Паровой двигатель без станков и инструментов.

  Автор:

Содержание

Введение

Эта статья является продолжением публикации

В ней мы построили реально работающий паровой двигатель, который должен стать главной частью будущего парового мотоцикла, и даже провели пробные эксперименты по его запуску на воздухе.

Теперь нужно решить энергетический вопрос. И тут начинаются основные отличия от двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В таких двигателях бензин, смешиваясь с воздухом, попадает в цилиндр двигателя и при воспламенении этой воздушно-топливной смеси выделяется энергия.

Расширившиеся продукты горения давят на поршень, производя работу. Но вот у паровых машин, энергия рождается не в двигателе. Она рождается в котле. Котёл производит пар, который в свою очередь и будет давить на поршень нашего двигателя. Эту древнюю энергию нам и требуется обуздать!

Изготовление

На металлоприёмке нашёл отличные, маленьких размеров, нержавеющие бачки. Судя по их форме и синей окраске, это кислородные баки от какого-то пассажирского самолёта. Я собрал несколько таких бачков в батарею и объединил магистралями подачи газа и заправки.

С горелкой не стал мудрить и просто скопировал систему с советской бензиновой паяльной лампы. Тут я должен кое-что пояснить. Паяльная лампа устроена таким образом, что бензин сначала попадает в некую полость, где должен испариться и уже в виде паров выпускается в зону горения.

А пламя горелки обогревает эту самую «испарительную» камеру. То же самое потребуется и нам. Представьте, что будет, если жидкий газ начнёт вылетать из такой горелки… Процесс испарения газа относительно долгий, а ко всему прочему, ещё и сопровождается криогенным эффектом. Пламя из такой горелки будет длинным, не эффективным, не экономичным и даже пожароопасным.

Эксперимент (рис А)Пламя с не прогретой горелки (рис В)Правильный режим, прогретая горелка

Поэтому подавать газ, в нашу горелку следует плавно, чтобы она успела прогреться.

Испытания котла прошли как по маслу. Заправил примерно 35 л воды, горелку вывел на полную мощность и ждал. Через 14 минут вода закипела, и давление потихоньку начало подниматься. Примерно через такое же время в котле было 16 bar.

Для управления подачей пара я использовал простой водопроводный шаровой кран, который отлично справлялся и с температурой, и с давлением. В них используется тот же самый фторопласт, так что проблем, думаю, не будет.

Для интереса, я решил открыть кран на полную и посмотреть на нашу энергию. Струя пара долетала до соседних гаражей и создавала шум взлетающей ракеты. При этом я ощутил силу реактивной тяги, пришлось даже придерживать котёл, чтобы он не начал летать по всей улице. Я был очень доволен!

В котле подобного типа запасается огромное количество энергии. При выпускании пара в течение 5 секунд через отверстие ½ дюйма, давление в котле упало всего лишь наполовину. Дело в том, что при уменьшении давления смещается и точка кипения воды. То есть вода начинает кипеть и без подогрева, всего лишь от уменьшения давления.

Но есть и один не совсем для меня понятный эффект. При активном выпускании пара при давлении менее 5 bar, начинает вылетать вода. Я предположил, что она кипит столь интенсивно, что в своём неистовом бурлении долетает до сухопарника и подхваченная потоком пара улетает наружу.

Для эксперимента я слил часть воды, оставив уровень 20%. Эффект конечно уменьшился, но всё равно остался. Неужели вода подпрыгивает в котле на 30-40см? Если честно, с этим я пока так и не разобрался. Такая вот небольшая загадка. Ну да ладно! Функционал готов, пора собрать наш аппарат!

Классический котёл

После всех тех бесконечных проблем с прямоточным котлом, создавая классический, я просто, можно сказать, отдыхал. Как уже говорил выше, это всего-то железная бочка, в которую врезана топка. Можно было совершенно не задумываться о температуре пара, ведь при лишнем давлении срабатывает предохранительный клапан и сбрасывает излишки, уменьшая температуру воды и поддерживая давление в заданных пределах.

Не нужно было создавать начальное вращение колеса, чтобы нагнать первоначальное давление. Пар для «старта» был готов сразу и даже запасён с излишком. Всё, что требовалось — это придумать эффективную топку. Но тут пришлось хорошенько подумать, ведь места у нас не так много.

Когда всё же решился купить двигатель


Проблема БУ двигателей в том, что они изношены, могут быть закисшими и прочее, прочее. Без навыка токарной обработки и без соответствующих инструментов починить их практически невозможно.

