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Quand la voiture aura-t-elle un moteur à vapeur?

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Avez-vous déjà vu comment la machine à vapeur ne fonctionne pas en vidéo? De nos jours, il n'est pas facile de trouver un tel modèle fonctionnel. Le pétrole et le gaz ont longtemps déplacé la vapeur, occupant une position dominante dans le monde des installations techniques mettant en marche des mécanismes. Cependant, ce métier n'est pas perdu, vous pouvez trouver des exemples de moteurs fonctionnant avec succès installés par des artisans sur des voitures et des motos. Les échantillons faits maison ressemblent plus souvent à des objets de musée qu’un élégant appareil laconique apte à être utilisé, mais ils fonctionnent! Et les gens conduisent avec succès des voitures à vapeur et mettent en mouvement différentes unités.

Dans ce numéro du canal Techno Rebel, vous verrez un moteur à vapeur à deux cylindres. Tout a commencé avec deux pistons et le même nombre de cylindres.
Après avoir supprimé tout ce qui était inutile, le maître a augmenté la course et le déplacement du piston. Ce qui a conduit à une augmentation du couple. Le vilebrequin est la partie la plus difficile du projet. Il consiste en un tuyau qui a été percé sous 3 roulements. 15 et 25 tuyaux. Le tuyau est coupé après le soudage. Préparé un tuyau sous le piston. Après traitement, il deviendra un cylindre ou une bobine.

Du bord, il reste 1 centimètre sur le tuyau pour que le métal puisse être pris sur le côté lorsque le couvercle est cuit. Le piston peut être bloqué. La vidéo montre l'achèvement du cylindre de distribution. L'un des trous est bouché, réduit à un tube de vingt. La vapeur coulera ici. Sortie de vapeur.

Comment fonctionne l'appareil? La vapeur est fournie aux trous. Il est distribué à travers le tuyau, tombe dans 2 cylindres. Lorsque le piston descend, la vapeur passe et passe sous pression. Le piston se lève. Bloquer le passage. La vapeur est ventilée à travers les ouvertures.
Puis de 5 minutes

Comment faire un modèle de travail d'une machine à vapeur à la maison

Si vous étiez intéressé par les modèles de moteurs à vapeur, vous les avez peut-être déjà testés sur Internet, il sera choquant qu'ils soient très coûteux. Si vous ne vous attendez pas à une fourchette de prix, vous pouvez alors essayer de trouver d'autres options pour créer votre propre modèle de machine à vapeur. Cela ne signifie pas que vous devez simplement les acheter, car vous pouvez les fabriquer vous-même. Vous pouvez voir les processus de création de votre propre modèle de moteur à vapeur sur WoodiesTrainShop.com. Il n'y a rien que vous ne puissiez faire et découvrir sans avoir un peu de votre propre recherche.

Comment créer votre propre moteur à vapeur?

Cela semble incroyable, mais en fait, vous pouvez créer un modèle de moteur à vapeur à partir de rien. Vous pouvez commencer par créer un tracteur très simple tirant un moteur. Il peut facilement transporter un adulte et il vous faudra environ cent heures pour achever la construction. Ce qui est bien, c’est que cela n’est pas si coûteux et que le processus de création est très simple. Il suffit de percer et de travailler toute la journée sur des machines de tournage et de fraisage. Vous pouvez toujours tester vos capacités sur WoodiesTrainShop.com, où vous trouverez plus d'informations sur la façon de créer votre propre modèle de moteur à vapeur.

Les jantes arrière sont de fabrication artisanale, le modèle à moteur à vapeur est constitué de bouteilles de gaz et vous pouvez acheter des engrenages prêts à l'emploi ainsi que des chaînes de transmission sur le marché. La simplicité du modèle de bricolage avec une machine à vapeur est ce qui le rend attrayant pour tout le monde, car il vous offre des instructions très simples et un montage rapide. Vous n'avez même pas besoin d'apprendre quelque chose de technique pour pouvoir tout faire vous-même. Des dessins simples et des dessins suffisent pour vous aider avec votre charge de travail du début à la fin.

Histoire de l'invention de la machine à vapeur

La mention des premiers moteurs à vapeur remonte au premier siècle de notre ère. Appareil décrit Héron d'Alexandrie - la vapeur est sortie des buses montées sur le ballon et a mis le moteur en mouvement.

Certes, une véritable turbine à vapeur est apparue en Égypte au 16ème siècle. Arabe l'a inventé Tagi al dinome.

Une machine similaire a été construite en 1629 par l'ingénieur italien Giovanni Branca. C'est-à-dire que dès que la prospérité économique a commencé dans la société et que le besoin de ce mécanisme est apparu, il a été immédiatement inventé.

À la fin du 17ème siècle, deux autres modèles ont été créés: en Espagne, le moteur a été conçu Ajans de Beaumontet en Angleterre Edward Somerset En 1663, il installa une installation à vapeur pour pomper de l'eau dans la grande tour du château de Raglan. Mais tous les projets ont été rapidement minimisés et oubliés. Cependant, même maintenant, tout ce qui était nouveau n’était pas perçu par la majorité et personne n’osait donner de l’argent pour le développement.

Chaudière à vapeur créée par le Français Denis Papen. Il a également inventé une soupape de sécurité pour soulager les surpressions. Le fait est que la pression élevée créée par la vapeur a entraîné de fréquentes explosions.

En même temps, il y avait aussi une expression commune: «se défouler», ce qui signifiait - calmer les nerfs en faisant du bruit chez les autres, sans avoir à démolir son propre pot et sans faire de victimes parmi la population civile.

Mais l'histoire des machines à vapeur ne s'est pas arrêtée là. Anglais Thomas Newcomen en 1712, il fabriqua une pompe à mine pour fournir de l'eau au sommet. Le moteur de Newcomen a commencé à être en demande, avec sa production de masse a commencé la révolution industrielle anglaise.

En Russie, il conçut la première machine à vapeur en 1763 I.I.Polzunov. Avec son aide, les fourrures de ventilateur étaient activées dans les usines.

Un français Nicholas-Joseph Kunyo six ans plus tard, il conçut le premier chariot à vapeur. Elle a mis en marche des machines agricoles.

Et en 1788 John Fitch construit un navire pouvant accueillir 30 personnes et marchait à une vitesse pouvant atteindre 12 kilomètres à l’heure.

En 1804, le premier train à vapeur ferroviaire fut testé dans une usine métallurgique du sud du Pays de Galles. Richard Trevitik.

Comment fonctionne la machine à vapeur Principe de fonctionnement

Une chaudière à vapeur est nécessaire pour faire fonctionner le moteur à vapeur. La vapeur qui en sort se dilate et agit sur le piston ou sur les aubes de la turbine à vapeur, puis leur mouvement est transmis à d'autres parties mécaniques du dispositif.

L'agencement de la machine à vapeur est illustré dans l'illustration.

Le mouvement du piston à travers la tige, le coulisseau, la bielle et la manivelle est transmis à l'arbre principal, qui porte le volant d'inertie, nécessaire pour réduire la rotation inégale.

L'excentrique situé sur l'arbre principal par le biais de la tige excentrique agit sur le tiroir qui commande l'entrée de vapeur dans le cylindre. La vapeur du cylindre est rejetée dans l'atmosphère ou envoyée au condenseur.

Afin de maintenir un nombre constant de tours d'arbre, lorsque la charge change, un régulateur centrifuge est installé sur les moteurs à vapeur. Il modifie automatiquement la section transversale du passage de vapeur dirigé vers la machine à vapeur (avec commande du papillon des gaz) ou le moment de la fermeture du remplissage (avec régulation quantitative).

Le piston crée une (deux) cavités de volume variable dans le cylindre du moteur à vapeur, et des processus de compression et de détente se produisent dans celles-ci.

Avantages et inconvénients

Le principal avantage d'un moteur à vapeur, en tant que moteur à combustion externe, réside dans la séparation de la chaudière et de la machine elle-même. Cela permet d'utiliser tout ce qui ressemble au carburant, même aux broussailles ou à l'uranium, ce qui le distingue du moteur à combustion interne - pour chaque type, il doit exister un type de carburant.

C'est notamment un avantage dans le cas d'un réacteur nucléaire, qui ne peut pas produire d'énergie mécanique, mais produit uniquement de la chaleur, qui est utilisé pour produire de la vapeur qui fait tourner des turbines à vapeur.

Dans les moteurs à combustion externe, vous pouvez utiliser d'autres sources de chaleur, par exemple l'énergie du soleil ou l'énergie de la différence de température de l'océan à différentes profondeurs.

Un fait intéressant est que la locomotive à vapeur fonctionne bien à haute altitude et que l'efficacité du moteur ne diminue pas, mais augmente au contraire en raison de la basse pression atmosphérique.

Les machines à vapeur sont toujours utilisées dans les hautes terres d'Amérique latine et de Chine, bien qu'elles aient longtemps été remplacées dans les basses terres par des types de locomotives plus modernes.

Même en Suisse et en Autriche, des locomotives à vapeur sèche de pointe sont utilisées. Ils ont été développés sur le modèle 1930 de SLM. Un certain nombre de modifications ont été apportées à la conception: elles ont utilisé des roulements à rouleaux, une isolation thermique moderne, de nouveaux types de carburant, des lignes de vapeur spéciales et un certain nombre d’autres innovations.

Grâce à cela, la consommation de carburant a diminué de 60% et son poids est devenu inférieur à celui des moteurs diesel et analogues, ce qui est important pour les chemins de fer qui passent dans les zones montagneuses.

Parmi les autres avantages du moteur à vapeur:

  • haute fiabilité
  • la possibilité de fonctionnement avec des fluctuations de charge importantes,
  • permissibilité de surcharges continues,
  • la durabilité
  • faibles coûts d'exploitation
  • facilité d'entretien.

Les inconvénients incluent:

  • la présence d'un mécanisme à manivelle,
  • faible efficacité par rapport aux autres types de moteurs.

Application actuelle

Aujourd'hui, les moteurs à vapeur sont largement utilisés sous la forme de turbines à vapeur, qui fonctionnent comme des entraînements de générateurs électriques.

Une turbine à vapeur est constituée de disques rotatifs montés sur un axe. Cet ensemble s'appelle le rotor. Il y a aussi un stator - ses disques fixes alternent avec des disques de rotor. Les pales sont placées sur les disques du rotor et lorsque la vapeur les pénètre, le mécanisme commence à bouger.

Des pales similaires, situées uniquement à l'angle opposé, se trouvent sur les disques de stator. Ils servent à rediriger le jet de vapeur vers le prochain disque de rotor.

Une turbine convertit l'énergie de la vapeur en mouvement de rotation sans aucun mécanisme supplémentaire. C'est-à-dire que la conversion du mouvement alternatif en mouvement de rotation n'est pas nécessaire.

En outre, les turbines sont plus petites que les machines à mouvement alternatif et diffèrent par une force constante sur l'arbre de sortie. Un autre avantage est la conception simple, ce qui signifie que vous devrez dépenser moins en maintenance.

Le domaine d'utilisation des turbines à vapeur est la production d'électricité. Plus de 85% de l'énergie électrique est générée précisément par les turbines à vapeur. Ils sont également utilisés comme moteurs marins, en particulier dans les sous-marins et les navires à propulsion nucléaire.

Vous savez maintenant comment fonctionne la machine à vapeur, la machine à vapeur inventée au premier siècle de notre ère n’est pas du tout un anachronisme, mais un appareil de haute technologie moderne, grâce auquel la vie de nombreuses personnes est devenue plus confortable.

Les perspectives d’utilisation des moteurs à vapeur dans les automobiles sont encore floues, mais la pensée créatrice de l’inventeur n’a pas de limites et je peux supposer que des moteurs à éléments porteurs de vapeur apparaîtront bientôt.

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Moteurs à vapeur modernes

Au début du 20ème siècle, la pertinence des machines à vapeur a commencé à décliner. La société britannique Mamod, qui vous permet d’acheter un échantillon de ce type d’équipement, est l’une des rares entreprises qui a continué à produire des mini-moteurs décoratifs. Mais le coût de telles machines à vapeur dépasse facilement deux cents livres, ce qui n'est pas si peu pour un bibelot pendant quelques soirées. Surtout pour ceux qui aiment assembler eux-mêmes toutes sortes de mécanismes, il est beaucoup plus intéressant de créer un simple moteur à vapeur de vos propres mains.

Le moteur est très simple. Le feu chauffe la chaudière avec de l'eau. Sous l'influence de la température, l'eau se transforme en vapeur qui pousse le piston. Tant qu'il y a de l'eau dans le réservoir, le volant raccordé au piston tourne. C'est la structure standard pour un moteur à vapeur. Mais vous pouvez assembler un modèle et une configuration complètement différente.

Eh bien, passons de la partie théorique à des choses plus excitantes. Si vous êtes intéressé à faire quelque chose avec vos propres mains et que vous êtes surpris par de telles voitures exotiques, alors cet article est pour vous. Nous y discuterons volontiers de différentes manières de monter un moteur à vapeur de vos propres mains. Dans le même temps, le processus de création d'un mécanisme ne procure pas plus de joie que son lancement.

Méthode 1: Mini moteur à vapeur DIY

Alors commençons. Assemblons la machine à vapeur la plus simple de nos propres mains. Les dessins, les outils sophistiqués et les connaissances spéciales ne sont pas nécessaires.

Pour commencer, prenez une canette d'aluminium sous n'importe quelle boisson. Couper le tiers inférieur de celui-ci. Comme les arêtes sont tranchantes, elles doivent être pliées vers l’intérieur avec une pince. Nous faisons cela avec précaution pour ne pas nous couper. Comme la plupart des boîtes en aluminium ont un fond concave, il est nécessaire de le niveler. Il suffit d'appuyer fermement avec votre doigt sur une surface dure.

À une distance de 1,5 cm du bord supérieur du "verre" obtenu, il est nécessaire de percer deux trous l'un en face de l'autre. Pour cela, il est conseillé d’utiliser une perforatrice car il est nécessaire qu’elles aient un diamètre minimum de 3 mm. Au fond du pot, nous plaçons une bougie décorative. Maintenant, nous prenons le papier de table habituel, nous le froissons, puis nous enveloppons notre mini-brûleur de tous les côtés.

Ensuite, vous devez prendre un morceau de tube de cuivre de 15 à 20 cm de long, il est important qu’il soit creux à l’intérieur, car c’est notre principal mécanisme de mise en mouvement de la structure. La partie centrale du tube est enroulée autour du crayon 2 ou 3 fois, de manière à obtenir une petite spirale.

Maintenant, vous devez placer cet élément de manière à ce que l'endroit incurvé soit placé directement au-dessus de la mèche de bougie. Pour ce faire, donnez au tube la forme de la lettre "M". Dans ce cas, nous déduisons les sections qui tombent à travers les trous faits dans la banque. Ainsi, le tube de cuivre est fixé rigidement au-dessus de la mèche et ses bords sont une sorte de buse. Pour que la structure puisse tourner, il est nécessaire de plier les extrémités opposées de "l'élément M" à 90 degrés dans des directions différentes. La conception de la machine à vapeur est prête.

Démarrage du moteur

Le pot est placé dans un récipient d'eau. Il est nécessaire que les bords du tube soient en dessous de sa surface. Si les buses ne sont pas assez longues, vous pouvez ajouter un petit poids au fond de la boîte. Mais attention, ne coulez pas tout le moteur.

Maintenant, vous devez remplir le tube avec de l'eau. Pour ce faire, vous pouvez abaisser un bord dans l'eau et le second pour aspirer de l'air à travers un tube. Abaissez la canette dans l'eau. Mettez le feu à la mèche de la bougie. Après un certain temps, l'eau contenue dans une spirale se transformera en vapeur qui, sous la pression, s'échappera des extrémités opposées des buses. Le pot va commencer à tourner dans le réservoir assez rapidement. Ici nous avons un tel moteur à vapeur. Comme vous pouvez le constater, tout est simple.

Modèle de moteur à vapeur adulte

Maintenant, compliquons la tâche. Assemblons une machine à vapeur plus sérieuse de nos propres mains. Vous devez d’abord prendre une canette de peinture. Vous devez vous assurer qu'il est absolument propre. Sur le mur, à 2-3 cm du bas, découpez un rectangle de 15 x 5 cm dont le côté long est parallèle au fond de la boîte. Nous coupons une pièce de 12 x 24 cm dans un treillis métallique, à 6 cm des deux côtés du long côté, et plions ces sections à un angle de 90 degrés. Nous obtenons une petite "petite table-plate-forme" d'une superficie de 12 x 12 cm avec des pieds de 6 cm. Nous installons la structure résultante sur le fond de la boîte.

Sur le pourtour du couvercle, vous devez percer plusieurs trous et les placer en forme de demi-cercle le long de la moitié du couvercle. Il est souhaitable que les trous aient un diamètre d'environ 1 cm, ce qui est nécessaire pour assurer une ventilation adéquate de l'espace interne. La machine à vapeur ne pourra pas bien fonctionner s'il n'y a pas assez d'air entrant dans la source d'incendie.

Élément principal

À partir d'un tube de cuivre, nous fabriquons une spirale. Il est nécessaire de prendre environ 6 mètres d’un tube de cuivre mou d’un diamètre de 1/4 pouce (0,64 cm). À partir d’une extrémité, on mesure 30 cm, à partir duquel il est nécessaire de faire cinq tours d’une spirale de 12 cm de diamètre. Le reste du tuyau est plié en 15 anneaux d'un diamètre de 8 cm, ainsi il reste 20 cm de tube libre à l'autre extrémité.

Les deux broches sont passées à travers les orifices du couvercle de la boîte. S'il s'avère que la longueur de la section droite n'est pas suffisante, vous pouvez déplier un tour de la spirale. Le charbon est déposé sur une plate-forme pré-installée. Dans ce cas, la spirale doit être placée juste au-dessus de cette plate-forme. Le charbon est soigneusement disposé entre ses tours. Maintenant, la banque peut être fermée. En conséquence, nous avons une chambre de combustion qui alimentera le moteur. La machine à vapeur à faire soi-même est presque terminée. Il reste peu.

Réservoir d'eau

Maintenant, vous devez prendre un autre pot de peinture, mais déjà plus petit. Un trou de 1 cm de diamètre est percé au centre de son couvercle. Deux autres trous sont pratiqués sur le côté de la boîte: l’un est presque au fond, le second est plus haut, sur le couvercle lui-même.

Prenez deux croûtes, au centre desquelles un trou est fait à partir des diamètres du tube de cuivre. 25 cm de tuyau en plastique sont insérés dans une croûte, 10 cm dans l’autre, de sorte que leur bord ressort à peine des bouchons. Dans le trou inférieur des petites boîtes, des croûtes avec un long tube sont insérées, dans le haut - un tube plus court. Меньшую банку размещаем на большой банке краски так, чтобы отверстие на дне было на противоположной стороне от вентиляционных проходов большой банки.

В итоге должна получиться следующая конструкция. В малую банку заливается вода, которая через отверстие в дне вытекает в медную трубку. Под спиралью разжигается огонь, который нагревает медную емкость. La vapeur chaude monte dans le tube.

Pour que le mécanisme soit complet, il est nécessaire de fixer un piston et un volant d'inertie à l'extrémité supérieure du tube de cuivre. En conséquence, l’énergie thermique de la combustion sera convertie en forces mécaniques de rotation de la roue. Il existe un grand nombre de systèmes différents pour créer un tel moteur à combustion externe, mais dans tous les cas, deux éléments sont toujours impliqués: le feu et l'eau.

En plus de cette conception, vous pouvez assembler une machine à vapeur Stirling de vos propres mains, mais ceci est essentiel pour un article complètement séparé.

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