sábado, 1 de junho de 2013

Lata de suporte para o virabrequim do motor stirling Gama


Essa é a lata de suporte para o virabrequim.

Manual do motor Stirling, lata de suporte para o virabrequim


Sendo que os dois furos feitos para a fixação do virabrequim, localiza-se a 30 mm (3 cm) de cima para baixo, como visto na imagem acima.

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Leandro Wagner.


(Tutorial 1) Dicas em texto e suas devidas medidas, parte 1



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Como funciona um motor stirling Gama


Este motor funciona com a dilatação do ar (quando aquecido) e com sua contração (quando resfriado).

Quando o pistão deslocador (lata interna) é movimentado para cima, o ar que estava na parte fria do cilindro (no topo), é deslocado para baixo, indo para a parte mais quente. Em contato com as paredes aquecidas, o ar é aquecido e a pressão dentro do cilindro aumenta repentinamente, com o aumento do volume do ar. Consequentemente, o pistão de trabalho ( feito com balão) é empurrado para cima, fazendo o virabrequim girar. Quando o pistão deslocador é movimentado para baixo, ocorre o inverso, pois o ar que estava na parte quente é deslocado para cima, se esfria e se contrai, produzindo um vácuo e fazendo com que o pistão de trabalho seja sugado para baixo e, assim, continuando o giro do virabrequim.

Simplicidade: um detalhe importante que faz com que este modelo de motor seja simples é o fato de que ele não possui válvulas, porém o ar deve estar confiando no interior do motor.

Água: O emprego da água consiste no resfriamento da parte superior do cilindro (lado frio), evitando o super aquecimento, o que mantém a maior diferença de temperatura possível entre as regiões quente e fria do motor, melhorando seu rendimento.

Explicação em vídeo: Este vídeo explica o funcionamento básico do motor Stirling Gama:




Reparem no vídeo (no instante 1:20) onde o eixo do motor deve ficar neste vai e vem "sem atrito" antes de parar por completamente. Isso quando não estiver ligado ao pistão de trabalho (balão), como no vídeo.

Em outro teste no vídeo em (no instante 3:05), nota-se que o balão infla e encolhe com ar conforme o eixo é girado. Isso acontece com a chama acessa em baixo do motor.



Alguns dos motivos que podem o impedir funcionamento do motor!


Em geral os motores não funcionam em duas situações: quando existe fuga de ar ou quando existe excesso de atrito nas peças móveis.

Para descobrir se o motor possui fuga de ar, pode ser feito o seguinte teste: desengate a haste do pistão de trabalho (balão) do virabrequim e puxe o balão! Se o mesmo inflar com ar, significa que existe algum furo em algum ponto (pois houve entrada de ar no cilindro). O balão deve sempre retornar para o mesmo ponto onde estava antes de iniciar o teste. É importante lembrar que este teste deve ser feito sem o fogo.

Para descobrir onde está o vazamento, mergulhe aquele possível ponto em água e ao surgir bolhas de ar, quando o pistão de trabalho é empurrado a força para dentro, é este o possível ponto com fuga de ar.

Caso necessite de mais ajuda, clique em ler mais:
Ler mais>>>...

Manual do motor Stirling, Gama, 700 rpm caseiro, não funciona!
Veja o vídeo >>>



Todo a explicação do tutorial é feita com base neste vídeo abaixo:





visualizar lista completa


-> Lista de materiais usados para a construção deste motor:


-> Ver lista >>>








Colagem:


Para fazer a colagem dos materiais, é usado uma cola vermelha de silicone para alta temperatura (fig.1). Essa cola pode ser comprada em lojas que vendem peças automotivas. É usada, por exemplo, para garantir a vedação do motor no momento da montagem do cabeçotes de motores automotivos.
Cerca de 10 minutos para uma pré-secagem e 24 horas para uma secagem completa.
Ver onde comprar e sua aplicação >>>




Como fazer o pistão deslocador!

Manual do motor Stirling, pistão deslocador, lata de alumínio
(fig. 2) ampliar foto e outras informações

Pistão deslocador: foi usado uma lata de Red Bull 250ml (fig. 2) "lata interna".
Seu diâmetro é de 53mm (5,3cm) e 70mm (7cm) de comprimento.