Но скажу сразу, что если вы захотите окунуться в мир паровых двигателей, то без токарного станка вам не обойтись.

Для начинающих любителей, на рынке существуют отличные наборы и двигатели фирмы Saito. Сайт, скорее всего, из России не открывается без прокси. С чем это связанно — не знаю. Но эти двигатели можно купить на аукционе, а мне довелось найти его даже в России вместе с бойлером.

Сам двигатель.

Я купил его немного БУ, бывший хозяин в спиртовку заливал масло и её пришлось ремонтировать после этого надругательства. Но, тем не менее, двигатель был рабочим, Запас хода воды в котле около 15 минут. Время горения спиртовки около 22 минут, что хватает точно на то, чтобы прогреть воду, всю её выпарить и погаснуть.

Горит спиртовка.

Крайне интересно посмотреть, как же работает данный двигатель. Специально для вас снял следующее кинцо.

Внимательные зрители, наверное заметили, что я заливаю масло не только в оси вращения двигателя, но и в специальную маслёнку. И как оказалось, не смотря на то что в моём кругу общения огромное количество инженеров, а так же то, что паровой двигатель просто устроен, никто толком мне не смог объяснить как же работает данная маслёнка. В ней пар смешивается с маслом, и такая паровая эмульсия попадает уже в двигатель, забрызгивая всё вокруг грязным маслом.

Маслёнка.

На самом деле устройство таких маслёнок элементарное, но неочевидное.

Обычно, после двигателя ставится маслоуловитель, чтобы не загрязнять окружающую среду.

Сразу хочу показать очень любопытный проект на данном паровом двигателе.

Когда хочется своими руками

Паровой двигатель, не смотря на свою простоту, требует очень высокой точности изготовления деталей. И все эти самодельные двигатели из «Юный Техник» были практически недостижимыми в повторяемости для детей:

Типичный отечественный гайд создания двигателя.

Картинка взята отсюда.Я знаю очень многих людей, кто в детстве это пытался сделать (в том числе и я), но ни у кого он не работал. Не стоит думать, что только редакторы советских книг издевались над детьми того времени, на западе тоже хватало различных инструкций, например вот.

Но я нашёл очень толковую инструкцию, как повторить такой двигатель без токарного станка, имея минимальный набор инструментов и материалов с ближайшего строймага.

Обратите внимание, что это три полноценных видео, каждое по пол часа, и суммарно на 1,5 часа времени. Лично я не люблю конструкцию качающихся двигателей, так как это изначально игрушка, но они очень просты в повторении(ха-ха, трижды).

Мастер сделал сам паровой двигатель

Вы видели когда-нибудь, как работает паровой двигатель не на видео? В наше время найти такую функционирующую модель не просто. Нефть и газ давно вытеснили пар, заняв господствующее положение в мире технических установок, приводящих механизмы в движение.

Однако, ремесло это не утрачено, можно найти образцы успешно работающих двигателей, установленных умельцами на автомобилях и мотоциклах. Самодельные образцы чаще напоминают музейные экспонаты, чем изящные лаконичные аппараты, пригодные для эксплуатации, но они работают! И люди успешно ездят на паровых авто и приводят в движение разные агрегаты.

В этом выпуске канала «Techno Rebel» вы увидите паровую двухцилиндровую машину. Всё началось с двух поршней и такого же количества цилиндров.Убрав все лишнее, мастер увеличил ход поршня и рабочий объем. Что привело к увеличению крутящего момента.

От кромки оставляется на трубе 1 сантиметр, чтобы, когда будет варится крышка, металл может повезти в сторону. Поршень может застрять. На видео показана доработка распределительного цилиндров. Одно из отверстий заглушена, сужено до трубки двадцатки. Здесь будет поступать пар. Отверстие для выхода пара.

Как работает аппарат. В отверстий подается пар. Он распределяется по трубе, попадает в 2 цилиндра. Когда поршень опускается вниз, пар проходит и под давлением опускается. Поршень поднимается. Перекрывает проход. Пар стравливается через отверстия.
Далее с 5 минуты

Модели с поршневыми паровыми двигателями

Паропульсирующие двигатели, хоть и очень романтичные и любопытные, но применимы только в моделизме (даже точнее, только в судомоделизме). И то, это будет скорее игрушкой, чем реальной моделью. Но мы же хотим получить модель, наиболее приближенную к настоящей, с настоящим поршневым паровым двигателем.

