Как сделать поршневой мотор

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.

Читайте также:  Ремонт дизельных моторов хендай

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.

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.

Источник

Как сделать простейший двигатель внутреннего сгорания своими руками?

В древние времена люди использовали животных для приведения в действие простейших механизмов. Позже для плавания на парусных суднах и для того чтобы заставить вращаться ветряные мельницы, делающие из зерна муку, стала использоваться сила ветра. Затем люди научились использовать силу течения речной воды для того, чтобы заставить вращаться водяные колёса, перекачивающие и поднимающие воду или приводящие в действие разнообразные механизмы.

Тепловые двигатели появились в далёком прошлом, в том числе и двигатель Стирлинга. Сегодня технологии значительно усложнились. Так, например, человечество изобрело двигатель внутреннего сгорания, который является довольно сложным механизмом. На основе ДВС в настоящее время работает большинство современных автомобилей и другой необходимой для человека техники. Функция, которую выполняет тепловое расширение внутри двигателя внутреннего сгорания, очень сложна, но без неё работа ДВС невозможна.

Читайте также:  Как выбрать акб для лодочного мотора

В механическом устройстве, называемом двигателем внутреннего сгорания, энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую. Для того чтобы сделать двигатель внутреннего сгорания своими руками, необходимо знать основные принципы его действия.

Принцип действия ДВС

На сегодняшний день существуют разные виды двигателей, но для моделизма чаще всего используются:

  • Поршневые двигатели дизельного типа.
  • Двигатели, зажигаемые путём накала или искры.

Дизельные двигатели отличаются от искровых или калильных тем, что в первых возгорание горючего происходит при сильном сжатии газа в процессе движения поршня в цилиндре. А последние два типа двигателей требуют для возгорания уже сжатой смеси дополнительной энергии, для чего необходимо заранее нагреть калильную свечу или произвести искровой разряд.

Поршневые двигатели могут быть только двухтактными. Двигатели, которые зажигаются путём накала или искры, бывают и двухтактные, и четырехтактные.

Двухтактные двигатели осуществляют любой рабочий процесс в два такта, выполняемые за 1 оборот коленвала.

В первом такте осуществляется «всасывание-сжатие»: когда коленчатый вал вращается, поршень перемещается снизу вверх. В процессе его движения топливная смесь всасывается через золотник в картер, и в то же время в цилиндре сжимается предыдущая порция горючего.

Перед тем как завершается первый такт, в цилиндре воспламеняется горючая смесь, в результате чего значительно увеличивается давление в камере сгорания, которое способствует движению поршня вверх и вниз.

Во втором такте — «рабочем ходе-продувке» сгорающее топливо расширяется, что способствует развитию механической мощности, а свежая порция топлива, засосанная в цилиндр во время первого такта, сжимается.

После того, как поршень проходит около половины пути вниз, газы, образованные во время сгорания топлива, выталкиваются из цилиндра через специально открывающееся окно. А после того, как открывается перепускное окно, сжатое в картере горючее поступает в цилиндр, и тем самым вытесняет из него оставшиеся отработанные газы, то есть, происходит продувка.

Как сделать простейший двигатель внутреннего сгорания?

Устройство ДВС изучается в школе старшеклассниками. Поэтому даже подросток сможет сделать простейший двигатель внутреннего сгорания своими руками. Для его изготовления нужно взять:

  • Проволоку.
  • Лист картона.
  • Клей.
  • Моторчик.
  • Несколько шестерен.
  • Батарейку 9V.
  1. Сначала из картона следует вырезать круг, который будет играть роль коленчатого вала.
  2. Далее из картона для изготовления шатуна нужно вырезать прямоугольник размером 15х8 см, сложить его вдвое и затем — еще на 90˚. На его концах делаются отверстия.
  3. Далее из картонного листа изготовляется поршень с отверстиями для поршневых пальцев.
  4. Размер поршневых пальцев должен соответствовать размеру отверстия в поршне.
  5. Поршень закрепляется пальцем на шатуне, а его проволокой нужно прикрепить к коленвалу.
  6. В соответствии с размером поршня следует свернуть из картона цилиндр, а в соответствии с размером коленчатого вала — коробочку для самого коленвала.

