух. Охлаждение – водушное. Топливо – сухой спирт. Эту мащинку как свое изделие многие представляют как свое изделие.
    Если очень хочется что-нибудь быстро сделать делайте флудайн.
    Успехов.

  • Анатолий пишет:

    Привет всем еше раз – запустил сайт http://stirlingmotors.ru
    Все про стирлинг двигатели.
    Кто интересуется данной темой прошу в гости. Есть чертеж стирлинга, работающего от кипятка с описанием изготовления и сборки.

    Да! Есть предложение к админу (простите не знаю имени). Как на счет обмена ссылками?

  • Александр пишет:

    привет пожалуйста вышлине мне на sanek.kovyarov@rambler.ru поэтапную сборку двигателя. Заранее благодарен.

  • dydylenya пишет:

    Если можно, пришлите более подробные инструкции изготовления двигателя. E-mail: dydylenya@mail.ru Заранее спасибо

  • Avis пишет:

    На представленной здесь модели шатун рабочего поршня цепляется за стенки цилиндра, и распределительный поршень теплообменника упирается в дно цилиндра нагревателя.

  • aleks пишет:

    Можете сказать когда будет готова вторая часть?

  • Евгений пишет:

    Здравствуйте! Ну прям за живое задели! :)
    Очень хочу сделать, пожалуйста, если не трудно скиньте поэтапную сборку двигателя. Много что не понятно. Спасибо большое!
    С уважением, Евгений!

  • Евгений пишет:

    Забыл мыло: lis-couk@yandex.ru Огромное спасибо!

  • Андрей пишет:

    Юсовцы делали такой из стандартных автодеталей.Мабудь,кто-то спотыкался…Был бы признателен за ссылку.личка despil11@mail.ru

  • Саша пишет:

    Здравствуйте! Хорошая идея у Вас.
    Я сейчас занимаюсь схожей. Но есть еще непонятое(
    Почему на черчения материалы главных цылинда и поршня разные? Ведь они при нагреве будут расширятся по разному, а ето ухудшыт либо трение либо компресию( Етот вопрос меня пока и тормозит. Как Вы будете постапать?
    ““горячий” отсек будет из меди или латуни” – то есть и поршень и цылиндр?
    и еще)), почему нержавейка вместо латуни для тех деталей где много трения.
    За 3Д модели спасибо, ооочень помогло! Если не секрет в какой програме делали (про ядро я понял но мало в етой сфере плаваю?
    Спасибо.

  • Марсель пишет:

    Привет всем:) Да, тема та еще) встаю на раздачу jeff113@yandex.ru спасибо

  • Юрий пишет:

    http://www.pfp.ru Это сайт серьезного российского предприятия, которое рискнуло начать серийное изготовление моделей двигателя Стирлинга. Разработана документация на 5 разных моделей. Продолжается разработка конструкторской документации на другие модели двигателей. Все конструкции отрабатываются на образцах. Оценивается возможность сбыта.
    С ростом выпуска производство будет оснащено своими силами, что позволит снизить цену. Хотим делать красивые вещи…
    Смотрите видео на сайте в разделе: “Новости / Все новости/ Двигатель внешнего сгорания”. Полные реквизиты предприятия.

  • kostya пишет:

    существуют ли промышленные образцы двигателей стирлинга на 0.5-3кВт? если да, то хотелось бы узнать какие кампании выпускают их. где их можно купить.
    так же очень хотелось бы наити литературу по двигателям стирлинга. если кто то может прислать ссылки буду очень блатодарен. lee-k@mail.ru
    я видел компактные блоки состоящие из двигателя и генератора установленные в фокусе параболического зеркала. интересуют именно такие образцы.
    так же интересуют насосы на основе двигателя стирлинга.
    если кто может помогите с информацией пожалуйста.

  • Nord пишет:

    Здравствуйте! Меня интересует следующее: как можно моментально менять скорость вращения маховика? Ведь регулирование температуры – процесс долгий, а в некоторых случаях необходима оперативность.

  • Galileo пишет:

    Эй! Приятели! Кто хочет внедрить детище Стирлинга на практике? У меня есть объект, где надо поставить большое колличество гелиоустановок. Проблема заключается в том, что они рассчитаны на теплоотдачу в зимний период. Алетом с этим теплом делать нечего. Если кто может порекомендовать или даже принять участие в создании двигателя Стилинга для преобразования излишков тепла в электроэнергию – буду очень рад посотрудничать!

    Мой мейл: igor.onischenko@gmail.com

  • илья пишет:

    спасиб за четежы!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!надеюсь получится

  • Анатолий пишет:

    Давлением в системе. Скорость реакции – доли секунды.

  • Анатолий пишет:

    Опоздал с ответом на вопрос о регулировании скорости вращения коленвала

  • Дьулус пишет:

    А у вас нет идеи сделать этот двигатель по больше а потом присобачить к нему мотор а потом инвертор и у вас будет можно сказать бесплатное электричество.

  • юрий пишет:

    скажите пожалуйста от чего зависят обороты и мощность установки
    какие вышли у Вас?

  • Скайтек пишет:

    Могу ли я приобрести готовый работающий двигатель и можно ли его производить серийно? С уважением, Алексей +380936385325

  • SADD пишет:

    Есть идея перебрать старый движок от бензопилы “Дружба”, и попробовать поэкспериментировать, как думаете, есть варианты??

  • Анатолий пишет:

    Запутался – кто кого спрашивает:)

    Большой стирлинг в процессе изготовления – очень все там не просто.
    Серийного образца для генерации электроэнергии пока нет.
    Модель низкотемпературника можно только резервировать – заканчиваю изготовление деталей для партии в 20 штук. 4 уже в резерве. Планирую закончить партию к началу октября.

  • Leo пишет:

    Мужуки, а как там насчёт практической конструкции для зарядки мобильника, чтоб можно было сделать дома без станков, из подручных материалов????
    наверное за простоту в изготовлении придется платить посредством КПД, но пусть он будет чуть больше в размерах…
    Если есть что такое, pls бросьте мне Smile.me.too@gmail.com или на форуме насыпьте.
    Спасибо!

  • VGE пишет:

    Я бы мог предложить использовать двигатель стирлинга для отбора тепловой энергии от отработанных газов автомобиля например для вращения какого нибудь генератора, это поможет увеличить КПД ДВС. Температура газов от бензинового двигателя около 900 градусов, а от дизельного 400. источник холода атмосферный воздух встречного потока. Как идея???

  • Миша пишет:

    Здраствуйте! я очень уважаю вашы роботы! немогли б вы расказать из чего зделаны детали в конце пробирки что там? просто очень хочу зделать именно Термоакустический стирлинг

  • Миша пишет:

    я очень уважаю вашы роботы! немогли б вы расказать из чего зделаны детали в конце пробирки Термоакустический стирлинга? сам хочу зделать именно етот двигатель

  • ХимК пишет:

    Здравствуйте, заинтересовался Вашими чертежами. Скачал. У меня сразу есть замечание, там ещё кое-что надо привить. Например, шатун (Part-32) не влезет в поршень (Part-30). И, скорее всего шатуны в верхней точке рабочего поршня тоже будут упираться друг в друга, а также всё тот же шатун (Part-32) будет упираться в рабочий цилиндр (Part-32) (это я ещё не проверял). Дело в том, что я поступил также как и Вы. Скачал оригиналы чертежей (по Вашей ссылке), затем перенёс всё в компьютер в виде трёхмерной модели (программа SolidWorks), естественно, как и у Вас пришлось доработать некоторые детали. Когда сделал сборку, включил имитацию двигателя, всё это и выяснилось. Если интересно, могу скинуть свои чертежи.

  • ~VIZG~ пишет:

    вот хотел узнать насчет соединительной трубочки между цилиндрами в альфа типе как будет влиять длина этой трубки (регенератора)на КПД то есть к чему надо стремиться чтоб она была короче или длиннее так как я придумал компановку где она должна быть очень мала???

  • jenia пишет:

    привет я живу в израиле заинтересован в построике двигателя с. 2000watt на выходе. финансовая поддержка. мои skyp [13]-hub,i100

  • Андрей пишет:

    А можно и мне фото и модель в .dwg?

  • Николай пишет:

    Всем добрый день, заморочился той же идеей сделать двигатель стирлинга своими руками, все же хотелось бы узнать удалось ли автору сделать модель и “запустить” ее, так же хотелось что бы автор поподробнее рассказал с какими нестыковками он столкнулся на чертежах, ссылку на которые он выложил. Спасибо.

  • хан пишет:

    А не могли бы вы мне отправить чертеж в 3D и полное описание по работе…………заранее благодарю…dag-mah@mail.ru

  • малыш)) пишет:

    Здрасти.Извините,а можете на майл erispal.ivanov@mail.ru отослать ответ о принципе работы двигателя и поподробнее описать устройство 2 цилиндров???Я жду)))заранее спасибо,любитель техники Малыш

  • opex пишет:

    можно этот двигатель установить на тэц! отработанный пар турбины подается к стирлингу, а он вырабатывает электроэнергию и только потом этот пар подается в конденсатор. при попадании в конденсатор пар уже будет иметь температуру ниже и его будет легче сконденсировать. только частота тока должна быть 50 гц, а это 3000 об/мин статора электрогенератора. можно ли сделать чтобы стирлинг с такой скоростью вращал статор электро генератора?