Сейчас читают:  Вибрация двигателя на холостых передается на кузов: возможные причины

Если вы пойдёте на известный интернет аукцион, и начнёте там мониторить какие модели корабликов с поршневыми двигателями, а так же сами двигатели там бывают, то вы будете в шоке. Лично я хожу туда как в музей, и сохраняю наиболее интересные. У меня уже несколько гигабайт этих фоток для личного пользования. Но покажу наиболее интересные.

Ниже отечественная модель парового кораблика.


И последняя модель, двухцилиндровая.

Все эти модели объединяет одно: отсутствие парораспределителя, и наличие качающегося цилиндра. Качающийся цилиндр используется только в маленьких моделях. В больших паровых двигателях используется золотник. И такая конструкция тоже выдаёт “детский моделизм”.

Однако, если вы узнаете стоимость таких моделей, то окажется, что она совершенно не детская. Обычно на них ценник начинается от 1000$. Скажу сразу, если вы думаете сделать модель парохода самостоятельно и сэкономить, то нет, самостоятельная сборка выйдет сильно дороже.

Это уже скоростная модель, у которой стоит двигатель Стюарта (Stuart Steam Engine), с золотниковым парораспределением. Модели двигателей до сих пор производятся и их можно даже купить. Нагрев воды осуществляется уже бензиновой горелкой. В общем, это очень классная модель и сделать его такого качества в эту сумму самостоятельно не выйдет, ну ни как.

Существуют уникальные модели паровых двигателей двойного действия. Где отбирается максимальная энергия пара, с двойным расширением. На видео видно, что цилиндры имеют разный диаметр. Маленький диаметр — это цилиндр высокого давления, большого — низкого.

Принцип действия показан на следующей гифке.


И подробнее можно прочитать об

На самом деле, в последние лет пять всё реже и реже на аукционах встречаются модели паровых двигателей и пароходиков. А когда встречаются, цена их летит в неадекватные небеса, в действительности на эти деньги можно купить, без преувеличений, автомобиль.

Мощный паровой двигатель своими руками

§

Настольная паровая машина своими руками

Очень долго собирался написать про инфляцию. Орешек знаний твёрд, но! Мы не привыкли отступать! С этим понятием связаны тысячи мифов, а также конспирологических теорий, о том, что есть инфляция реальная, есть официальная, и вообще, все врут (с). И вообще, есть ложь, есть бессовестная клевета, а есть статистика (с). Попробуем в этом разобраться.

Теория.

Инфля́ция (с лат. inflatio «вздутие») — повышение общего уровня цен на товары и услуги. При инфляции цена идентичных товаров со временем увеличивается: на одну и ту же сумму денег по прошествии некоторого времени можно будет купить меньше товаров и услуг, чем прежде. По сути, покупательная способность денег снижается, деньги обесцениваются. Обесценивание денег приводит к повышению цен в рыночной экономике.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Инфляция

На первый взгляд, инфляция выглядит чудовищем, пожирающим деньги населения. Но это не так. Существуют так называемые «необходимые уровни» инфляции, которые способствуют росту экономики. Представим себе, что некоторый производитель изделия, допустим, №2, десять лет производит это изделие при неизменном уровне производственных издержек, не повышает зарплату сотрудникам, не выплачивает премии. И так же поступают производители всех остальных изделий. Вообще всех. Как Вы думаете, как отнесется к этому население? Очевидно, отрицательно. Так как такая стабильность выглядит как застой. И у простых людей, и у капиталистов исчезает «ощущение развития». Более того, повышение доходов в такой системе также невозможно, т.к. увеличение доходов граждан приведет к повышению спроса, а для повышения спроса необходимо расширение производств, а для расширения производств нужны новые деньги, а новых денег нет, так как все цены и все издержки стабильны. Это, конечно, значительное упрощение, но в целом суть отражена верно. Отсутствие инфляции приводит к стагнации (застою).

Теперь рассмотрим нормальную ситуацию, при которой капиталист повышает издержки, ежегодно, на некоторый процент (как правило, в нормальных экономиках это от 1 до 5, в зависимости от страны), соответственно, как -то подрастают цены, но растут и зарплаты, в экономике ежегодно появляется какое-то количество новых денег, которые вкладываются в новые производства, и т.д. Начинается развитие. Соответственно, повышение цен, допустим, на 3% в год, совершенно не страшно, если заработные платы растут на 3,5% в год. А опережающий инфляцию рост заработных плат генерирует дополнительный спрос, поступающие деньги опять тратятся капиталистами на потребление и расширение производства. Таким образом, запускается спираль развития. Нормальные уровни инфляции:  от 1 до 5 процентов в год, в зависимости от страны. Чем больше в стране денежной массы, тем ниже нормальная инфляция. (пример — США, с инфляцией 1,7%). Если денежная масса требует ускоренного наращивания — нормальная инфляция выше, около 5% (пример — Россия 2022 — 2022 годов).