Manual do motor Stirling, pistão deslocador, lata de alumínio
(fig. 3) ampliar foto e outras informações

Haste: um raio de bicicleta de sustentação usado como haste para o pistão deslocador, deve ser de 2mm fabricado em aço aço inox, pois assim ele não empena com facilidade devido sua rigidez, evitando que o pistão vibre dentro do cilindro e, conseqüentemente, evitará fricção do raio sobre a bucha.






Manual do motor Stirling, raio de bicicleta
(fig. 4) ampliar foto e outras informações

Improviso: este raio pode ser fixado na lata de Red Bull com sua própria porca, a qual deve ser cortada ao meio (fig. 4).

Comprimento da haste do pistão deslocador: mantenha o comprimento original do raio de bicicleta, até definir o comprimento exato necessário.

-> Veja as instruções para o comprimento da haste >>>




Manual do motor Stirling, pistão deslocador, lata de alumínio
(fig. 5) ampliar foto e outras informações


Cuidado: este pistão deve ser totalmente lacrado para que não tenha vazamento de ar, evitando que a pressão produzido pelo motor entre para o interior do pistão (fig. 5).
Manual do motor Stirling, com outras informações sobre o pistão deslocador
->Ver mais fotos e informações >>>






Manual do motor Stirling, pistão deslocador, lata
(fig. 6) ampliar foto e outras informações


Outras sugestões: nesta foto (fig. 6) encontrarão outras marcas de lata com 53mm de diâmetro, diversificando à opção de materiais para construir um pistão deslocador.
Manual do motor Stirling, com outras informações sobre o pistão deslocador
-> Veja outro exemplo de pistão >>> 






Sugestão de outro tipo de pistão deslocador >>>



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Confira a lista de materiais de outros modelos de motores Stirling:



Confira a lista de materiais de um motor Stirling "Gama" feito em latas de cerveja!










Confira a lista de materiais de um motor Stirling "Alfa" simples, feito com seringas de vidro!











Confira a lista de materiais de um motor Stirling Alfa melhorado, feito com seringas de vidro!







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Leandro Wagner.

(Tutorial 2) Dicas em texto e suas devidas medidas, parte 2



Como fazer o cilindro:

Manual do motor Stirling, vários tipos de cilindro quente com 57mm de diâmetro
(fig. 7) ampliar foto e outras informações

Cilindro: a lata externa (cilindro) é de spray desengripante, de bom ar ou de inseticida ***(fig. 7), outra opção é a lata de Coca Cola Burn.
Medidas: 57 mm de diâmetro e 120 mm de comprimento (medida externa já cortada).
Manual do motor Stirling, informações com cuidados ao cortar com a Dremel
***Cuidados importantes ao abrir a lata >>






Manual do motor Stirling, cilindro quente com medida para o encaixe do cabeçote
(fig. 8) ampliar foto e outras informações

Curso: o curso total (movimento de vai e vem) do pistão deslocador é de 28 mm e deve haver, no máximo, 3 mm de folga em cada extremidade do cilindro. Ex: 2 mm de folga do cabeçote + 70 mm comprimento do pistão + 28 mm de curso total do pistão + 2 mm de folga antes do pistão chegar ao fundo do cilindro, num de total = 102 mm. Essa medida é o espaço interno do cilindro. Recomenda-se + 18 mm de borda para o encaixe do cabeçote na parte superior do cilindro (fig. 8). Assim, a medida externa do cilindro resulta 120 mm de comprimento total.



Manual do motor Stirling, cilindro quente com medida do furo para a luva de PVC
(fig. 9) ampliar foto e outras informações


A posição do furo: o centro do furo no cilindro, onde a luva é colada, é localizado a uma distância de 30 mm de cima para baixo ou 90 mm de baixo para cima.
Isso não é crítico, mas tenha cuidado para que o cabeçote não tampe esse furo (fig. 9).






Manual do motor Stirling, cilindro quente com pistão deslocador
(fig. 10) ampliar foto e outras informações


Cuidados ao montar: o pistão deslocador deve ficar suspenso dentro do cilindro, sem tocar em parte alguma, sendo que recomenda-se que exista uma folga de 2 mm entre a periferia do pistão e as paredes internas do cilindro (fig. 10).
Manual do motor Stirling, informações adicionais sobre pistão deslocador e cilindro          
->Ler e ver medidas do cilindro >>>





Cabeçote e medidas:

Manual do motor Stirling, cabeçote com medidas
(fig. 11) ampliar foto e outras informações


Cada cabeçote do cilindro do motor (no vídeo, ver no instante 8:26), pode variar entre 5 a 6 cm de comprimento. Deste modo, a distância entre as buchas é de aproximadamente 5 cm após o encaixe (fig. 11).
Manual do motor Stirling, outras informações sobre os cabeçotes           
-> Veja mais informações >>>






Manual do motor Stirling, virabrequim caseiro
(fig. 12) ampliar foto com medidas

Medida: o comprimento total da lata onde está fixo suporte do virabrequim, desde o inicio da lata até a altura do centro do eixo (virabrequim) é 13,5 cm, como pode ser visto em "12:17".

Bielas: são cortadas após a conclusão da fabricação do motor, pois o comprimento varia conforme a construção de cada motor.
Manual do motor Stirling, outras medidas sobre o suporte do virabrequim           
-> Veja uma foto detalhada >>>



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Confira a lista de materiais de outros modelos de motores Stirling:



Confira a lista de materiais de um motor Stirling "Gama" feito em latas de cerveja!











Confira a lista de materiais de um motor Stirling "Alfa" simples, feito com seringas de vidro!









   Manual do motor Stirling, Alfa, 1500 rpm caseiro
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(Tutorial 3) Dicas em texto e suas devidas medidas, parte 3



Bucha e solda:

Manual do motor Stirling, máquina de toca fitas com a bucha para o cabeçote
(fig. 13) ampliar foto com medidas


Onde encontra? Essa bucha de bronzina, pode ser encontrada em toca-fitas auto-reverse (de carro). Na fig. 13, pode ser vista a posição onde tal bucha se localiza no mecanismo.

Vídeo: no vídeo abaixo, é ilustrado a retirada da bucha do mecanismo de toca-fitas:





 

                         -> ver foto de rádios toca fitas de carro >>> 


ATENÇÃO! Caso tenha dificuldades para a aquisição desta bucha, ela pode ser substituída por uma moeda de 5 centavos revestida em cobre, na cor dourada (fig, 14).

Manual do motor Stirling, moeda de 5 centavo para a bucha do cabeçote
(fig. 14) ampliar foto

Procedimento: inicialmente faça um furo de 1,5 mm no centro da moeda e, em seguida com uma broca de 2 mm. Depois, teste se o raio (haste do pistão deslocador) desliza livremente pela moeda, mas sem folgas, para evitar fugas de ar e garantir o bom funcionamento do motor.

Vídeo: o vídeo abaixo explica a fabricação da bucha com uma moeda:





Outra dica: a região onde é feita a solda, deve ser lixada e limpa, como pode ser visto no instante 0:50 do vídeo acima. Evitem colocar os dedos sobre a região lixada, pois a gordura natural dos dedos, pode atrapalhar a fixação da solda. Ao soldar, siga os seguintes passos: aqueça um pouco a bucha, retire o soldador da peça, coloque o estanho no soldador, ponha o soldador sobre a parte lixada, espalhando o estanho e, se necessário, adicione mais estanho até concluir a solda. Por fim, espere até esfriar.

Teste da solda: para certificar-se que a solda ficou boa, tente remover o estanho com algum outro objeto. Se descolar, é necessário lixar novamente e refazer a solda. Quando a solda é bem feita, não é possível remover, sem aquecer novamente.


(fig. 15) ampliar foto

Lixar: antes de colocar a bucha na posição, é necessário lixar a lata com algum objeto afiado (instante 1:40 do vídeo). Pode ser usado, por exemplo, uma lamina de cortar metal (fig 15).

Observação: não lixe por baixo da bucha, somente a sua volta e um circulo ao redor do furo no cabeçote, com o diâmetro da bucha. Não lixe perto do furo do cabeçote.





Poderão conferir no vídeo Tutorial 8:45 à 8:55, como foi feita a solda da bucha no cabeçote. Note que é necessário faze-la por todo o contorno da bucha, garantindo uma boa vedação.

