Попов И.А.

САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Описан процесс самостоятельного изготовления небольшого работающего парового двигателя в домашних условиях из подручных материалов.

Первая паровая машина была построена Джеймсом Уаттом в 1784 г. Главной её частью был цилиндр, закрытый с обоих концов крышками. В крышках цилиндра имелись отверстия, через которые поступал пар. Вначале пар впускали с одной стороны, а когда поршень доходил до противоположного конца цилиндра — с другой. До конца XIX в. паровая машина была единственным универсальным двигателем и сыграла огромную роль в развитии транспорта [2].

Изобретение паровой машины послужило толчком для дальнейшего развития транспортных средств. В течение ста лет она была единственным промышленным двигателем, универсальность которого позволяла использовать его на предприятиях, железных дорогах и флоте. Паровые машины были установлены и на первых автомобилях. На транспорте они работали вплоть до 50-х гг. XX в. В некоторых странах пароходы и паровозы используют и сегодня [2].

Идея самостоятельно изготовить паровой двигатель возникла после знакомства с книгой А. Абрамова и П. Хлебникова «Самодельные электрические и паровые двигатели» (изд. 1946 г.) и удачного изготовления действующей модели ветряного двигателя [1].

Изготовленная паровая машина представляет собой двигатель одинарного действия, который отличается от двигателя двойного действия тем, что работает только в то время, пока вал делает половину оборота: вторую половину оборота вал вращается инерцией маховика. В паровом двигателе двойного действия пар впускается то с одной, то с другой стороны поршня, тем самым вращая вал в течение всего оборота [1].

Собранный паровой двигатель (рис. 1) состоит из трубки золотника (1), поршенька золотника (2), штока золотника (3), соединительной трубочки (4), цилиндра двигателя (5), поршня двигателя (6), шатуна поршня (7), кривошипа вала (8), вала (9), махового колеса (10), второго кривошипа (11) и тяги парораспределителя (12) [1].

           Двигатель собран из подручных материалов (рис. 2). Паровой котел спаян из двух консервных банок. Цилиндр двигателя сделан из сантехнической трубы диаметром 18 мм, в заглушку цилиндра двигателя впаяна металлическая трубочка от антенны для подачи пара из парораспределительного механизма. Поршень главного цилиндра и парораспределителя был отлит из цинка (взят из корпуса карбюратора автомобиля), с помощью газовой горелки в гипсовую форму в цилиндре. Гипсовая форма была получена путем отливки гипса в цилиндр. Парораспределительный механизм спаян из трёх металлических трубок: канала от люстры и двух антенных трубок. Коленчатый вал был выгнут из сварочного электрода. Маховик сделан из шкива электродвигателя. Шатун парораспределителя сделан из медной трубочки от старого холодильника. Шатун главного цилиндра сделан из алюминиевой трубки. Для изготовления соединительной трубки был использован элемент от старой стоматологической установки, выдерживающий температуру пара.

Для увеличения числа оборотов маховика по инерции к шкиву были добавлены (примотаны проволокой) грузики, сделанные из поршней старых многоразовых шприцов.

Вся конструкция прикреплена проволокой к площадке из оргстекла.

Собранный паровой двигатель работает в двух вариантах. Первый – на пару от парового котла, подогреваемого таблетками сухого спирта, второй вариант – от пара из пароварки.

Описанный  в статье паровой двигатель можно использовать на уроках физики, истории, технологии в качестве наглядного пособия.

Список литературы

1.     Абрамов А., Хлебников П. Самодельные электрические и паровые двигатели // А. Абрамов, П. Хлебников. – Л.: Государственное Издательство Детской Литературы Министерства Просвещения РСФСР, 1946.

2.     Я познаю мир. Автомобили: Детская энциклопедия // [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bibliotekar.ru/encAuto/5.htm

Статья подготовлена для участия  в первой открытой городской научно-практической конференции школьников и студентов  "Решение - 2012", проводимой БФ ПНИПУ 19.10.2012 г.