Если в экономике что-то ломается, например, возникает дефицит некоторых товаров и услуг, возникает опережающий рост цен сперва на некоторые товарные позиции, к которым присоединяются все новые и новые. В результате рост цен становится лавинообразным.

Лирическое отступление №1: В марте текущего года в России инфляционная пружина чуть было «не прорвала оболочку». Ненормально выросли цены на сахар, гречку, автозапчасти, офисную бумагу и многие другие позиции. Однако меры Правительства и ЦБ остановили «эмоциональный» рост цен, и инфляционная катастрофа не случилась. А если бы случилась? Тогда инфляция стала бы либо галопирующей, либо вообще превратилась бы в гиперинфляцию.

Галопирующая инфляция: от 10 до 100 процентов в год, в зависимости от страны. Например, для США «точкой начала галопа» считается 10%, а для России эта отметка находится где-то на уровне 40 — 50%. 

Лирическое отступление №2: В состоянии галопирующей инфляции сейчас находится Турция. Текущая инфляция в годовом исчислении там сейчас примерно 70%. Это ещё не катастрофа, галопирующую инфляцию еще можно остановить (как коня на скаку, но для этого нужна русская женщина — например, Э.С. Набиуллина). К сожалению, ЦБ Турции с ситуацией не справляется.

В первую очередь галопирующая инфляция приводит к «инвалютизации» экономики (не путать с инвалидизацией). Внутренние цены начинают считать в долларах США. Это очень плохо, так как приводит к снижению доверия к национальной валюте, немедленному обмену получаемых денег на инвалюты, и дальнейшему разгону инфляции. И если инфляционную лошадь на скаку остановить не удается, возникает гиперинфляция.

Гиперинфляция. Более 100% в год. Это катастрофа. Примеры: Россия в 1920 — 1922 и 1992 — 1994 годах. Германия в 1919 — 1923 годах. Зимбабве. Экономика рушится. Внутренние производства перестают существовать. Валюта страны обесценивается. Выхода из ситуации гиперинфляции без масштабного кризиса невозможен. Единственный не-военный способ остановки гиперинфляции: привязка отечественной валюты к стабильной иностранной. Так выскочили из ямы в Зимбабве (там просто ходит американский доллар), и, по сути, в России в 1924 году с введением золотого червонца, и в 1994 — 1996, фактически выполнив привязку рубля к доллару. Германия в 1933 году вышла из гиперинфляционного состояния введением «хлебной марки». То есть марка была привязана к стоимости зерна. В этом уникальность немецкого решения. Они вышли из гиперинфляции без привязки собственной валюты к иностранной.

Лирическое отступление №3. А где находится Россия сейчас, какой уровень инфляции у нас — нормальный, галопирующий, или гипер? Очевидно, что в марте и апреле, инфляция в России была галопирующей. А вот в мае — вернулась к нормальным значениям. Слава Богу, обошлось. Могло быть намного хуже, если бы инфляционную спираль не удалось остановить. И не важно, какие для этого были предприняты действия: ограничение на покупку валюты, закрытие нерезидентов, запрет части биржевых операций. Это не имеет значения. Имеет значение результат. Экономика России, не утратив основных признаков рыночной, вышла из инфляционной спирали.

Как считают инфляцию?

Для расчета инфляции статистики используют ВСЮ (!) потребительскую корзину. В ее состав входит около семисот товаров и услуг: от хлеба, круп и овощей до бытовой техники и автомобилей. Ежемесячно статистики во всех регионах страны отслеживают цены на эти товары и услуги в магазинах, на рынках и напрямую у производителей, а потом выводят среднее значение по стране.

https://journal.tinkoff.ru/inflation/

Состав потребительской корзины статистики меняют ежегодно, изучая реальные расходы российских семей. В 2021 году 38,15% расходов россиян приходилось на продукты питания, 34,97% — на непродовольственные товары, 26,8% — на услуги. Внутри этих трех категорий распределяются траты на отдельные товары. Например, по данным статистиков, 8,9% расходов приходится на мясо, 6,2% — на коммунальные услуги, 1,2% — на парикмахера. В состав корзины включены и крупные покупки: путешествия, стройматериалы, компьютеры. Пересматривают состав корзины и ее структуру еще и потому, что на прилавках появляются новые товары, а на какие-то вещи россияне начинают тратить больше. Например, в 2006 году бензин занимал 2% в составе потребительской корзины, в 2022 — уже 4%, в 2021 — 4,5%. А цены на смартфоны 12 лет назад не учитывались вообще.

