[討論] 復刻一具斯特林引擎成本(文長!圖多!

作者: gitpharm (GitPharm01)   2023-05-11 13:01:03
我有個構想需要斯特林引擎來實現,但我本身沒有金屬加工的知識背景和技能,
為了讓估價更加準確,我找了一個有完整設計圖的微型斯特林引擎,
另外又用Blender3D按照設計圖建立了所有零件的模型,
想請版上的各位先進估算一下復刻以這個設計的大概成本,
照片TSE - 03
https://drive.google.com/file/d/1plswJiTWfr5fhJOvXFeMYHwzQ49DHIGY/view?usp=sharing
組裝圖
https://drive.google.com/file/d/1_31fI7Vd5jWxa9aQ_5oDHHH-sjzxfp9r/view?usp=sharing
全體圖in Blender
https://drive.google.com/file/d/1Oc6cAoeaniusrYCg2qyelrc5l7fmZ5Mv/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/1mjhaXOQonOlT2ja9WDxsWOCtEkFgNdz-/view?usp=sharing
包括螺絲在內總共只有16種零件
~~~[鋁製零件]~~~
編號01 汽缸外罩:
圖片上的英文"megical syringer"是誤字,原本是要說medical syringe醫用針筒的。
在一根直徑50mm長33mm的鋁圓柱上面鑽孔,應該只需要鑽床作為加工手段,
pic1:零件加工圖
https://drive.google.com/file/d/1tWgdoPq9H5pjyyoR5MyfHQiasxeaUEZf/view?usp=sharing
pic2:兩個汽缸槽之間會被一個3.5mm的鑽孔連通
https://drive.google.com/file/d/1nIOwulTMpKUMTZ7aQ9mkz77uJ9dkEOpS/view?usp=sharing
pic3:用透視的方式看得比較清楚兩個汽缸槽連通的狀況
https://drive.google.com/file/d/1PygT2hNZq0trRZEJMOkex8lIrTVRt7IC/view?usp=sharing
編號03 支架:
非常簡單的零件,用切割和鑽孔工具就可以了
https://drive.google.com/file/d/1L6pe-pLfmxYvMKMNEBOVJPMF9ob5bwdn/view?usp=sharing
~~~[不鏽鋼製零件]~~~
編號02 加熱器:
不鏽鋼製作的加熱器
可能需要先後使用銑床和鑽床來處理一根直徑29mm長32mm的鋼質圓柱體,
雖然結構簡單但是或許會有些麻煩?
https://drive.google.com/file/d/1yutxGCAoEmSTHHU1oqBw9A7sVW9t3i9u/view?usp=sharing
~~~[鐵制零件]~~~
編號08 曲柄:
用一根線徑1.8mm的鐵線彎折而成
https://drive.google.com/file/d/1h_Rra1u-7SyHJ3hG1AuLrm739vrCRswj/view?usp=sharing
編號09 活塞插銷
同樣使用1.8mm的鐵線製作,需要兩個
https://drive.google.com/file/d/15YwgLM7ss5jaMwkRXHGMmNniGNkTsVGd/view?usp=sharing
編號16 鐵絲
只是一條用來鎖住飛輪的0.5mm線徑鐵絲
~~~[玻璃材質]~~~
編號05 汽缸
一共需要兩個
由3cc玻璃針筒切割而成,目前找不太到這個容量的針筒,
可能要用5cc針筒(網購價70-80元一個)代替,連帶需要修改零件編號01-汽缸外罩的部
位,
https://drive.google.com/file/d/1DjtXvTNdUi64ZzN0j0ofIFRq_VygLjeP/view?usp=sharing
編號06 熱端活塞
和汽缸一樣是由同一附玻璃針筒切割而成的,長度較長
https://drive.google.com/file/d/1mtwjQdHDvikHHguGnj4-ONON2pOEhDtV/view?usp=sharing
編號07 冷端活塞
和汽缸一樣是由同一附玻璃針筒切割而成的,長度較短
https://drive.google.com/file/d/1xge_qv2ewtx0ykX8-39b9NN2xC4qmzI1/view?usp=sharing
~~~[黃銅材質]~~~
編號04 飛輪:
在一個直徑40mm長10mm的黃銅柱體上面鑽三個洞就搞定了,
或許用鋁也可以?
https://drive.google.com/file/d/1C09JEurWknE6YxOf6iYtoGW4q2M4805L/view?usp=sharing
~~~[鐵氟龍材質]~~~
編號10 連桿
一共需要兩個,負責傳遞活塞的動力,使用鐵氟龍的原因可能是為了耐熱和比鋁加工便宜
https://drive.google.com/file/d/1EqxFb90Dyybm7NicttUGWX8SstHBT3d2/view?usp=sharing
~~~[矽橡膠材質]~~~
編號11 墊片
夾在汽缸外罩(編號01)與加熱器(編號02)之間,避免工作氣體從兩者的縫隙之間逸散

https://drive.google.com/file/d/18CEEX2uQNNHP0UBmIafUMWviG5B1V_S-/view?usp=sharing
編號12 墊片
在汽缸外罩連通兩個汽缸槽的3.5mm孔洞在靠外側的位置會被擴大成4mm<
由一個M4螺絲封住這個孔洞,
一個小墊片可以進一步確保工作氣體不會通過這個m4螺絲洞逃出。
https://drive.google.com/file/d/1xQ3SrguG32X1ElIpkBMbo33gqJOjjBN-/view?usp=sharing
編號13~15是一些公制螺絲,可以輕鬆買到現成的產品
最後是組裝的操作建議:
https://drive.google.com/file/d/15RnmMMBPU4-7GsLzyMuB4Wtv1GilX9bZ/view?usp=sharing
A: 使用矽膠膠水把一個玻璃汽缸(編號05)黏著在汽缸外罩(編號01)的冷端那一邊的
汽缸槽裡,
B: 使用矽膠膠水封死汽缸與汽缸外罩之間的縫隙,盡可能避免工作氣體滲漏。另外在熱
端重複A到B的步驟,熱端玻璃汽缸並不是在加熱器(編號02)那邊,而是被黏在和冷端汽
缸同樣的高度位置。
C: 先把兩對連桿(編號10)與活塞插銷(編號09)結合,接下來把活塞底部開口用矽膠
膠水黏上活塞插銷(編號09),安裝活塞(編號06與07)進到汽缸內,
D:把曲柄(編號08)穿過兩個連桿(編號10),然後再把兩旁的支架(編號03)拿出來,
先讓曲柄穿過支架的孔再用螺絲把支架鎖在汽缸外照上面,
最後把飛輪安裝到曲柄的末段,
E:進行曲柄末端的彎折後把飛輪用一根短鐵絲(編號16)固定在上面。
作者: lisn0814 (lisn)   2023-05-11 15:38:00
這直接市面上買成品就好 ,史特林引擎模型
作者: chinnez (稜靘)   2023-05-12 09:57:00
這些東西哪有可能1小時就做出來啊 組裝的話還差不多咧斯特林引擎只是非常古早時代蒸汽動力的應用而已 ,動力還不是也來自石化燃料 效率還差汽油引擎一大節不然你以為蒸汽火車為什麼會作古幾十年了啊
作者: gitpharm (GitPharm01)   2023-05-12 12:22:00
斯特林引擎的動力來源並不侷限於石化燃料,只要有溫度差就能作動,無論是生質燃料到太陽熱能都可行這是竹子當作燃料的影片:https://youtu.be/VezBrlSSJnU斯特林引擎的發展充滿各種挫折和挑戰,不過仍有許多團隊持續在努力突破,最近幾年日本方面有研究者用布雷頓循環來克服一些基本的問題,熱效率已經達到32%目前網路上只有英文和日文的網頁有它的紀錄和研究報告http://www.eco-stirling.com/se-plaza.html
作者: tyf99 (呵呵)   2023-05-12 13:12:00
斯特林引擎就欠缺消費產品最重要的商用價值啊一台100馬力的車,用斯特林引擎做起來會多巨大?上面頂著個大飛輪,這種車子真做出來你會買?沒有商用價值,頂多就放在博物館讓人瞻仰罷了
作者: newforte (心風光)   2023-05-12 19:48:00
CAD丟到熱流軟體 模擬一下就有結果了
作者: choral   2023-05-12 20:58:00
編號10的鐵氟龍加工會比鋁貴1-2倍你的設計其實都用鋁材也行
作者: gitpharm (GitPharm01)   2023-05-13 08:52:00
感謝choral大的回覆,我也覺得盡可能降低使用材料的種類可以節省不少成本,
作者: ge9487 (糾糾老秦)   2023-05-13 09:10:00
數量決定價格

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