quarta-feira, 3 de setembro de 2014

Desenvolvimento e problemas enfrentados, para ter um motor Stirling Alfa simples!



Desenvolvimento e problemas resolvidos.

Primeiro projeto: inicialmente, este motor foi projetado com 25 mm de curso para cada pistão, foi tomado como base o versão anterior de Alfa, que tem 30 mm de curso para cada pistão. Também usei seringas com ponta de vidro e uma mangueira de plástico para interligar as duas seringas.

Primeiro problema: com o uso das seringas de ponta de vidro, a mangueira de plástico derretia facilmente com o calor a seringa quente, não era possível fixar o tudo de cobre na ponta de vidro, com o tubo de alumínio, a ponta de vidro da seringa se quebrou. Assim foi descartada a possibilidade do uso das seringas com ponta de vidro.

Seringa com ponta de metal: as duas seringas com ponta de vidro, foram substituídas por ponta de metal. No primeiro teste, não ocorreu exito no funcionamento do motor. Naquele momento foram usados mangueiras de plástico, que logo derreteram com o calor.

Área morta: foi aumentado a área morta em cada cilindro, para reduzir a compressão. Após essa nova alteração, o motor passou a funcionar em torno de 550 rpm e com baixo torque.

1000 rpm: como faltava calor dentro da seringa e a compressão ainda estava relativamente alta, não me restou outra opção, não ser reduzir o curso de cada pistão para 17 e 18 mm.
Com esses novos cursos, para os pistões, o motor passou a funcionar em 1000 rpm e com um torque aceitável.

Novos problemas: depois de alguns minutos funcionando, o motor perdeu velocidade, até quase parar. Desmontei os pistões e refiz o polimento com silicone líquido, remontei o motor e coloquei para funcionar, novamente o mesmo problema. Então deduzi que o tubo de plástico que interligava as duas seringas, estava produzindo uma reação química com o ar interno do motor, em virtude do calor que o plástico estava sendo submetido.

Novo tubo de alumínio: tentei colocar um tubo de cobre, mas não encontrei nenhum diâmetro compatível com a ponta da seringa. Em uma loja de consertos de ar condicionado, encontrei um tubo de alumínio e alarguei um pouco a ponta do tubo e encaixei na seringa. Porém, era praticamente impossível encaixar o tubo de alumínio nas duas seringas, devido involuntário movimento das duas seringa, assim resolvi usar aquele toco de mangueira plástica na seringa fria, para fazer uma pequena luva móvel e absorver esse mini movimento.

Regenerador: O regenerador, absorve uma parte do calor que seria rejeitado pelo motor, e reaquece o ar frio ao entrar dentro do cilindro quente, proporcionando maior disposição de calor dentro do cilindro quente. Um regenerador, tem um funcionamento muito parecido como uma bateria, porém ele é um acumulador térmico.
Ao colocar a lã de aço dentro do espaço morto do cilindro quente, o motor obteve uma melhora na velocidade antes de 1000 rpm, para então os 1200 rpm.

Primeira conclusão:
- Foi possível fazer o motor funcionar, com adição da área morta, que reduziu um pouco a compressão, mas ainda limitando a velocidade em 550 rpm;
- Com redução do curso para cada pistão, o motor desenvolveu 1000 rpm e uma melhora no torque;
- Substituindo a mangueira de plástico por alumínio, foram eliminados os problemas com atrito;
- Com regenerador, obtive uma melhor de 1000 rpm para os 1200 rpm;

Complementações:

Curso maior: não recomendo fazer um motor com pistões acima de 18 mm de curso, porque ocorrerá um aumento significativo da compressão, assim limitando o desempenho do motor, por falta de calor dentro da seringa quente.
Curso menores: o motor funciona muito bem com 10 mm de curso para cada pistão, a velocidade será maior e torque muito menor. Eu optei por 18 mm de curso para cada pistão, para ter uma boa velocidade e um torque aceitável, assim sendo possível acionar um mini gerador.

Segredos: muitas pessoas fazem seu motor e reclamam do baixo desempenho, isso é decorrente em sua grande maioria, de excesso de atrito.

Porque um motor geralmente não funciona?

1 - o uso de rolamentos comuns, no lugar dos rolamentos de vídeo cassete, ocorrendo uma perda expressiva no desempenho do motor, em virtude do grande atrito que este tipo de rolamento possui. Às vezes o motor nem funciona, porque este tipo de rolamento, consome boa parte da energia produzida pelo motor.
2 - outro problema comum, é o alinhamento lateral das bielas, com as bolachas do virabrequim, ou seja, se a bolacha onde o rolamento da biela está afixado no virabrequim estiver empenado (que é comum estar), a ponta da biela, que está interligada com a articulação da junção com o pistão, irá se movimentar para esquerda e direita, isso força o pistão contra o cilindro, produzindo uma enorme carga lateral sobre o cilindro (atrito).
3 - este motor não funciona com uma única vela, como fonte de calor;
4 - o uso de mangueiras plásticas e de borracha, torna-se um motor lento;
5 - quando o pistão está desconectado da biela e ao girar o pistão dentro da seringa, ele deve permanecer girando por um tempo, como se fosse um eixo dentro de um rolamento.Veja como é o atrito do meu pistão:




Desalinhamento da biela: é necessário eliminar com calço feitos com uma única folha de jornal, instalada entre a bolacha com o rolamento da biela. Se não conseguir, opte por eliminar a biela rolamentada e faça uma simples bucha de metal, como as feitas na articulação do pistão com a biela, assim não terá esse problema.
Se fosse hoje, eu teria feito assim, pois com os rolamentos, complica o funcionamento do motorpara iniciantes.