Сейчас читают:  Загорелась лампочка неисправности двигателя рено логан

Вот как поменялась потребительская корзина по продовольственным товарам за три последних года:

Кроме этой большой потребительской корзины Росстат отдельно считает изменение базового индекса потребительских цен. Это набор из 83 товаров, цены на которые меньше всего зависят от внезапных изменений экономической ситуации или сезона: например, мясные продукты, хлебобулочные изделия, коммунальные услуги, проезд в общественном транспорте. Изменение стоимости такой базовой потребительской корзины статистики используют при расчете еженедельной инфляции.

https://bcs-express.ru/novosti-i-analitika/kak-rosstat-v-dei…

Есть и третья потребительская корзина — с минимальным набором товаров, в которую входят 33 продукта питания. Изменение цен на минимальный набор используют при расчете прожиточного минимума.

https://trudtk.ru/zarabotnaja-plata/potrebitelskaja-korzina-…

Таким образом, статистика дает три показателя инфляции:

1. По большой потребительской корзине;

2. По базовому индексу потребительских цен

3. По прожиточному минимуму.

Именно это, а также особенности потребления в каждой социальной группе, приводит к появлению разного рода спекуляций, о том, что «инфляция нарисована», «это все неправда» и т.д..

На самом деле среднестатистический потребитель, портрет которого рисует Росстат, собирая продуктовую корзину, — абстрактный персонаж. У каждой российской семьи своя уникальная корзина, которая не совпадает со статистической. Например, бедные люди большую часть доходов тратят на еду, в то время как продукты питания занимают всего 38,1% от официальной корзины. Кроме того, показатель инфляции отличается в разных регионах. Например, в декабре 2021 года, по данным Росстата, сахар в среднем по России подорожал на 2,1%, а в Астраханской области, наоборот, подешевел на 0,1%.

А ведь существует еще и промышленная инфляция. Инфляция в промышленности — это рост общего уровня цен на сырье и материалы, а также на промежуточные и конечные товары, произведенные промышленными предприятиями для внутреннего рынка. Она вычисляется отдельно, и тоже публикуется. В результате мы получаем уже 4 разных показателя по инфляции, что и вызывает путаницу.

Теперь рассмотрим на примере.

Допустим, есть гражданин Иванов, с заработной платой 25 000 рублей, тремя детьми и неработающей женой. Очевидно, что гражданин Иванов потребляет товары и услуги по уровню прожиточного минимума, и инфляция для него может оказаться на уровне (в 2021 году — условно!) 5%.

Также есть гражданин Петров, с заработной платой 300 000 рублей, без жены и детей. Гражданин Петров потребляет коньяк, икру и BMW. Коньяк не подорожал, а вот икра и BMW подорожали в два раза. Также подорожали путёвки на Мальдивы. И для гражданина Петрова инфляция в 2021 году составит 50%.

При этом инфляция по Росстату — 8,39%. И это, как не странно правильно. Потому, что в России 5% Ивановых, 1% Петровых, а еще есть Васильевы, Михайловы, Соловьевы, Скабеевы, Симоньяны, Кержаковы, Коганы, Набиуллины, Сидоренко, Бюль-бюль Оглы и многие другие. И у каждого — своя инфляция.

А в среднем — 8,39% за 2021 год.

Именно поэтому и возникает широкое поле для обсуждения темы о нарисованности инфляции. На самом деле, для действительно средней семьи, имеющей доход примерно 30 000 рублей на человека в месяц, с соответствующей потребительской корзиной, «семейная» инфляция как раз и будет на уровне 8 — 9%. И это довольно легко проверить.

Частное обращение:

Огромное спасибо всем, кто дал свои комментарии к посту

Поможем AlexRadio написать обзор ситуации на потребительском рынке

Вы просто не представляете, насколько интересную работу мы делаем сейчас вместе!

Прошу продолжать присылать сведения о ценах.

Спасибо!

Паровой двигатель без станков и инструментов.

00

Поводом для постройки этого агрегата послужила дурацкая идея: «а можно ли построить паровой двигатель без станков и инструментов, используя только детали, которые можно купить в магазине» и сделать все своими руками. В результате появилась такая вот конструкция. Вся сборка и настройка заняла меньше часа. Хотя на конструирование и подбор деталей ушло полгода.

Большая часть конструкции состоит из водопроводной арматуры. Под конец эпопеи вопросы продавцов хозяйственных и прочих магазинов: «могу я вам помочь» и «а вам для чего», реально бесили.

