Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Projekt wstępny silnika Stirlinga małej mocy

Marcin Łukasz Myszkowski

Abstract

The field of the thesis is a design of low-power alpha type Stirling engine. Project was successfully carried through, beginning with a first calculation, ending with assembling the prototype. Crank system used in this project came from a tank starter compressor, so the parameters such as pistons stroke and cylinders diameter was unchangeable. First section of thesis concern calculations of basic parameters, using the theoretical Stirling cycle and parts dimensions. Next step was to calculate friction in crank system. A DC motor was used to drive the crank. The calculation was made in accordance to measured rotational speed, voltage and current. Then a friction between pistons and cylinders was calculated. It was based on geometry data analysis, processed using Microsoft Excel. Last but not least the calculation of flywheel was done. It was based on assumption that flywheel inertia force must be larger than gas compression resistance in next cycle. After the calculation it was possible to draw existing parts and design non existing parts that were planned to be made. All parts was 3D modeled using Solid Works software. For doing so, and provide necessary dimensions the crankshaft system had to be disassembled. After that detailed drawings of newly designed parts was created using AutoCAD software. After finishing the project phase, it was possible to make engine parts using universal lathe and grinder. The pistons used in the engine came from motorbike engines (Jawa and Honda). Then it was possible to assembly whole Stirling engine. Final step was engine tests and start attempt. One of the cylinders was heated using gas torch. The crankshaft was rotated using driller. Unfortunately the engine was not able to work, how ever it is still good start in point for further development and research. First thing to be done in the future is flywheel modification (for increasing it’s inertia) and further tests.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Marcin Łukasz Myszkowski (FACME) Marcin Łukasz Myszkowski,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Supervisor
Zdzisław Chłopek (FACME/IV) Zdzisław Chłopek,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Maciej Tułodziecki (FACME/IV) Maciej Tułodziecki,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Automotive Engineering (FACME/IV)
Study subject / specialization
, Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
26-01-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Szymon Dowkontt (FACME/IMDF) Szymon Dowkontt,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Maciej Tułodziecki (FACME/IV) Maciej Tułodziecki,, Institute of Vehicles (FACME/IV)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
1. Obieg Stirlinga 2. Obliczenia parametrów silnika 3. Modelowanie części 4. Rysunki wykonawcze
Abstract in Polish
Celem pracy było zaprojektowanie silnika Stirlinga małej mocy w układzie alfa. Projekt zrealizowano w całości, począwszy od wstępnych obliczeń, aż do wykonania silnika w rzeczywistości. Mechanizm korbowy zastosowany w projekcie pochodził ze sprężarki od czołgu, zatem takie parametry jak skok tłoków lub średnica cylindrów były narzucone z góry. Pierwszym etapem pracy było obliczenie podstawowych parametrów związanych z teoretycznym obiegiem Stirlinga oraz geometrią jego elementów. Następnie konieczne było określenie oporów mechanizmu korbowego. W tym celu napędzono go silnikiem elektrycznym prądu stałego. Zmierzono prędkość obrotową wału. napięcie oraz natężenie płynącego prądu. Na podstawie odczytów możliwe było zgrubne oszacowanie oporów ruchu. Kolejnym krokiem było policzenie sił tarcia tłoków o ścianki cylindra. Zależności wyprowadzono na podstawie rysunków, a obliczenia zrealizowano za pomocą programu Excel. Ostatnim etapem był dobór koła zamachowego. Wykorzystano tu założenie, że bezwładność koła musi być większa niż opór sprężania gazu w następnym cyklu. Po dokonaniu wszystkich obliczeń możliwe było narysowanie elementów już istniejących oraz zaprojektowanie tych, które należało wykonać. Elementy zamodelowano w 3D za pomocą programu Solid Works. Aby można było tego dokonać, konieczne było rozmontowanie mechanizmu korbowego i zmierzenie jego elementów. Następnie utworzono rysunki wykonawcze brakujących części przy użyciu programu AutoCad. Według opisanego projektu wykonano potrzebne elementy używając tokarki uniwersalnej oraz szlifierki stołowej. W konstrukcji silnika wykorzystano tłoki z motoroweru Jawa oraz Honda. Po wykonaniu wszystkich części możliwe było zmontowanie silnika Stirlinga. Na koniec dokonano próby uruchomienia maszyny. Podgrzewano jeden z cylindrów palnikiem gazowym i wprawiano w ruch wał korbowy przy użyciu wiertarki. Stwierdzono, iż silnik nie jest w stanie samodzielnie pracować. Stanowi jednak dobry punkt wyjściowy do dalszych prac. W przyszłości planowana jest modyfikacja koła zamachowego (zwiększenie momentu bezwładności) oraz dalsze testy.
File
  • File: 1
    Praca inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9005

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT1c50dd4aabb6405bbdf117dd7145d81f/
URN
urn:pw-repo:WUT1c50dd4aabb6405bbdf117dd7145d81f

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page