Manual do motor Stirling, solda de estanho para soldar a bucha
(fig. 16) ampliar foto

Dicas sobre a solda: se o metal for aquecido excessivamente, também há possibilidades da não fixação da solda de estanho na peça (fig 16). O metal deve estar em uma temperatura entre 60 à 80 C°, no ponto de queimar os dedos. Se a peça estiver fria, também haverá dificuldades para concluir uma solda. 







Manual do motor Stirling, a bucha soldada com de estanho no cabeçote
(fig. 17) ampliar foto

A necessidade de duas buchas: no vídeo Tutorial em 9:55, fiz uma demonstração com uma única bucha. Pode-se ver que a haste do pistão emperra dentro da bucha. Por essa razão é usado duas buchas, uma faz a vedação e a outra funciona como guia, evitando esse travamento da haste, como pode ser visto em 11:00 onde há movimento livre.

Fugas e atrito!!! Certifique-se de que não há fugas de ar entre a haste do pistão deslocador e a bucha. Revise os excessos de atrito nas partes móveis. Caso tenha fuga de ar, o motor irá girar precariamente ou talvez nem mesmo funcionar!



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Confira a lista de materiais de outros modelos de motores Stirling:



Confira a lista de materiais de um motor Stirling "Gama" feito em latas de cerveja!











Confira a lista de materiais de um motor Stirling "Alfa" simples, feito com seringas de vidro!









   Manual do motor Stirling, Alfa, 1500 rpm caseiro
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Leandro Wagner.

(Tutorial 4) Dicas em texto e suas devidas medidas, parte 4



Forninho:

Manual do motor Stirling, forninho com lamparina para o motor caseiro
(fig. 18) ampliar foto com medidas

Função: neste caso, a lata de pêssego (fig. 18) foi para uma maior concentração de calor sob o cilindro. Recomendo a instalação de uma descarga no formato de chaminé, para possibilitar a saída de fumaça e um bom funcionamento da lamparina.
Manual do motor Stirling, informações importantes da lamparina
Confira o ponto de maior produção de
                              calor pelo fogo >>>






Virabrequim com raio:

Manual do motor Stirling, virabrequim feito com raio de bicicleta
(fig. 19) ampliar foto com medidas

O tamanho da dobra do virabrequim para ambos os pistões, são de 14 mm (1,4 cm), sendo que os pistões percorrem uma distância total (curso) de 28 mm (2,8 cm).

Alterações: quando o tamanho do curso for maior, o motor terá mais torque e menor rotação. Se optar por cursos menores que citado no projeto, terá a situação inversa (maior rotação e de menor torque).
Com estes cursos, encontrei um ponto de equilíbrio no projeto (fig. 19).

Manual do motor Stirling, medidas adicionais sobre virabrequim
              ->Ver todas as medidas das dobras do virabrequim >>>



Este vídeo explica a fabricação do virabrequim com raio de bicicleta 2,5mm em inox:



Pistão de trabalho:

Manual do motor Stirling, pistão de trabalho feito com capacitor
(fig. 20) ampliar foto com medidas

Pistão de capacitor: o pistão de trabalho (fig. 20) pode ser feito capacitor eletrolítico e um tubo seringa de vidro, como aqueles utilizados em pistolas para vacinar animais, o qual pode ser comprado em agropecuária. Neste caso utilizei um tubo da marca "WALMUR 50 ML", que ficou satisfatoriamente adaptado ao capacitor.

Diferença entre marcas: cada marca possui milésimos de milímetros de diferença no diâmetro. O diâmetro interno da seringa que usei é de 25 mm. O capacitor que melhor se adaptou ao tubo de vidro foi encontrado fonte de TV Philips 17" preto e branca antiga ou de algumas fontes e monitores de computador.


No meu caso ficou muito bom. Confira no meu vídeo abaixo a vedação e a compressão do ar:




Manual do motor Stirling, pistão de trabalho feito com balão
(fig. 21) ampliar foto com medidas

Pistão com Balão: este outro vídeo é a explicação de como fazer o pistão com balão. Em 0:50 os dois botões de volume de rádio, podem ser substituídas por duas tampas de produto de limpeza (confira clicando na fig. 21), com diâmetro de 35mm. O pistão feito com balão deve ser totalmente vedado (sem fugas de ar), sendo ele o responsável na produção da força mecânica do motor.