  • Валерий пишет:

    я, представитель небольшой инжиниринговой компании г. С-Петербурга.
    В течение трех лет занимаемся разработкой автономной теплоэнергетической установки на базе двигателя Стирлинга.
    Стирлинг-генератор мощностью 2 кВт. К настоящему времени завершены все теоретические исследования, проведены необходимые инжинерные расчеты и разработана рабочая конструкторская документация на установку. Осталось дело за малым – изготовить стендовый образец, и на основе его исследований изготовить опытные образцы изделия.
    а вот денег на это у нас нет. работы встали с сентября 2010г.
    Если кого задачка интересует пишите vvp-d@rambler.ru.

  • Валерий пишет:

    В дополнение к вчерашнему.
    Модель Стирлинга по киевским чертежам мы сделали в 2009 году. Это то, что кто-то упоминал в переписке (Бета-схема, мощность – около 10Вт).
    Чертежи пришлось править, многое не совпадает. Для изготовления поршня-вытеснителя потребовалось сделать технологическую оснастку.
    Изготовили мы 2 шт. Оба запустились (хотя с одним пришлось повозиться). Одну модель подарили спонсору- заказчику, вторая и сейчас находится у нас. На всяких демонстрациях отработала примерно 5-6 тысяч часов. Исправна по сей день.

    Кстати, в Европе моделей Стирлинга в продаже довольно много. Стоят от 40 до 200 Евро.

  • Николай пишет:

    Очень хорошая ваша идея, буду пробовать сделать такую вещь!

  • Виталий пишет:

    Только сегодня случайно узнал про двигатель Стирлинга, когда копал в сторону ДВС, работающих на воде. Вещь изумительная! Наилучшим образом будет работать на камчатке, в долине гейзеров, где разница температур очень высокая. Другими словами хороший вариант для геотермальной электростанции.

  • CyberMax пишет:

    Отличная статья. Всё таки надо будет попробовать приспособить этот двигатель в нашей конструкции – http://nebohod.com

  • Анатолий пишет:

    Вот что получилось:
    http://www.youtube.com/watch?v=Wxlw_wjmgxU
    Конструкция иная, но все тот же гамма-стирлинг.

  • Денис пишет:

    Здравствуйте! Поверьте, я очень хочу собрать эту модель! Мне очень интересна эта тема,и хотелось бы подробнее узнать, как это сделать,буду надеяться на вашу помощь в этом. Заранее вам вам спасибо.
    Мой адрес: sorden_1980@mail.ru

  • Dietrich пишет:

    Здравствуйте. Недавно узнал о Двигателе, посмотрел модели, и в голове созрело несколько идей. Скажите, пожалуйста,реально рассчитать, каких габаритов должен быть такой двигатель, чтобы двигать вес около 5, 25, 50 и 100 кг по рельсам? Если рассчитать возможно (хотя бы на вскидку), адрес: birked69@gmail.com . Детали там же.

    Заранее благодарю.

  • денис пишет:

    Скажите пожалуйста,все ваши работы только платно можно скачать?

  • Диденко константин пишет:

    Кпд солнечной системы с таким двигом 32% . Рекорд . Кроме нагрева может быть использована реакция разложения газа на свету . Точнее уф излучение . Таким образом тепло+свет солнечного источника дает еще больший прирост кпд . Теплообменный цилиндр прозрачный типа . Торец медный для нагрева . . . Возможностей тьма . Можно добавить гравитацию даже для увеличения мощьн

  • vel пишет:

    Вот еще чертежи стирлинга http://poprobuysdelat.blogspot.com/2011/05/blog-post_28.html

  • Вадим пишет:

    Уважаю и приветствую создателя сайта, а ребятам интересующимся практическим применением SM хочу сказать – даже не думайте.. Только модели, демонстрирующие принцип. Красивые, забавные по реализации, мотыляющие коромыслами и шатунами, маховички, то-се.. это и привлекает, вспомните швейцарские часы с прозрачной задней крышкой. А насчет кпд, то он на уровне нашей с вами реализации микроскопический, достойных значений достигли только монстры типа Phillips. Только механическая реализация физического принципа. Начисто забыты – система смазки, расчет износа, его продукты, усталостная прочность, стойкость уплотнений, периодичность и самая возможность технического обслуживания, все те вещи,без которых немыслима машина работающая так сказать на народное хозяйство.. А вообще я вас всех очень уважаю, потомы что вы – на таком сайте!

  • Владислав пишет:

    Строить модели интересно и полезно всегда.Это развивает и руки, и голову.Отвечу Вадиму насчет износа и смазки.В СССР был открыт эффект безызносности, открыт и через несколько десятилетий забыт.
    Эффект безызносности и его применение
    Это настолько удивительная вещь, что многие инженеры даже и не слышали об этом эффекте.А этому открытию более чем 50 лет.Что касается стойкости уплотнений. Это отдельная тема согласен. Но и тут самодельщик может проявить себя изобретателем.
    Так что польза от сайта огромная.