В данном двигателе используется основное свойство газов - расширятся при нагревании!
Газ находится в замкнутом объёме, т.е. рабочее тело не расходуется, он перемещается через регенератор из нагревателя в холодильник и за счёт изменения объёма и следовательно и давления в движение приводится поршень/поршни и далее усилие от них через КШМ преобразуется во вращательные движения коленчатого вала, совершается механическая работа.
Существуют три основных типа (есть и другие):
альфа- два цилиндра, один является нагревателем, второй холодильником, газ перемещаясь через регенератор (трубку меж цилиндрами), сдвиг фаз составляет обычно 90°, ИМХО является самым эффективным, позже изъясню почему.
его так сказать схема:
бета - один общий цилиндр разделённый на холодную и горячую части, появляется поршень вытеснитель, связаный с КШМ длинным штоком, его объём обычно равен объёму камеры нагрева, ходит он с относительно большим зазором. В рабочем поршне располагается направляющая штока вытеснителя, опять же рабочий поршень на 90° поворота коленчатого вала отстаёт от вытеснительного.
Качественная и понятная анимация работы:
гамма- всё тоже самое что и в бета, но рабочий цилиндр отделён от теплообменного и соединяется с ним через трубку или отверстие в крышке. Шток вытеснителя ходит в своей неподвижной направляющей. Такая схема довольно легка к повторению.
Схема:
Информации в сети очень много, но въехать в тему сразу не всегда получается...
==============
Про альфа-тип.
Так как камера нагрева почти полностью отделена от холодильного цилиндра, а регенератор можно сделать к примеру из стекла, меньше полезной энергии просто так не совершив работу переходит к холодильнику...
В бета- и гамма-типе же теплота переходит через стенку цилиндра.
==============
Двигатели делятся на высокотемпературные и низкотемпературные. У первых температурный градиент (разность температур)выше, они имеют длинный теплообменный шилиндр малого диаметра, в альфа вытягивается нагревательный и на головке поршня появляется вытеснитель, как к примеру у Игоря Белецкого.
Его высокотемпературный альфа.
Пары делаются из металла, вытеснитель не исключение, обычно он полый.
Низкотемпературные видел пока только гамма.
Цилиндр теплообменный большого диаметра и малой высоты, температурный градиент близится к 10°С В основном это просто игрушки... но их мощности хватает чтоб запитать через линейный генератор фонарик или даже некоторые заряжать телефон.
Обычно в низкотемпературных рабочий поршень заменяется мембраной из резины или плёнки, вытеснитель из поролона или даже бумаги или картона
=============
Я эту тему затронул давно, первый рабочий экземпляр собрал с восьмого раза, кстати вот он
Это я уже к тому, что пора мне рассказать как его сделать, опишу кратко, подробно прочтёте у меня в статейке.
Делать двигатель будем из банки шпрот, содержимое удаляется сборщиком в рот, банка моется, а края правятся и зачищаются.
Далее, если можно выправьте отрезанную крышку, лучше конечно вырезать из жести новую так, чтобы она лежала на краях банки.
Далее точно по центру делаем отверстие примерно 2 мм в диаметре
Теперь изготовим направляющую и шток, берём скрепку (лучше хвостовик от сверла или бора), наматывает спиралью на него проволоку и обратно на пол оборота сдаём чтобы ослабить, шток должен ходить легко, но не люфтить.
простите за качество, делал давно, когда только появился фотоаппарат...
Далее смазываем шток какой либо смазкой и вставляем в будущую направляющую, а её саму лудим и откусываем лишнюю проволоку, дальше лудим вокруг отверстия в центре крышки и припаиваем к нему перпендикулярно (очень важно!!!) эту направляющую, шток не должен засревать, если же застревает, зажимаем его в дрель или вручную вращаем.
Потом в крышке делаем сообщающее отверстие, примерно также
Вырезаем из поролона цилиндр диаметром на 3-5 мм меньше внутреннего банки и высотой в пол высоты банки. Вырезаем в центре отверстие и туда вставляем кусок пробки, в пробку втыкаем шток так, чтобы поверхность торца вытеснителя была параллельна крышке.
Припаиваем крышку, следим чтобы вытеснитель ходил легко и не задевал за стенки банки.
Дальше делаем трубку с закруглённым верхним краем из жести, на стыке пропаиваем и припаиваем над отверстием к крышке.
Делаем из плёнки мембрану и приматываем её ниткой к трубке
Далее важный момент! нагреваем дно банки свечкой (желательно равномерно) и тянем за шток вытеснителя, если мембрана выпучилась и даже банка немного раздулась, то двигатель будет жив. Если же чуть колыхнулать, то где-то есть дыра через которую утекает газ...
Из проволоки делаем коленвал, думаю объяснять как рассчитать КШМ по ходу поршней не стоит... а так повторюсь, что радиус кривошипа равен половине хода поршня. Разнос фаз вы знаете.
Ставим коленвал на опоры и припаиваем маховик, у меня это была крышка от банки))
И предварительно смазав трущиеся части, запускаем!
КПД такого двигателя выше чем у парового, но удельная мощность так себе....
Но светодиод тянет... гена у меня был хреновый...
А вот и третья моя моделька
============
Жду вопросов и Ваших работ!
