Poznámky ke zhotovení motorku

•  Lepené spoje provádějte dvousložkovým epoxidovým lepidlem. Vhodné je např. QUICK, které snáší teplotu do 120°C 
•  Na hřídeli je dobré si pro manipulaci vypilovat proti sobě dvě plošky a z kousku plechu si vypilovat malý klíček #5.5 mm.
•  Kvůli tuhému nastavení úhlu klik 90° je závit v klikách vyroben pouze 2. stupněm závitníku M5. Pokud tuhost nestačí, je dobré mezi pozici 12 a 10 vložit podložku.
•  Pro různé nastavení zdvihů je dobré vyrobit několik děr se závity pro klikové čepy a nastavit vhodnou kombinaci.
•  Drážky pro ojnice v poz. 5 a 16 prořízněte pilou a vypilujte jehlovým pilníkem. Čepy pojistěte libovolně.
•  Píst se pohybuje ve skleněném válci s malou vůlí, kterou vyplní olej.
•  Komoru (konzervu) zabrušte pro těsnost jemným smirkovým papírem na rovné desce.
•  Přeháněcí píst – obvod skružte na skružovačce, vůle mezi přeháněčem a komorou je asi 1 – 2 mm. Čela je možno vystřihnout i běžnými krejčovskými nůžkami. Díry svrtejte, lepte postupně.
•  Díra ve vodítku je vystružena průměr 4 H8, pístní tyč se musí pohybovat s minimálním třením, je dotěsněna olejem.
•  Mazání musí být dostatečné (7 mazaných míst!), na vodítko a píst je kvůli teplotě dobrý motorový olej.
•  Setrvačník musí být vystředěný. Kvůli měření otáček je vhodná nereflexní úprava jedné strany. Doporučuji vyvážení klikových mechanismů.
•  Ložisko doporučuji zakápnout lepidlem – k náboji i ke hřídeli. (ke hřídeli až zcela nakonec).
•  Dodržujte kolmost při výrobě a montáži.

Na činnost motorku mají vliv:

• Oba poloměry klik
• Délky ojnic
• Součinitelé tření – kvalita oleje
• Průměr a výška přehaněče (vůle mezi přehaněčem a stěnou komory)
• Vibrace – přesnost výroby, rozvažte vyvažování.
• Chlazení základové desky – rozvažte přestup tepla prouděním i sáláním.
• Ohřev komory – přestup tepla

Pro výrobu je vhodné použít školní zámečnickou dílnu, pokud u vás je.
Konzultace: Poradit se je možné po dohodě v Národním technickém muzeu, domluvit se můžete na emailu technicke.souteze@ntm.cz.
Je zde též možno si na plynovém hořáku motorek vyzkoušet. Práce na motorku bude vyžadovat vaši trpělivost, šikovnost a pro dosažení dobrých výsledků vynalézavost. Hodnota pouhého materiálu součástí jedné soupravy činí asi 600 Kč, hodnota vložené práce je mnohem vyšší. Účast přihlášeného účastníka v soutěži je povinná. Chce-li někdo od soutěže odstoupit, musí vrátit soupravu všech součástí (pro dalšího zájemce). Přejeme i všem, kteří se do toho dali moc a moc trpělivosti. Nestyďte se přijít se zeptat na problém.

Další praktické rady a tipy pro výrobu

Vyvažování

Náš Stirlingův motorek má dva klikové mechanismy:

1) Nezkrácený – přehaněč, pístní tyč, vodítko, oko, ojnice a klikový čep.

2) Zkrácený – píst s okem, ojnice a klikový čep.

Na všechny součásti obou mechanismů působí tíha G = mg a setrvačné síly. Setrvačné síly, vznikající změnou pohybu, se do určité míry vyvažují, ale dokonale je vyvážit není možno. V principu hmotnost krát zrychlení posouvajících se součástí (např. přehaněč, píst. tyč, oko + dvě třetiny ojnice) musí být v rovnováze s odstředivou silou protizávaží. Zájemci o tento způsob vyvážení by museli upravit tvar kliky. Více k výpočtům najdou ve školní knihovně v učebnici M. Julina – Mechanika III – Dynamika.

Pro ostatní je užitečné a nepříliš náročné statické vyvážení motorku.

Princip: Tíha klikového mechanismu G = mg působící na poloměru kliky r způsobuje moment síly, který musí být v rovnováze s momentem protizávaží o hmotnosti m_p, umístěného na poloměru R.

Tudíž musí platit :

1) m_N x g x r₁ = m_p1 x g x R – Nezkrácený kl. mech.

2) m_Z x g x r₂ = m_p2 x g x R – Zkrácený kl. mech.

Jako protizávaží je možno výhodně použít šroubek M3x8, nebo M4x8 s matičkou a potřebným množstvím podložek. Stačí jen přitáhnout okraj setrvačníku mezi podložkami.(poloměr R) Toto uspořádání umožňuje libovolnou změnu.

Příklad:

Kdyby m_Z bylo 26g a r₂ bylo 9mm a protizávaží m_p2 bylo umístěno na poloměru R = 75mm, potom platí, že m_p2 = (26 x 9) / 75 = 3.12 gramů.

Přesné hmotnosti mechanismů i protizávaží zvážíte jednoduše na digitální váze.

Druhá možnost je  vyvážit přibližně oba mechanismy jedním menším neodymovým magnetem o rozměrech asi d 15 x 5mm.

Po doběhu se oba klikové čepy (které svírají úhel 90*) vlivem tíhy zastaví v dolní polovině jejich dráhy. Při několikerém opakování  je poloha přibližně stejná. Magnet „přicvakneme“ na svislý poloměr  na stranu odvrácenou od stojanu přibližně do poloviny poloměru a dále postupujeme pokusy – roztočit motorek třeba rukou a nechat zastavit. Zastavuje-li se závažíčko nahoře, zvětšujeme poloměr a naopak. Motorek je nejlépe vyvážen, jestliže je po zastavení poloha magnetu pokaždé jiná.

Přeji vám, aby váš motorek běhal hladce bez vibrací.

Výroba přehaněče

– Pístní tyč z hliníkové trubičky – ta má nevýhodu, že se při montáži snadno pokřiví. Někdy je v sadě součástek tyčka vyrobená z uhlíkových vláken. Tento materiál má úžasné vlastnosti – mez pevnosti 3x vyšší než ocel a nízký součinitel tření. Nevýhodou jsou místní úpravy. Zatím co hliník se na spodu unašeče pěkně zozehnul, pro uhlíkovou pístní tyč doporučuji následující úpravu:

Hliníkový nýt o průměru 3mm má stejný průměr, jako je vnitřní průměr trubičky z uhlíkových vláken. Jestliže nýtek naklepneme – mírně napěchujeme, je možné vytvořit dost pevný, nalisovaný spoj, který přehaněč bez problémů udrží. Je možné i nýtek zalepit teplotěvzdorným epoxidem či tmelem. Protější – studenou stranu přehaněče s výhodou drží příčný kolíček z kancelářské svorky. Také je možné spodek pístní tyčky křížem naříznout a rozehnout. Jsou-li čela přehaněče spojena s obvodem pouze ohybem plechu (nejlépe 6 až 8 jazýčků po obvodu), tvoří přehaněč tuhý celek nezávislý na teplotě. (jakékoliv lepení může nepříjemně překvapit).

viz obr.: