0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Поршневой двигатель работающий на сжатом воздухе

Поршневой двигатель работающий на сжатом воздухе

Начнем рассматривать каждую часть такого воздушного двигателя по отдельности. Данный двигатель способен дать от 500 до 1000 оборотов в минуту и благодаря применению маxовика обладает приличной мощностью. Запаса сжатого воздуxа в резонаторе xватает на 20 минут непрерывной работы двигателя, но можно и увеличить время работы, если в качестве резервуара использовать автомобильное колесо. Данный двигатель может работать и с паром. Принцип работы состоит в следующем — цилиндр с припаянной к одной из его сторон призмой имеет отверстие в своей верxней части, которое проxодит и через призму качается вместе с укрепленной в нем осью в подшипнике стойки.

Справа и слева от подшипника сделаны два отверстия, одно для впуска воздуxа из резервуара в цилиндр, второе для выпуска отработанного воздуxа. Первое положение работы двигателя показывает момент впуска воздуxа (отверстие в цилиндре совпадает с правым отверстием в стойке). Воздуx из резервуара войдя в полость цилиндра давит на поршень и толкает его вниз. Движение поршня через шатун передается к маxовику, который поворачиваясь, выводит цилиндр из крайнего правого положения и продолжает вращаться. Цилиндр принимает вертикальное положение и в этот момент впуск воздуxа прекращается, так как отверстия цилиндра и стойки не совпадают.

Благодаря инерции маxовика движение продолжается и цилиндр переxодит уже в крайнее левое положение. Отверстие цилиндра совпадает с левым отверстием в стойке и через это отверстие отработанный воздуx выталкивается наружу. И цикл повторяется снова и снова.

Детали воздушного двигателя

ЦИЛИНДР — изготавливается из латунной, медной или стальной трубки с диаметром 10 — 12 мм,. В качестве качестве цилиндра можно использовать латунную гильзу ружейного патрона подxодящего калибра. Трубка должна иметь гладкие внутренние стены. На цилиндр нужно напаять выпиленная из куска железа призма, в которой плотно укреплен винт с гайкой (ось качания), выше винта, на расстоянии 10 мм от его оси, просверлено через призму внутрь цилиндра отверстие диаметром 2мм для впуска и выпуска воздуxа.

ШАТУН — выпиливают из латунной пластинки толщиной 2 мм. один конец шатуна расширение в котором сверлят отверстие с диаметром 3 мм для пальца кривошипа. Другой конец шатуна, предназначен для впайки в поршень. Длина шатуна 30 мм.

ПОРШЕНЬ — отливают из свинца непосредственно в цилиндре. Для этого в жестяную банку насыпают суxой речной песок. Затем заготовленную для цилиндра трубку вставляем в песок, оставляя снаружи выступ 12мм. Для уничтожения влаги, банку с песком и цилиндр нужно прогреть в печи или на газовой плите. Теперь нужно расплавлять свинец в цилиндр и сразу же нужно погружать туда шатун. Шатун нужно установить точно в центре поршня. Когда отливка остынет , из банки с песком вынимают цилиндр и выталкивают из него готовый поршень. Все неравномерности сглаживаем мелким напильником.

СТОЙКИ ДВИГАТЕЛЯ — нужно изготовить согласно размерам которые указаны на фотографии. Его делаем из 3 — миллиметрового железа или латуни. Высота основной стоки 100 мм. В верxней части основной стойки сверлят по центральной осевой линии отверстие диаметром 3мм, которое служит подшипником для оси качания цилиндра. Два самыx верxниx отверстия диаметром по 2 мм сверлим по окружности радиусом 10 мм, проведенной от центра подшипника оси качания. Эти отверстия расположены по обе стороны от осевой линии стойки на расстоянии 5 мм от нее. Через одно из этиx отверстий воздуx поступает в цилиндр, через другое — выталкивается из цилиндра. Вся конструкция воздушного двигателя собрана на основной стойке, которая сделана из дерева с толщиной примерно 5 см.

МАXОВИК — можно подобрать готовый или отлить из свинца (раньше выпускались машинки с инерционным двигателем, там присутствует нужный нам маxовик). Если вы все же решили отлить его из свинца, то не забудьте в центре формы установить вал (ось) с диаметром 5мм. Размеры маxовика также указаны на рисунке. Для крепления кривошипа на одном конце вала имеется резьба.
КРИВОШИП — выпиливаем из железа или латуни с толщиной 3 мм по рисунку. Палец кривошипа можно изготовить из стальной проволки с диаметром 3 мм и впаивается в отверстие кривошипа.
КРЫШКА ЦИЛИНДРА — изготовливаем и 2-х миллиметровой латуни и после отливки поршня припаивают к верxней части цилиндра. После сборки всеx частей двигателя собираем его. В пайке латуни и стали следует использовать мощный советский паяльниик и соленую кислоту для прочной пайки. Резервуар в моей конструкции применен от краски, трубки резиновые. Мой двигатель собран чуть по иному, размеры я поменял, но принцип работы тоже самое. Двигатель раньше у меня работал часами, к нему был подключен самодельный генератор переменного тока. Такой двигатель особенно может заинтересовать моделистов. Используйте двигатель там, где сочтете нужным и на сегодня все. Удачи в сборке — АКА

Читать еще:  Простенький дровокол на электродвигателе

Поршневой двигатель работающий на сжатом воздухе

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Из ниже приведенной статьи вы узнаете, как своими руками сделать поршневой двигатель из дерева. Дальнейшее описание и инструкция взяты с YouTube канала «Matthias Wandel».

Один из друзей мастера является моделистом – конструктором. Он создает различные модели кораблей, машин и разнообразные электростанции. Именно он и попросил своего друга изготовить модель поршневого двигателя из дерева, который работал бы на сжатом воздухе.



Вот так выглядит примерный чертеж и детали данного двигателя.

Для изготовления данного двигателя потребовались следующие материалы и инструменты:

— небольшой кусок фанеры 10 мм.;
— деревянный брусок;
— ленточная пила;
— стамеска;
— струбцины;
— сверлильный станок;
— сверло 4 мм;
— сверло Форстнера;
— киянка;
— столярный клей ПВА;
— лак;
— рубанок;
— карандаш;
— шило;
— саморезы 38мм;
— разделочный нож;





Изготовление деталей цилиндра из фанеры.







Поэтапная сборка деталей цилиндра.




Вид с обратной стороны.




Одна из самых сложных в изготовлении деталей двигателя, это коленвал. Кривошипный механизм двигателя фактически находится в непосредственной близости от маховика, но для приведения в действие узла клапанов необходим дополнительный механизм. Этот вторичный узел состоит из 6 мм бруска. Мастер сделал его, приклеив кусок штифта к главному валу. Вторая часть штифта вырезана в виде полумесяца в поперечном сечении, что позволяет ей аккуратно прилегать к валу. После этого часть главного вала была обрезана до необходимой длины.

Первоначальный распил был сделан ленточной пилой, а остальное тщательно вырезано вручную.


Направляющая изготавливается из фанеры, в которой с краю высверливается отверстие. Затем отверстие разрезается пополам. Таким образом был сделан шаблон, чтобы выяснить, сколько еще нужно вырезать материала, чтобы детали получились заподлицо.

Плотно прижимая направляющую к вырезанной секции и поворачивая её вперед и назад, мастер видел участки вала, с которых необходимо удалить материал.

Как только мастер убедился, что средняя часть коленвала достаточно округлая, он сделал две усиливающие пластины, которые собирался приклеить по обе стороны от нее. Он просверлил в фанере два 15 мм отверстия с расстоянием между центрами 6 мм. После этого вокруг данных отверстий был вырезан прямоугольник. В итоге полученные детали были приклеены к кривошипу. Приклеивание данных кусочков было простым делом – требовалось просто надвинуть их с торцов коленвала.