И так собираем основание. Сперва основной поперечный элемент. Здесь используются тройники, бочата, уголки на пол дюйма. Все элементы я крепил с помощью герметика. Это для того, что бы было легче соединять и разъединять их руками. Но для финишной сборки лучше использовать сантехническую ленту.
1

Затем продольные элементы. К ним будут крепится паровой котел, золотник, паровой цилиндр и маховик. Здесь все элементы так же на 1/2″.
2

Затем делаем стойки. На фото, с лева на право: стойка для парового котла, далее стойка для парораспределяющего механизма, затем стойка для маховика, и наконец держатель для парового цилиндра. Держатель маховика изготавливается из тройника на 3/4″ (внешняя резьба). К нему идеально подходят подшипники из ремкомплекта для роликовых коньков. Подшипники удерживаются стяжной гайкой. Такие гайки можно найти отдельно или взять от тройника для металлопластиковых труб. Этот тройник на фото в нижнем правом углу (в конструкции не используется). В качестве держателя парового цилиндра тоже используется тройник на 3/4″, только резьба вся внутренняя. Для крепления элементов 3/4″ к 1/2″ используются переходники.
3

Собираем котел. Для котла используется труба на 1″. Нашел б/у на рынке. Забегая в перед, хочу сказать, что котел получился мелковат и не дает достаточного количества пара. С таким котлом двигатель работает слишком вяло. Но работает. Три детали с права это: заглушка, переходник 1″-1/2″ и сгон. Сгон вставляется в переходник и закрывается заглушкой. Таким образом котел становится герметичным.
4

Таким котел получился изначально.
5

Но сухопарник оказался не достаточной высоты. Вода попадала в паропровод. Пришлось ставить дополнительный бочонок на 1/2″ через переходник.
6

Это горелка. Четырьмя постами ранее был материал «Самодельная масляная лампа из труб». Изначально горелка была задумана именно такой. Но не нашлось подходящего топлива. Масло для ламп и керосин сильно коптят. Нужен спирт. Так что пока сделал просто держатель для сухого горючего.
7

Это очень важная деталь. Парораспределитель или золотник. Эта штука направляет пар в рабочий цилиндр при рабочем ходе. При обратном ходе поршня подача пара перекрывается и идет сброс. Золотник делается из крестовины для металлопластиковых труб. Один из концов нужно залепить эпоксидной замазкой. Этим концом он будет крепится к стойке через переходник.
8

А сейчас самая главная деталь. От неё будет зависеть заработает двигатель или нет. Это рабочий поршень и клапан золотника. Здесь используются шпилька М4 (продаются в отделах мебельной фурнитуры, проще найти одну длинную и отпилить нужную длину), металлические шайбы и войлочные шайбы. Войлочные шайбы используются для крепления стекол и зеркал с другой фурнитурой.
9

Войлок не самый лучший материал. Он дает не достаточную герметичность, а сопротивление ходу — существенное. В последствии удалось избавится от войлока. Для этого идеально подошли не совсем стандартные шайбы: М4х15 — для поршня и М4х8 — для клапана. Эти шайбы нужно максимально плотно, через сантехническую ленту, посадить на шпильку и той же лентой с верху намотать 2-3 слоя. Затем тщательно притереть с водой в цилиндре и золотнике. Фотографию модернизированного поршня не сделал. Лень разбирать.
10

Это собственно цилиндр. Изготавливается из бочонка 1/2″. Двумя стяжными гайками он крепится внутри тройника 3/4″. С одной из сторон, с максимальным уплотнением, наглухо крепится штуцер.
11

Теперь маховик. Маховик делается из блина для гантели. В центральное отверстие вставляется стопка из шайб, а в центр шайб помещается маленький цилиндр из ремкомплекта для роликовых коньков. Все крепится на герметике. Для держателя водила идеально подошла вешалка для мебели и картин. Похожа на замочную скважину. Все собирается в той последовательности, что на фото. Винт и гайка — М8.
12

Маховиков у нас в конструкции — два. Между ними должна быть жесткая связь. Эта связь обеспечивается стяжной гайкой. Все резьбовые соединения закрепляются лаком для ногтей.
13

Эти два маховика кажутся одинаковыми, однако один будет соединен с поршнем, а другой с клапаном золотника. Соответственно водило, в виде винта М3, крепится на разных расстояниях от центра. Для поршня водило располагается дальше от центра, для клапана — ближе к центру.
14

Теперь делаем привод клапана и поршня. Для клапана идеально подошла соединительная пластина для мебели.
15

Для поршня в качестве рычага используется накладка оконного замка. Подошла как родная. Вечная слава тому, кто изобрел метрическую систему.
16

Сейчас читают:  Масло в коробку передач рено логан, какое выбрать и как поменять? - Новый Logan

Приводы в сборе.
17

Все устанавливается на двигатель. Резьбовые соединения закрепляются лаком. Это привод поршня.
18

Привод клапана. Обратите внимание, положения водила поршня и клапана отличаются на 90 градусов. В зависимости от того в какую сторону водило клапана опережает водило поршня, будет зависеть в какую сторону будет вращаться маховик.
19

Теперь осталось подсоединить трубки. Это силиконовые шланги для аквариума. Все шланги необходимо закрепить проволокой или хомутами.

Нужно заметить что тут не предусмотрен предохранительный клапан. Поэтому следует соблюдать максимальную осторожность.
20

Вуаля. Заливаем воду. Поджигаем . Ждем когда закипит вода. Во время разогрева клапан должен быть в положении закрыто.
21

Весь процесс сборки и результат на видео.

Паропульсирующий двигатель

Паропульсирующий кораблик из мультфильма «Рыбка Поньо на утёсе» Хаяо Миядзаки

По английски называется pop-pop engine. По русски, точного названия не знаю, наиболее точное название будет «паропульсирующий», его и буду использовать. Данный тип паровых двигателей, наверное самый известный и простой для повторения в домашних условиях.

Конструкций таких двигателей море, есть даже напечатанные на 3d-принтере. У меня такая вот точно есть, только цвета другие. Но работать её не удалось заставить.

Модель для печати

Видео наглядно демонстрирует как работает данный двигатель. И почему он называется pop-pop (издаёт характерный звук).

Мне вот такой вариант не очень понравился, поэтому я начал собственные эксперименты по данной теме. И начал эксперименты, для начала изготовил прототип из трубки с внутренним диаметром 1 мм, а в качестве плавсредства использовал обрезок доски.

Что удивительно, эта конструленция внезапно поплыла! Я был в шоке, и не верил что такое возможно.

В результате я понял, что идея рабочая и решил сделать нормальную конструкцию. Весь гайд приводить не буду, его продробно описал тут и тут.

Но если кратко, то я купил в магазине игрушку — пластиковый кораблик, а на строительным рынке медные кондиционерные трубки (лучше всё же использовать алюминиевые, того же диаметра — легче). Трубки гнул достаточно просто: замораживал воду внутри, и гнул по черенку от лопаты.

Первая плавающая модель.

Для него сделал спиртовку.

Спиртовка оказалась мировой, и использовалась ещё в очень многих моделях. Ну и пора провести первые ходовые испытания. Проверил различные типы горючего и трубок.

После удачных испытаний, была сделана центровка, развесовка и одета верхняя палуба. Так же сделал руль, и защиту печки (чтобы палуба не плавилась).

Ну и видео окончательных испытаний.

Если вы думаете, что паропульсирующие двигатели используются в детских поделках, то нет. Это мощнейшая индустрия, лично я встречал даже могучие математические выкладки с формами, объёмами, длиной трубок и прочее, по постройке наиболее быстрых и эффективных моделей.

Только посмотрите на видео возможных конструкций таких двигателей. Всяко рекомендую этот канал, если тема вам показалась интересной. У него очень много подобных конструкций и идей, есть чем заняться с вашими детьми вечером ;).


По интернету гуляют целые чертежи, математические выкладки наиболее удачных конструкций. Ищите, тема невероятно интересная и необычная.

Существуют совершено невероятные модели, работающие на этом принципе. Эти фотографии с известного интернет аукциона.

Может показаться очень странным, но это тоже модель кораблика с паропульсирующим двигателем.

Две трубки сзади

Вот сам двигатель (справа), а слева зелёное — это спиртовая горелка. Так, что не стоит думать, что это игрушка только для детей.

Пламя

Теперь нужно решить вопрос с огнём. Конечно, было бы красиво и приятно топить подобный мотоцикл дровами. Это же ретроспектива в прошлое, стимпанк, классичность, но, как я уже говорил, у нас очень мало для этого места, ведь наша топка чуть больше локтя.

Конечно, можно туда уместить шапку угля, но этого не хватит даже на то, чтобы просто прогреть котёл. Тут пришлось отступить от романтичности и изготовить газовую горелку. На самом деле это очень эффективное, мощное и удобное топливо. Газ жидкий, поэтому его легко запасать, легко подавать в горелку и он сразу идёт под давлением, что позволяет создавать скоростной горячий поток в топке, тем самым улучшая теплообменный процесс (не требуется поддув).

Создание прямоточного котла

И, конечно, мне захотелось сделать именно прямоточный котёл.

Подобрав длинные нержавеющие трубки разного сечения, я сварил их вместе таким образом, чтобы сечение постепенно увеличивалось. Затем, весь этот 8 метровый «кишечник» был компактно свёрнут и уложен в раму мотоцикла. Внешние стенки, которые должны удерживать пламя и направлять его в нужную сторону, были сделаны из простой жести.

Насос, закачивающий воду (носитель), изготовил из газового доводчика, который обычно придерживает капоты и багажники автомобилей. Конструктивно, «доводчик» — это готовое изделие. Мне необходимо было только приварить вход и выход для воды и приделать клапан, который не пускал бы закаченную воду обратно.

Насос подвижно крепился одной своей частью к раме, а второй к кривошипу на валу колеса. С помощью гибкого шланга высокого давления (тормозной шланг от авто) вода под давлением закачивалась в котёл, а забиралась из отдельного бачка, располагавшегося выше насоса.

Устройство


Паровой котёл — котёл, предназначенный для генерации насыщенного или перегретого пара. Может использовать энергию топлива, сжигаемого в своей топке, электрическую энергию или утилизировать теплоту, выделяющуюся в других установках.

Существует два основных типа котлов: классический и прямоточный. Первый тип чаще всего использовался для работы паровых машин. Его можно описать как железный резервуар, в который врезана топка. Топливо горит в топке, обогревая воду в резервуаре. Вода в нём начинает кипеть и создаётся пар под давлением. Такой тип использовался на паровозах и всех первых паровых машинах:

У классических котлов есть как преимущества, так и недостатки. Преимущества заключаются в том, что для создания давления пара не требуется каких — либо насосов, так как накопленная энергия воды может ещё долго снабжать двигатель паром даже при отсутствии огня.

Прямоточный котёл можно представить как длинную, компактно свёрнутую трубку, обтекаемую пламенем, в которую насосом закачивают воду. Такой тип котла обладает целым рядом преимуществ:

  1. Позволяет создавать пар большего давления при меньшей массе и небольшом объёме котла.
  2. Из-за того, что в трубке не так много носителя, такой котёл считается более безопасным (не запасается большое количество энергии).
  3. Быстрый выход на режим, так как не нужно прогревать большое количество воды.


Для лёгкого понимания работу такого котла можно представить в упрощённой форме:

Заключение

Когда задумывал строить этот паровой мотоцикл, я рассуждал так: вот сделаю его, как – нибудь это всё проедет и, удовлетворив все свои инженерные интересы, поставлю его дома напротив дивана в качестве эстетического элемента, навсегда. Но нет! Теперь это наоборот не даёт мне покоя.

Первое с чего начну, это переделаю систему переключения пара на классическую. Мне стало интересно, какова будет разница. И ещё, при последующих испытаниях нужно будет «поиграть» с настройками. Добиться максимальной скорости, подобрав наиболее правильное опережение впуска пара. Ещё, хочу поэкспериментировать с разными видами топлива.

Видимо грядёт большая модернизация. Так что, если наш «паровоз» собирался уйти на пенсию и отсидеться где-нибудь в музее, тут я его сильно разочарую! У него впереди ещё длинное, тяжелое, но интереснейшее будущее!

Более подробно о создании и испытаниях в видео материалах:

Энергия пара покорилась!

Отличная идея или фиаско? Разбираемся с прямоточным котлом

Создание паровозного свистка, сборка аппарата

Испытания парового мотоцикла

Выводы

Мне кажется, что сейчас начался какой-то ренессанс моделей паровых двигателей, и к ним есть реальный интерес. Даже Китай берёт читает советские книги и делает по ним модели двигателей. Например, берём книгу

. Открываем на странице 273 и видим замечательную картинку.


Потом лезем на известный китайский интернет магазин, и о чудо! Встречаем там точно такой же двигатель!

На самом деле, при всей архаичности паровых машин, и их огромных недостатков, нельзя отнять того, что даже сегодня они не теряют своей актуальности. Более 70-80% электроэнергии вырабатывают архаичные паровые машины! Даже передовые атомоходы, это по сути пароходы с атомным кипятильником.

Метки:  , , , , , .
Закладка Постоянная ссылка.
1 ЗвездаНельзя так писать о ЛоганеЧто-то о новом Логане так себе написаноЛоган - супер машинаРено Логан лучше всех! (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...