Alteração que melhorou em 30% a velocidade: confeccionei com lã de aço, um regenerador, que absorve parte do calor que seria rejeitado pelo motor, e reaquece o ar frio antes mesmo de chegar dentro do cilindro quente, proporcionando maior disposição de calor dentro do cilindro quente. Com esse complemento, o motor passou os 1200 rpm.

Um regenerador, tem um funcionamento muito parecido como uma bateria, um acumulador térmico.


Como aumentar a velocidade do motor em latas de alumínio para 1600 RPM >>>






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


Manual do motor Stirling, gama, caseiro 700 rpm
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Confira a lista de materiais de um motor Stirling "Gama" feito em latas de spray!


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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
Confira a lista deste modelo>>>


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

Qualquer dúvida ou sugestões de melhorias, entrem em contato!
Leandro Wagner.

14 comentários:

  1. Leandro Wagner, gostaria do seu apoio e colaboração para me ajudar a confeccionar um motor stirling de maneira eficiente e com pouco ruído, estou com algumas idéias mas gostaria de umas dicas suas pois você é especialista nesse tipo de motor, como entro em contato?

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    1. Olá amigo!
      Posso lhe ajudar, conforme minha disponibilidade de tempo. Poste logo abaixo seu e-mail, que te retorno e em seguida eu excluo o seu e-mail do comentário.
      Leandro Wagner.

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  2. Este comentário foi removido por um administrador do blog.

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  3. Boa tarde preciso de ajuda em um trabalho relacionado inteiramente com o motor Stirling, e gostaria de saber se vc pode me ajudar...

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    1. Esqueci de mandar meu e-mail para solicitar a ajuda... juninho_biesek@hotmail.com

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  4. Gostaria de saber se o motor com pistão de bombril , funciona na horizontal?
    Seu inverter a abertura da cadeira de resfriamento, e claro.

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    1. Olá amigo!

      Eu não fiz nenhum motor na horizontal, mas enho certeza que o desempenho sempre será um pouco inferior aos verticais, devido o aumento acentuado de atrito do pistão deslocador sobre os cabeçotes.

      Este vídeo, é a prova que funciona:
      https://www.youtube.com/watch?v=cjCRSoxk9Zo

      Leandro Wagner.

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  5. Incrível, vou pesquisar bastante sobre o assunto, quero descobrir todas as possibilidades de uso destes motores, gostaria de saber a sua opinião: é possível desenvolver um motor para girar um motor elétrico (alternador) o sulficiente para carregar uma bateria automotiva ou uma bateria estacionária ?

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    1. Olá Weber!

      É possível fazer um motor para girar um alternador, porém será muito grande quando não disposto tecnologia para sua construção. Um exemplo da grandeza de um motor, é este vídeo, que tem um 1Kw de potência:

      https://www.youtube.com/watch?v=duuk_r--lqU&list=PLnKuddojCGUIwutbG_xxjCHIP1dW7qQKD&index=54

      Leandro Wagner.

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  6. Olá, por acaso vc venderia um motor desse? Att lilianmatsutami@yahoo.com.br

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    1. Olá, tudo bem!

      Vou explicar detalhadamente como talvez posso te ajudar.

      Leandro Wagner.

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  7. Leandro, boa noite. Primeiramente agradeço seus vídeos na internet, pois é muito esclarecedor pra quem se interessa pelo assunto motor stirling e dá um norte para principiantes na construção dele. Estou construindo um motor stirling alpha para apresentar numa feira de projetos na minha faculdade. Já fiz toda parte da estrutura, o problema é as seringas, pois estou com muita dificuldade para retirar o atrito delas. Comprei uma lixa de 1500 para polimento de verniz e acho que ela é um pouco grossa pois está arranhando o êmbolo fazendo com que tenha muito mais atrito. Se tiver como me ajudar gostaria de saber qual lixa utilizar, o tempo de lixamento, e outras dicas para retirar o atrito. Fico no aguardo pois esse trabalho já é para semana que vem. Desde já agradeço sua atenção, abraço.

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    1. Olá Atila, muito obrigado por todas as suas observações. Também te respondi pelo facebook!
      Realmente essa lixa que você comprou, a granulação pode arranhar. Faça o seguinte, para recuperar o pistão, compre agora lixa de granulação 2000 e faça novamente polimento com essa lixa 2000. Já compre mais de uma folha, pois se arranhou o pistão, terá bastante trabalho para remover os ranhões, mas é possível, terá que ter paciência para sua futura carreira.

      1 - Você está fazendo o Alfa do modelo simples?

      2 - para testar o atrito, você já fez o polimento com silicone líquido de painel automotivo? sem ele, nunca conseguirá remover todo o atrito das seringas!

      3 - qual é a marca da seringa?

      4 - Quando você introduz o pistão dentro da seringa, você fez a limpeza completa do pistão? Eu me refiro, se removeu os fiapos de pano? Pois se tiver um único fiapo de pano dentro da seringa e no pistão, já não vai funcionar.

      Antes de fazer o teste de atrito e depois de fazer o polimento com silicone, você não pode mais segurar com os dedos o pistão, pois a gordura dos dedos, é suficiente para travar o pistão.

      Se possível, me responda as quatro questões acima.

      Leandro Wagner.

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