Outra opção de pistão caseiro: este vídeo é a terceira opção para a fabricação de um pistão caseiro, sendo ele fabricado com durepóxi.

http://youtu.be/7QrIAoc0Snc


Atenção: este vídeo acima e o texto abaixo são de propriedade de Silas Marques Ferreira >>>

[Pistão feito com durepox no próprio cilindro a ser utilizado, que é forrado com +- 2 voltas de plástico (pacotes de bolacha), besuntados com vaselina ou óleo para não grudarem a massa. Forra-se o interior do cilindro com o plástico, coloca-se a massa já no formato mais próximo possível, mas com uma boa folga para não forçar e enrugar o plástico. Usando o lado liso de uma broca, ou outra ferramenta qualquer, ir pressionando a massa até que tome a forma do cilindro. Após isso, pressionar no centro para que forme o furo central do pistão e, após a secagem, furar transversalmente para inserir o eixo da biela. Para as manivelas, usamos clipes nº 8, que são fáceis de se dobrar, e pedaços de tubo de cotonetes como buchas.]



Volante:

Manual do motor Stirling, volante caseiro com CDs
(fig. 22) ampliar foto com medidas

Volante: este volante (fig. 22) é montado com 5 CDs, colados uns sobre os outros, com auxilio de um tubo de CDs, para facilitar a centralização. O conector de fio de luz foi soldado em uma chapa de metal que, por sua vez, é parafusado nos CDs. Após o encaixe no virabrequim, o parafuso do conector é apertado sobre este eixo.
Manual do motor Stirling, informações da montagem do volante                       
-> Veja o tubo de CDs >>>  





Vídeo com a fabricação do volante, a partir dos 7:25 minutos:





Lubrificação:

(fig. 23) ampliar foto com medidas

Lubrificante: ao testar o motor, use graxa (fig. 23) para lubrificar a haste do pistão deslocador, o virabrequim e a biela, não use óleo. Pois este perde rapidamente sua viscosidade e trava a haste do pistão deslocador na bucha.

Dica: gire a haste do pistão deslocador sobre si mesma até encontrar a melhor posição, ou seja, quando o pistão deslizar com facilidade sem travar e mantenha regulado nesta posição.

Dica para o amaciamento: desconecte o pistão de trabalho e adapte um pequeno motor elétrico ao eixo do virabrequim. Deixe-o rodando por um longo tempo, para o amaciamento do motor (desgaste das peças móveis), reduzindo os possíveis excessos de atrito.


Conectores de fios elétricos:

Manual do motor Stirling, barra com conector de fio de luz de 6mm
(fig. 24) ampliar foto com medidas

Conector: este conectores de fios elétricos de 6mm (fig. 24), são usados para aparafusar os raios de bicicleta (biela e haste).

Onde comprar? Podem ser compradas em lojas de material elétrico residencial.







Gerador:

Manual do motor Stirling, motor de vídeo cassete usado como gerador
(fig. 25) ampliar foto com medidas

Gerador: recomendo como gerador um motor que, originalmente, é responsável pela ejeção da fita num aparelho de vídeo cassete (fig. 25). Este motor produz maior tensão (Volts) e pouca corrente (Amperes). É uma ótima opção para alimentar LEDs.

Vantagem: ele exige pouco energia mecânica do motor Stirling e gira facilmente (pouquíssimo atrito). É preciso lembrar que o motor Stirling, normalmente, gera pouca potência mecânica.
Manual do motor Stirling, fotos de onde encontrar os geradores



Lamparina:

Manual do motor Stirling, lamparina álcool caseira para motor stirling
(fig. 26) vídeo tutorial da lamparina

Cuidados no manuseio: devido o aquecimento do combustível na tocha (lamparina), deve haver um pequeno furo de alívio ao lado do pavio, evitando que a pressão interna expulse o álcool.

Como fazer a lamparina? Para quem tiver dúvidas quanto a construção da lamparina, deixo o vídeo abaixo com tutorial a disposição:



Três links privativos do meu antigo motor e sua reações:







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