  1. Далее следует взять шестерёнки и моторчик и собрать механизм вращения коленчатого вала таким образом, чтобы моторчик мог проворачивать коленчатый вал с поршнем и шатуном.
  2. Механизм вращения крепится к коленчатому валу, и он помещается в изготовленную коробочку. При этом вращающий механизм следует прикрепить к стенке коробочки.
  3. Далее в цилиндре размещается поршень и цилиндр склеивается с коробочкой.
  4. Теперь с помощью двух проводов (+ и —) моторчик соединяется с батарейкой, в результате чего поршень приходит в движение.

Как сделать маленький двигатель внутреннего сгорания из подручных средств?

Из следующего примера вы узнаете, как можно сделать двигатель внутреннего сгорания в домашней мастерской, не используя при этом станки и сложное оборудование.

Читайте также:  Как сделать мотор для нивы

  1. Для создания данного приспособления следует взять плунжерную пару, которую можно извлечь из топливного насоса трактора.

  1. Для изготовления цилиндра от плунжерной втулки была отрезана с помощью машинки утолщенная часть шлефа. Далее требуется прорезать отверстия для выхлопного и перепускного окон, а сверху припаять 2 гайки М6 для свечей зажигания. Поршень же вырезается из плунжера.

  1. Для изготовления картера используется жесть. Также к нему нужно припаять подшипники. Чтобы создать дополнительную прочность, следует взять ткань, пропитать её эпоксидной смолой и покрыть ею картер.

  1. Коленвал собран из толстой шайбы с двумя отверстиями. Одно отверстие, в которое нужно запрессовать вал, сделано в центре шайбы. Во второе отверстие, расположенное с краю, запрессовывается шпилька с одетым на неё шатуном.
  2. Катушка зажигания собирается по следующей схеме:

  1. Также можно использовать катушку от автомобиля или мотоцикла. Схема её подключения выглядит следующим образом:

  1. Свечу зажигания также можно изготовить самостоятельно, сделав для этого сквозное отверстие в болте М6. Для изготовления изолятора можно использовать стеклянную трубочку из-под термометра и приклеить её с помощью эпоксидной смолы. Трубочка также обёрнута в бумагу, пропитанную эпоксидной смолой.

Детали на двигателе расположены согласно следующему чертежу:

Схема впускного клапана:

Схема карбюратора:

Схематический вид самого карбюратора:

Как работает этот ДВС, можно посмотреть в следующем видео:

Бестактный ДВС замкнутого типа

Данный мини двигатель внутреннего сгорания своими руками работает на небольшом количестве жидкого топлива (20 г). Топливо, взрываясь в камере, моментально преобразуется в газ и значительно увеличивается в объёме. В результате создаётся избыточное давление, выталкивающее поршень и вызывающее вращение коленчатого вала на пол-оборота.

Затем этот же газ быстро преобразуется в горючую жидкость, уменьшаясь в объёме до первоначального состояния. В результате этого создаётся пониженное давление, втягивающее поршень назад, а коленчатый вал снова делает половину оборота.

Таким образом, в процессе одного оборота вала поршень совершает два рабочих хода.

Процесс бесконечен за счет постоянного перехода жидкости в газ и обратно. В такой замкнутой системе отсутствует как впрыск топлива, так и выхлоп газа. Составляют двигатель всего три узла:

  1. Камера с двумя секциями и поршень.
  2. Коленчатый вал и коробка передач.
  3. Зажигательная система.

Система запускается в действие аккумулятором, а далее можно использовать генератор. Для питания двигателя необходимо 12 Вольт, 4 Ампера.

Данный ДВС можно создавать с различными мощностями, он подойдёт для любого вида транспорта, передвигающегося по земле и по воздуху. Исключение составляют лишь реактивные самолёты.

На следующем видео представлена небольшая настольная рабочая модель, демонстрирующая эффект ДВС:

Кроме того, из обычного парового двигателя также можно создать подобный двигатель, работающий по принципу замкнутого типа. При этом пар и вода расходоваться не будут, поскольку водяной пар также быстро превращается в жидкость и обратно в пар в результате пропускания его через поле коронного разряда. К тому же, если пропустить пар сквозь колбу с охлаждённой водой, то в результате возникнет дополнительная тяга, вызванная изменением объёма среды и перепадом давлений. Данный метод позволит повышать низкий коэффициент полезного действия паровых двигателей в целом.

Видео о том, как сделать маленький двигатель внутреннего сгорания

А Вы уже пытались сделать двигатель внутреннего сгорания своими руками? Получилось ли у Вас? Расскажите об этом в комментариях.

Источник

Поделиться с друзьями