Готовый коленвал (после лакировки)

Блоки подшипников коленчатого вала состоят из двух частей. Чтобы убедиться, что все отверстия были выстроены идеально, мастер зажимал обе половины подшипника вместе, а затем просверливал отверстия для винтов сквозь них.

После привинчивания верхней части блока подшипников, мастер просверлил отверстие для вала через обе части. Он использовал 15 мм сверло. Просверлив отверстия, мастер вырезал ленточной пилой весь блок подшипников и закруглил на нем углы.

Мастер использовал тот же подход для вырезания отверстий в шатуне. Сначала скрутил детали вместе, а затем просверлил отверстие в собранной штанге.

Коленвал с шатуном.

Маховик с коленвалом. Маховик вырезан из фанеры. В нем имеется отверстия для балансировки.

Для соединения маховика с коленвалом используется небольшой приклеенный кусочек фанеры, к которому с помощью самореза крепится коленвал.

В конечном итоге мастер немного подкорректировал подшипники, срезав очень тонкий слой дерева изнутри с помощью разделочного ножа. Данную процедуру пришлось повторить снова после того, как было все покрашено, так как лак добавил немного толщины.

Крепление коленвала в подшипниках на фанере – подставке с помощью саморезов.

Цилиндр и поршень сделаны прямоугольными.
Вокруг поршня нет поршневых колец или уплотнителей, поэтому имеются «продувочные отверстия». Данный двигатель не рассчитан на высокую мощность и эффективность, так что все в порядке. В идеале вокруг поршня должен быть небольшой зазор для уменьшения трения, примерно 0,1 мм. Мастер изготовил поршень, чтобы у него не было зазора, а затем немного отшлифовал его.

В данной сборке нет прокладок. Детали просто привинчиваются друг к другу. Этого достаточно, чтобы уменьшить утечку газов до приемлемого уровня — конечно, утечек вокруг крышки намного меньше, чем вокруг поршня.

На снимке видны отверстия в задней части цилиндра, предназначенные для впуска воздуха. Входы воздуха для поршня должны быть направлены в сторону концов поршня, но клапан в сборе нуждается во входах вместе, так что внутренний канал образуется между двумя частями фанеры, путем вырезания слоев фанеры. Данные полости мастер сделал сверлом Форстнера. Они не видны при собранном двигателе, так что это не критично.

Читать еще:  Самокат на бензиновом двигателе с нуля

На этих фотографиях показаны все детали поршневого блока и клапана. Два отверстия в передней части фанеры — это отверстия для впуска и выпуска воздуха. Изменяя впускной патрубок, который выдувает (или всасывает), двигатель будет работать в обратном направлении.

Все части клапанного узла покрыты лаком. Чтобы изделие выглядело равномерно пролаченным, лак между слоями мастер шлифовал. Потребовалось небольшое шлифование, чтобы клапаны легко скользили.

Весь узел скреплен 19 мм саморезами по дереву диаметром 4 мм., в общей сложности 38 винтов.

Для крепления подшипника на шатуне был использовал обрезанный саморез длиной 38 мм. Мастеру пришлось отрезать конец самореза, чтобы он не торчал с другой стороны маховика слишком далеко. Другого крепежа попросту в наличии не оказалось.

Поршневой конец шатуна соединен с поршневым штоком простым стальным пальцем, который сделан из обрубленного гвоздя. Отверстие в поршневом штоке просверлено немного меньше, чтобы палец плотно прилегал к поршневому штоку. Отверстия шатуна немного увеличены, что позволяет шатуну свободно поворачиваться на штифте.

Весь двигатель монтируется на кусок фанеры.

Для этого двигателя мастер сделал маховик, по возможности большего размера. Поэтому пришлось вырезать паз в монтажной плите, чтобы он выступал внутрь.

Мастер построил весь двигатель целиком и убедился, что он работает плавно, только потом он окрасил все детали. На фото показана сушка деталей.

Лакировка двигателя потребовала доработки, чтобы заставить двигатель снова работать нормально.

Однако сам лак не был достаточно скользким, и в итоге, чтобы коленвал не скрипел, он был смазан маслом.



Проверка работоспособности двигателя.

Воздух – всему голова! 7 транспортных средств, работающих на сжатом воздухе

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

EcoMoto 2013 – скутер на сжатом воздухе

Австралиец Дарби Бичено (Darby Bicheno) создал необычный мотоцикл-скутер с названием EcoMoto 2013. Это транспортное средство работает не от двигателя внутреннего сгорания, а от импульса, который дается сжатым воздухом из баллонов.

При производстве EcoMoto 2013 Дарби Бичено старался использовать исключительно экологически чистые материалы. Никакого пластика – только металл и слоеный бамбук, из которого сделаны большинство деталей этого транспортного средства.

Самоходная коляска AIRpod

AIRpod – это еще не автомобиль, но уже и не мотоцикл. Данное транспортное средство также работает на сжатом воздухе и имеет при этом относительно высокие технические характеристики.

Трехколесная коляска AIRpod весит 220 килограммов. Она рассчитана на перевозку до трех человек, а управление осуществляется при помощи джойтика на лицевой панели этого полуавто.

Tata OneCAT – первый в мире серийный автомобиль на сжатом воздухе

А первый в мире серийный автомобиль с двигателем, работающим на сжатом воздухе, выпустила индийская компания Tata, известная на весь мир производством дешевых транспортных средств для небогатых людей.

Автомобиль Tata OneCAT весит 350 кг и может проезжать на одном запасе сжатого воздуха 130 км, разгоняясь при этом до 100 километров в час. Но такие показатели возможны только при максимально заполненных баках. Чем меньше плотность воздуха в них, тем ниже становится средний показатель скорости.

Toyota Ku:Rin – рекорд скорости езды на сжатом воздухе

А рекордсменом по скорости среди существующих ныне автомобилей на сжатом воздухе является авто Ku:Rin от Toyota. На испытаниях, прошедших в сентябре 2011 года, это транспортное средство разогналось до показателя 129,2 километра в час. Правда, проехать ему при этом удалось лишь расстояние в 3,2 км.

Peugeot 2008 – новый вид гибридный автомобилей

Французская компания Peugeot придает новое значение термину «гибридный автомобиль». Если раньше таковым считалось авто, совмещающее в себе двигатель внутреннего сгорания с электромотором, то в будущем последний может быть заменен на двигатель на сжатом воздухе.

Автомобиль Peugeot 2008 в 2016 году станет первым в мире серийным авто, оснащенным инновационной силовой установкой Hybrid Air. Она позволит совмещать езду на жидком топливе, на сжатом воздухе и в комбинированном режиме.

Yamaha WR250R – первый мотоцикл на сжатом воздухе

Австралийская компания Engineair уже много лет занимается разработкой и производством двигателей, работающих на сжатом воздухе. Именно их продукцию и использовали инженеры из местного отделения компании Yamaha для создания первого в мире мотоцикла подобного типа.

Читать еще:  Супер дешевый гриндер из двигателя от стиральной машины

Он создан на базе уже существующего байка Yamaha WR250R. Правда, до скорости 140 километров в час, доступной прообразу, разогнаться не может. Его реальные показатели в два раза меньше.

Пневматический поезд Aeromovel

И если автомобили на сжатом воздухе только начинают поступать в серийное производство, то пневматические поезда уже вовсю существуют по всему миру. Самый известный их вариант называется Aeromovel.

Правда, в поездах Aeromovel нет собственного двигателя. Мощные струи воздуха исходят от рельсовой системы, по которой он передвигается. При этом отсутствие силовой установки внутри самого состава делает его очень легким.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Автомобиль на сжатом воздухе

Первый в мире серийный автомобиль с двигателем, работающим на сжатом воздухе, выпустила индийская компания Tata, известная на весь мир производством дешевых транспортных средств для небогатых людей.

Автомобиль Tata OneCAT весит 350 кг и может проезжать на одном запасе сжатого до давления в 300 атмосфер воздуха 130 км, разгоняясь при этом до 100 километров в час. Но такие показатели возможны только при максимально заполненных баках. Чем меньше плотность воздуха в них, тем ниже становится показатель максимальной скорости.

4 баллона, выполненные из углепластика с кевларовой оболочкой, длиной в 2 и диаметром в четверть метра каждый, расположены под днищем, вмещают 400 литров сжатого воздуха под давлением в 300 бар.

Внутри там всё очень простенько:

Но это объяснимо, поскольку автомобиль позиционируется в основном для использования в такси. Кстати, задумка небезинтересная — в отличие от электромобилей с их проблемно утилизируемыми аккумуляторами и низким КПД заряд-разрадного цикла (от 50% до 70% в зависимости от уровня токов заряда и разряда), сжатие воздуха, его хранение в баллоне и последующее использование довольно экономично и экологично.

Если заправлять автомобиль Tata OneCAT воздухом на компрессорной станции, это займет три-четыре минуты. «Подкачка» с помощью встроенного в машину мини-компрессора, работающего от розетки, длится три-четыре часа. «Воздушное топливо» стоит относительно дешево: если перевести его в бензиновый эквивалент, то получится, что машина расходует около литра на 100 км пути.

В пневмомобиле обычно нет никакой трансмиссии – ведь пневмодвигатель выдаёт максимальный крутящий момент сразу – даже в неподвижном состоянии. Воздушный двигатель также практически не требует профилактики, нормативный пробег между двумя техосмотрами составляет ни много ни мало 100 тысяч километров. А еще он практически не нуждается в масле — мотору хватит литра «смазки» на 50 тысяч километров пробега (для обычного авто потребуется порядка 30 литров масла).

Секрет нового автомобиля заключается в том, что его четырехцилиндровый двигатель объемом в 700 кубиков и весом всего в 35 килограммов работает на принципе смешивания сжатого воздуха с наружным, атмосферным воздухом. Этот силовой агрегат напоминает обычный двигатель внутреннего сгорания, но цилиндры у него разного диаметра — двое малых, приводных, и двое больших, рабочих. При работе двигателя наружный воздух засасывается в малые цилиндры, сжимается там поршнями и нагревается. Затем он выталкивается в два рабочих цилиндра и смешивается там с холодным сжатым воздухом, поступающим из бака. В результате воздушная смесь расширяется и приводит в движение рабочие поршни, а они — коленчатый вал двигателя.

Поскольку никакого сгорания в двигателе не происходит, его «выхлопными газами» будет только отработанный чистый воздух.

Разработчики воздушного двигателя из компании MDI подсчитали суммарный энергетический КПД в цепочке «нефтеперегонный завод – автомобиль» для трёх видов привода – бензинового, электрического и воздушного. И оказалось, что КПД воздушного привода составляет 20 процентов, что в два с лишним раза превышает КПД стандартного бензинового мотора и в полтора раза – КПД электропривода. К тому же сжатый воздух можно непосредственно запасать впрок, используя нестабильные возобновляемые источники энергии, вроде ветрогенераторов — тогда КПД получается еще выше.

При снижении температуры до –20С запас энергии пневмопривода снижается на 10% без каких-либо других вредных воздействий на его работу, в то время как запас энергии электрических батарей уменьшится примерно в 2 раза.

Кстати, отработанный в пневмодвигателе воздух имеет низкую температуру и может быть использован для охлаждения салона автомобиля в жаркое время года, то есть кондиционер вы получаете практически нахаляву, без лишних затрат энергии. Зато отопитель, увы, придется делать автономным. Но это куда лучше, чем у электромобиля — который вынужден тратить энергию как на отопление, так и на охлаждение.

Кстати, баллоны из стекло-углеволокна довольно безопасны — при повреждении они не взрываются, в них лишь появляются трещины, через которые воздух выходит наружу.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector