Люди начали использовать пар в качестве движущей силы еще в самом начале нашей эры. Двигатели, которые устроены по этому принципу, становятся частями многих приборов и машин, пригодных для различных нужд как в промышленности, так и дома. Но теперь, благодаря научно-техническому прогрессу, каждый с помощью нехитрых инструментов и материалов (которые есть в любом магазине хозяйственных товаров) может понять, как делается турбина своими руками. Итак, вот какие элементы вам понадобятся:
Сделай сам
Итак, после того как все материалы и инструменты собраны, можно приступать к работе. Прежде всего возьмите две крышки и вырежьте из них круги. Они будут разного размера: один равен по диаметру горлышку банки, которая в будущем изделии станет одной из самых важных частей - паровым котлом; параметры второго выбирайте, исходя из того, какого размера турбину вы хотите получить. Но это только первый этап. Далее будет видно, как изготавливается турбина своими руками.
Теперь нам понадобятся алюминиевые заклепки. Возьмите одну из них (ее размер должен быть равен четырнадцати миллиметрам) и с помощью молотка, обстукивая равномерно со всех сторон, сделайте форсунку. Диаметр полученного изделия будет достигать 0,6 миллиметров. После этого возьмите ту крышку, которая будет закрывать паровой котел, и сделайте в ней пару отверстий: одно для форсунки, другое - заливное. Причем второе нужно сделать как можно ближе к краю, чтобы после не возникло проблем с Стоит помнить, что турбина своими руками делается непросто, но в результате получается очень полезное в хозяйстве приспособление.
При помощи паяльника соедините с крышкой гайку и форсунку. Во время пайки второй детали следует использовать флюс для алюминия или универсальную паяльную жидкость, например, с маркировкой Ф59А. После этого припаяйте к банке крышку, предварительно выполнив наждачной бумагой очистку поверхностей, которые будут соединены, от полимерного покрытия. Осталось сделать совсем немного, и у вас будет красоваться своими руками сделанная в домашних условиях.
Далее нужно взять второй круг, из которого мы будем изготавливать собственно турбину. Для этого его нужно разделить сначала на четыре одинаковых сектора, а после каждый из них разметить на две части и повторить эту операцию с деталями. Итак, получилось шестнадцать лопастей. Но они еще не готовы. Каждую из деталей нужно подрезать вдоль до середины радиуса и загнуть с помощью плоскогубцев в одну сторону. В центре данной конструкции будет припаяна головка заклепки. Как видите, турбина своими руками изготавливается хоть и долго, но не так уж сложно.
Теперь нужно взять полоску жести. Из нее будет сделан держатель для турбины. Для этого необходимо согнуть этот материал в форму буквы «П». При этом проследите, чтобы ширина детали была равна длине двух заклепок или превышала ее. После этого нужно впаять турбину в держатель таким образом, чтобы ее лопасти могли максимально свободно вращаться, а осью стал основной стержень заклепки. Турбина, своими руками сделанная, почти готова, осталось только выполнить пару простых операций: присоединить друг к другу держатель и паровой котел из банки, а также сделать подставку для всей этой конструкции из Внимание: проследите, чтобы лопасти при вращении не цеплялись за другие детали изделия.
Проба
Итак, вот как пользоваться паровой турбиной. Для начала нужно с помощью полиэтиленового флакона наполнить банку водой до половины. После следует закрыть отверстие в крышке, чтобы ликвидировать утечку пара. Осталось только нагреть воду с помощью одного из вышеперечисленных способов, чтобы простой механизм заработал. Газовая турбина своими руками делается точно так же, только вместо воды нужно будет использовать, как следует из названия, один газ. Но это нужно делать с большой осторожностью и желательно воспользоваться помощью профессионала.
Став владельцем автомобиля, каждый водитель стремится его чем-то улучшить, отсюда и желание сделать турбокомпрессор своими руками. Кто-то вносит коррективы во внешний экстерьер авто , кто-то обновляет салон , а кто-то совершает более серьезный тюнинг, добавляя мощности мотору .
К одному из затратных, но эффективных методов модернизации относят оборудование автомобиля турбонаддувом. Он значительно повышает мощность мотора, поэтому многие идут на этот шаг. Особенно часто к подобному переоборудованию прибегают владельцы старых отечественных машин.
Турбокомпрессор и принцип его действия
Турбокомпрессор - это сложная конструкция, состоящая из центробежного или осевого компрессора, работающего вместе с турбиной. Он увеличивает КПД автомобиля за счет подачи к цилиндрам большого объема воздуха.
Его действие основывается на следующих этапах:
- Смесь топлива с воздухом при попадании в мотор сгорает и выходит через выхлопную трубу. Крыльчатка, установленная в начале выпускного коллектора, крепко соединена с крыльчаткой коллектора на впуске.
- Мощный поток газов, выходящих из двигателя, приводит в действие крыльчатку на выходе. Она в свой черед вращает крыльчатку на впускном коллекторе.
- Вследствие этого в мотор подается большое количество воздуха и топлива одновременно. Чем больше сгорает топливной массы, тем мощнее становится двигатель. Перед турбокомпрессором и стоит задача поставлять в мотор как можно большее количество воздушной массы для сжигания большого объема топлива. За счет этого достигается повышение мощности.
Вмонтированный турбокомпрессор способен сжигать до 1,6 раза больше горючего, увеличивая на тот же показатель уровень мощности.
Эксплуатируя авто в привычном режиме нагрузки, расход топлива не увеличится. Благодаря улучшению показателей разгона и преодоления подъемов, наблюдается экономия. Расход бензина увеличится при наращивании нагрузки.
Уменьшается износ деталей, а автомобиль получит следующие преимущества:
- время разгона сократится;
- повысится маневренность;
- возрастет грузоперемещение;
- повысится скорость.
В каких случаях необходимо оборудование турбонаддувом
Многие автовладельцы желают оборудовать свою машину турбокомпрессором для увеличения мощностных характеристик. Современные авто, укомплектованные двигателями с большим количеством лошадиных сил, такой модернизации не требуют.
К такому шагу идут владельцы отечественных машин, не отличающихся особой мощностью. Рационально оборудовать турбокомпрессором малолитражки. Даже незначительный прирост лошадиных сил в их двигателях будет заметен и придаст им лучший разгон, улучшится динамика их работоспособности. Что придаст большей уверенности при обгоне другого транспорта в условиях скоростных трасс.
Турбонагнетатель своими руками
Перед установкой турбокомпрессора на свой автомобиль необходимо определиться с мощностью, которую желаете получить от двигателя.
От правильного выбора турбонаддува зависит конечный результат. Он должен максимально подходить к вашей марке авто. Это повлияет на дальнейший процесс монтажа.
Многих владельцев машин волнует, как сделать турбокомпрессор своими руками и возможно ли это? Для новичка данная процедура будет затруднительной, ведь процесс требует знаний некоторых нюансов.
Возможно, понадобится доработка в механизмах автомобиля перед установкой турбокомпрессора. Ошибки в монтаже повлекут к неисправностям оборудования, что приведет к новым затратам. Поэтому совершать тюнинг самостоятельно нужно аккуратно, придерживаясь следующих правил:
- Проверьте перед установкой состояние всех важных систем автомобиля. Замените воздушные, масляные фильтры. Смените масло и проверьте исправность патрубков маслопровода. Главное, чтобы в процессе работы турбины туда не попадали частицы грязи и пыли.
- Проведите диагностику катализатора на наличие неисправностей.
- Проверьте корпус воздушного фильтра. Он должен быть герметичным.
- Воздушные патрубки и систему вентиляции картера промойте бензином.
- Очистите от грязи все каналы подающие воздух, иначе загрязненность повлияет на работу нагнетателя.
- Заправьте турбину маслом. От его качества зависят работоспособность наддува.
- Для лучшего рассредоточения его в турбине воспользуйтесь ручным насосом. Повторите манипуляцию неоднократно. После чего масло полностью сливается из агрегата.
- Установите турбокомпрессор и надежно закрепите его.
- Для удобства установки демонтируйте теплоэкран, генератор и выпускной коллектор. Спустите с системы жидкость для охлаждения.
- Слейте все масло. В двигателе высверлите отверстие, установите в него с помощью герметика фитинг. После чего снимите датчик, определяющий температуру масла.
- Установите адаптер для подачи масла в турбину.
- Верните назад все детали. Турбину с фитингом соедините шлангом, установите перепускной клапан.
- Под конец вмонтируйте интеркуллер и выпускной пайпинг.
Интересует внедорожный тюнинг? Полезная информация . Какие аксессуары для тюнинга необходимы? Читайте в этой статье .
Тест системы на работоспособность.
Для тестирования системы снимите с цилиндров провода под напряжением, и прокрутите двигатель стартером. Если давление масла осталось в пределах нормы, запускайте мотор. Пусть двигатель минут 15 поработает на холостых. Мотор с установленным турбокомпрессором должен пройти обкатку в 1,5 - 2 тысячи километров.
Постарайтесь в этот период не перегружать наддув и мотор. Чтобы агрегат эксплуатировался долгое время без поломок, следите за состоянием фильтров, систем подачи масла и воздуха. Не спешите глушить мотор, пусть пару минут поработает на холостых. Так охладится турбонаддув.
Следуя такой схеме установки турбокомпрессора, вы добавите динамики в работе автомобиля. В итоге ощутите драйв и скорость.
Наверное, ни один автолюбитель не откажется увеличить мощность двигателя своей машины. Сделать это можно разными способами. Некоторые из них трудоёмкие, некоторые - не очень. Сегодня речь пойдёт об увеличении мощности мотора относительно лёгким способом: установкой турбонаддува своими руками.
Что такое турбокомпрессор и из чего он состоит
Если коротко, турбокомпрессор - это устройство для нагнетания сжатого воздуха в цилиндры двигателя.
А теперь разберёмся с этим устройством подробнее.
Мотор работает, потому что в нём постоянно горит топливно-воздушная смесь, подаваемая в цилиндры. Оптимальное соотношение топлива и воздуха в этой смеси зависит от типа двигателя. Размеры цилиндров тоже важны: именно они ограничивают объём подаваемой смеси. Турбокомпрессор устраняет это ограничение. Во время такта впуска он подаёт в цилиндры больше воздуха, дополнительно обогащая смесь. Сгорая, она выделяет гораздо больше энергии, увеличивая мощность двигателя на 20–40%. Турбокомпрессоры бывают двух типов:
- Механические.
- Электрические.
Механический турбокомпрессор использует энергию выхлопных газов: они подаются на крыльчатку турбины, заставляя её вращаться. На том же валу располагаются лопасти компрессора, которые и создают необходимый поток воздуха, нагнетаемого в цилиндры.
Электрические турбокомпрессоры появились относительно недавно. Они не используют в работе выхлопные газы. Давление эти устройства нагнетают с помощью отдельных компактных электрических компрессоров.
Достоинства и недостатки компрессора в автомобиле
На первый взгляд может показаться, что никаких проблем из-за установки турбонаддува возникнуть не должно. Но это не так. Это устройство имеет несколько минусов, а в особо тяжёлых случаях может представлять реальную опасность для водителя. Достоинства турбины очевидны:
- мощность двигателя увеличивается на 20–45% (степень увеличения мощности зависит как от объёма и типа двигателя, так и от модели компрессора);
- механический компрессор повторно использует выхлопные газы, а следовательно, приносит пользу окружающей среде;
А теперь переходим к минусам.
- так как топливно-воздушная смесь становится более обогащённой, температура её горения увеличивается. Двигатель нагревается сильнее, в результате чего быстрее прогорают поршни и клапаны, быстрее изнашивается система охлаждения;
- двигатель с перегревшимся компрессором может взорваться. В буквальном смысле слова;
- даже если ничего из перечисленного выше не случилось, использование турбокомпрессора значительно сокращает срок службы любого двигателя;
Подготовка к установке турбонаддува своими руками
- сначала необходимо определиться с моделью турбокомпрессора. Его следует выбирать исходя из типа двигателя, его объёма, а также из мощности, которую автовладелец планирует получить после установки;
- проверяются (и в случае необходимости - заменяются) масляный и воздушный фильтры;
- далее необходимо проконтролировать уровень и качество масла в двигателе и состояние маслопроводов. Ни в коем случае нельзя допускать попадания грязи в масляную магистраль при работающем компрессоре;
- проверяется состояние катализатора. Если планируется использовать механический компрессор, забитый катализатор может создать в топливной системе избыток отработанных газов, что приведёт к перегреву турбокомпрессора;
- также следует проверить состояние воздушных патрубков. Если в них много грязи, их обязательно следует промыть в керосине;
Как установить турбонагнетатель
Сначала перечислим всё, что потребуется для работы.
Инструменты и расходные материалы
- Комплект накидных ключей.
- Комплект рожковых ключей.
- Комплект хомутов для воздушных патрубков.
- Отвёртка плоская.
- Турбокомпрессор.
- Отрезок тонкой проволоки диаметром 2 мм.
- Ёмкость с турбинным маслом.
- Ёмкость с керосином.
- Ветошь.
Последовательность операций при установке турбонаддува
- открывается капот автомобиля, снимается карбюратор и воздушный фильтр;
- с помощью рожковых ключей откручиваются все воздушные патрубки и промываются в керосине (если эта операция невозможна, снятые патрубки можно протереть тряпкой, смоченной в бензине, но керосин всё же предпочтительнее);
- с помощью проволоки прочищаются все каналы, по которым в двигатель поступает воздух;
- турбокомпрессор подключается к системе подачи воздуха и надёжно фиксируется;
- патрубки для нагнетания воздуха и для выхода отработанных газов также фиксируются специальными хомутами;
- вал турбокомпрессора несколько раз проворачивается вручную, одновременно с этим в устройство заливается немного турбинного масла. Ротор турбины при этом не должен останавливаться;
- воздушный фильтр, карбюратор и патрубки устанавливаются на штатные места, после чего двигатель автомобиля запускается на невысоких оборотах. Машине необходимо дать поработать как минимум 15 секунд, после чего провести повторный осмотр двигателя;
- если никаких проблем не выявлено, установку турбокомпрессора можно считать успешной;
Видео: монтаж турбонаддува на ВАЗ 2109
Важные моменты работы с турбированным двигателем
- чтобы турбированный двигатель служил долго, его перед каждой поездкой следует тщательно прогревать на низких оборотах как минимум в течение 2 минут;
- масло, заливаемое в турбокомпрессор, должно быть качественным. Да, оно стоит дорого, однако экономия в этом случае ни к чему хорошему не приведёт;
- необходимо регулярно контролировать состояние как воздушных, так и масляных фильтров автомобиля, так как даже незначительное загрязнение этих элементов может нанести двигателю непоправимый ущерб;
- следует помнить, что турбированный двигатель нуждается в обкатке. Его нельзя подвергать серьёзным нагрузкам до тех пор, пока он не пройдёт как минимум 2 тыс. километров. Всё это время давление в компрессоре не должно превышать отметку в 0.6 бар;
- мотор с компрессором не стоит глушить сразу. Лучше дать ему возможность поработать на холостых оборотах как минимум одну минуту. Это остудит турбину;
Несмотря на ряд минусов, после установки турбокомпрессора водителя ждут перемены к лучшему. У мотора не только увеличится мощность, но и серьёзно снизится «прожорливость», так как в турбированной машине около 30% несгоревшего бензина не выбрасывается в атмосферу, а используется повторно. Так что при соблюдении вышеперечисленных мер предосторожности водитель не только сможет ездить быстрее, но ещё и неплохо сэкономит.
Инструкция
Сам шаговый двигатель надежно закрепите на подставке таким образом, чтобы его вал находился в горизонтальном положении.
К каждому из проводов, выходящих из двигателя, подключите по два диода. Один из диодов подключите анодом к проводу, катодом к плюсовой шине питания. Другой диод подключите катодом к проводу, анодом к минусовой шине питания. Сами диоды возьмите рассчитанные на ток не менее 2 А.
Подвергните турбину воздействию ветра. Измерьте напряжение на выходе выпрямителя. Зашунтируйте выпрямитель электролитическим емкостью в 200 мкФ, рассчитанным на напряжение, в четыре раза превышающее измеренное. Соблюдайте полярность при подключении этого конденсатора.
К выходу выпрямителя подключите импульсный стабилизатор, изготовленный по любой из известных схем. Его входное напряжение должно быть равно снимаемому с выпрямителя, а выходное - тому, которое требуется.
Установите ветровую турбину с генератором в таком месте, где она подвергнуться воздействию слишком сильного ветра (он может разрушить ее). Убедитесь, что место ее установки защищено молниеотводом. Также в месте расположения турбины не должно быть людей и домашних животных, чтобы они не получили травму от ее разрушения при сильном ветре.
Подключите к выходу импульсного стабилизатора нагрузку. В ее качестве, в зависимости от мощности генератора и напряжения на выходе стабилизатора, можно использовать, например, светодиодный светильник, радиоприемник, мобильный телефон. Не используйте в качестве нагрузки дорогие приборы, которые жалко испортить подачей питания с неправильными параметрами (напряжение, пульсации). При желании, также подключите зарядное устройство для небольших аккумуляторов. Это позволит иметь некоторый запас энергии, который будет использоваться при отсутствии ветра.
Первые сведения об устройствах, приводимых в действие силой пара, относятся к началу первого века до нашей эры. С тех пор паровые двигатели претерпели немало изменений, постоянно совершенствуясь. Простота принципа действия сделала паровую машину незаменимой в различных отраслях хозяйства. Сделать паровую турбину можно самостоятельно.
Вам понадобится
- - консервная банка;
- - жестяные крышки от банок;
- - полоска жести;
- - металлические заклепки;
- - винт с гайкой;
- - алюминиевая проволока;
- - таблетка сухого горючего (спиртовка, свеча);
- - плоскогубцы;
- - паяльник;
- - флюс для пайки алюминия.
Инструкция
При помощи паяльника прикрепите к крышке форсунку и гайку. При пайке алюминиевой форсунки используйте универсальную паяльную жидкость или флюс для пайки алюминия (например, Ф59А). Припаяйте крышку к корпусу банки, предварительно очистив наждачной бумагой соединяемые поверхности от полимерного покрытия.
Приступайте к изготовлению турбины. Разделите жестяной круг вначале на четыре равных части, затем каждую часть пополам и еще раз пополам. У вас должно получиться шестнадцать лопастей. Получившиеся лепестки подрежьте вдоль до половины радиуса. При помощи плоскогубцев загните получившиеся лопатки турбины. В центр этой конструкции припаяйте головку заклепки.
Из полоски жести согните держатель турбины в виде буквы «П»; ширину его сделайте несколько больше длины двух заклепок. Впаяйте турбину в держатель так, чтобы она имела возможность свободно вращаться. При этом осью будет центральный стержень заклепки.
Держатель с турбиной припаяйте к крышке над форсункой, проверив, чтобы вращающиеся детали конструкции ни за что не цеплялись. Из куска алюминиевой проволоки изготовьте подставку для получившейся конструкции. Турбина готова к работе.
Залейте в котел воду, воспользовавшись для этого полиэтиленовым флаконом. Уровень воды не должен превышать половины объема котла. Закройте отверстие для заливки воды, используя уплотнительную шайбу, которую сделайте из свинцовой оболочки кабеля. Разведите огонь (для этого подойдет обычная свеча) и дождитесь, когда закипит вода. Пар под давлением будет вырываться через форсунку и приведет в движение турбину.
Одним из основных элементов так называемой паротурбинной установки является турбина. Это снабженный лопатками тепловой двигатель, в ходе работы которого энергия нагретого и сжатого пара превращается в кинетическую энергию, заставляющую крутиться вал. Действующую модель паровой турбины можно смастерить своими руками из доступных материалов.
Вам понадобится
- - жестяная банка;
- - лист жести;
- - алюминиевые заклепки;
- - винт;
- - гайка;
- - проволока;
- - пассатижи;
- - ножницы для резки металла;
- - чертилка;
- - кусачки;
- - молоток;
- - наждачная бумага;
- - дрель;
- - сверло;
- - паяльник;
- - паяльная жидкость;
- - припой.
Инструкция
Приготовьте жестяную банку, которая будет играть роль парового котла. Убедитесь, что банка цела и не имеет повреждений. Обработайте пассатижами края банки, чтобы на них не осталось заусенцев.
В жестяной крышке просверлите два отверстия. Первое понадобится для крепления форсунки, а во второе вы будете заливать жидкость. Для удобства монтажа конструкции выполните заливное отверстие ближе к краю крышки.
Применение пара на практике довольно известно в промышленных целях, поскольку паровые турбины уже давно используют данный принцип.
Именно такое оборудование работает на ТЭЦ и электростанциях. Правда, для некоторых мастеровых людей не составляет особой трудности сделать их аналоги скромных размеров в домашних условиях.
Принцип функционирования
Дело в том, что паровая турбина по большому счету это часть специального механизма, основная задача которого преобразование энергии пара в электрическую или тепловую.
Технологически весь процесс выглядит следующим образом:
- При сжигании различных видов топлива в топке вода превращается в пар.
- При дальнейшем перегреве пара до 435 ºС и давлении 3.43 МПа пар по трубам передается на турбину, где при помощи особых частей происходит его равномерное распределение по соплам.
- С сопел пар подается на специальные лопатки изогнутой формы, что крепятся на валу, из-за этого они вращаются, в результате чего кинетическая энергия трансформируется в механическую.
- Вал генератора является «электродвигателем» наоборот и вращается при помощи ротора турбины, и это позволяет вырабатывать электричество.
- Далее пар в конденсаторе при контакте с холодной водой опять превращается в воду, которую насосы снова закачивают на разогрев.
Как соорудить мини-паротурбину своими руками
В Сети можно столкнуться с большим количеством вариантов, в которых рассматривается самодельный способ изготовления данного агрегата.
Для этих целей будет использоваться обычная консервная банка, проволока из алюминия, кусочек жести, и крепежные материалы.
Перечисленные материалы позволят сделать задуманное дома, не применяя для этих целей специальное оборудование и инструмент. Данная турбина будет наглядно демонстрировать превращение энергии пара в электричество.
Процесс изготовления
В крышке банки проделывается два отверстия, в одно из которых впаивается часть трубки. Берется жесть и вырезается крыльчатка турбины и крепится к П-образной полоске.
После этого крепится полоска на другое отверстие, крыльчатка закрепляется лопастями напротив трубки.
Сооружение крепят на проволочную подставку, берут шприц с водой и ее заполняют, а снизу зажигают сухое топливо. Из трубки будет вырываться струя пара, что приведет в движение импровизированный ротор.
Правда, мощности такой турбины ни на что не хватит, поскольку кпд ее очень низкий. Она может рассматриваться только в качестве макета для того, чтобы понять принцип работы оборудования.
Изготовление небольшого генерирующего устройства электроэнергии своими руками
Для этих целей вполне подойдет компьютерный кулер, из которого для изготовления крыльчатки будет сооружена маломощная турбина.
С кулера следует снять электрический двигатель и установить на одной оси с крыльчаткой.
Полученное устройство следует монтировать в круглом алюминиевом корпусе. За основу берется крышка чайника, а точнее ее диаметр.
В его дне проделывают отверстие, куда при помощи паяльника монтируется трубка, из которой делают змеевик. Противоположный конец трубки следует подвести к лопаткам крыльчатки, благодаря чему конструкция и работает.
Змеевик – это наиболее важная часть всего устройства. Для его изготовления лучше использовать проволоку из меди, правда с учетом малой толщины и постоянным перегревом она имеет небольшой срок эксплуатации. Поэтому, оптимально в устройство ставить нержавеющую трубку.
Функционирование самодельного парового оборудования и его особенности
Итак, мини-электрическая машина готова и можно приступать к ее проверке.
Залив воду в чайник и поставив его на плиту замечаем, что при закипании образуется пар, энергии которого хватит для зарядки мобильного телефона или работы светодиодной лампочки.
Характерно, что в домашних условиях подобная электростанция может использоваться, как игрушка, поскольку ввиду малой мощности электричества его не хватит для работы оборудования или бытовой техники.
Стоит отметить: если вы отправляетесь в многодневный поход и возьмете с собой данное оборудование, то по достоинству сможете оценить все плюсы, которые оно дает. Например, вы сможете подзарядить аккумулятор мобильного телефона, фотоаппарата или других гаджетов.
К сожалению, дома сооружение паровой турбины, мощность которой будет порядка 500 Вт и более очень сложно и сопряжено с большими денежными затратами.
Смотрите видео, в котором опытный пользователь демонстрирует возможности и устройство паровой турбины, изготовленной своими руками: