PARTES DEL MOTOR STIRLING: Partes del motor stirling Cilindro desplazador Pistón desplazador Eje pistón desplazador Guía del eje desplazador Cilindro de potencia (o de fuerza) Pistón de potencia (fuerza) Tapa (del cilindro desplazador) Bielas y articulaciones Cigüeñal Soporte cigüeñal Rodamientos cigüeñal Soporte volantes inercia Volantes de inercia Contrapesos Soporte stirling Voy a describir y comentar cada una de esas partes, en una especie de FAQ: CILINDRO DESPLAZADOR Es el vaso de cristal de una cafetera de émbolo. Hay al menos dos tamaños, vamos a elegir el menor. Al parecer, todas estas cafeteras Irá alojado dentro del cilindro desplazador. Son todas de aluminio y esto nos viene bien porque pesa menos que la chapa de hierro. y se deja un espacio de pocos milímetros: Por ahí pasará el aire de un extremo a otro del cilindro. Para esa cafetera. típicamente 2/3 de la longitud del cilindro. de un extremo a otro según este pistón sube y baja. La abrazadera con el asa la reservamos: Servirá como soporte para el motor. este pistón no comprime el aire. Por eso no debe entrar ajustado a las paredes del cilindro. elegiremos el pequeño. sino que lo desplaza.tienen las mismas medidas vayas a la tienda que vayas. Un detalle importante es que. Supongo que esto es porque se trata de un producto importado a un único y gran fabricante. una lata de refresco de bebida . Retiramos el émbolo y la abrazadera con el asa y nos quedamos con el vaso de cristal que es lo que nos interesa. De los dos tamaños que hay. Estas medidas son críticas en el diseño de un stirling: El tamaño del cilindro impone qué tamaño deberá tener el pistón. a diferencia de un motor de explosión. Cilindro desplazador (vaso de cafetera de émbolo) medidas del vaso (mm): Alto: 135 diámetro: 68 Dónde conseguirlo: En un chino Precio aprox: 5 € PISTÓN DESPLAZADOR Lo haremos a partir de una lata de bebida energéticas. Suelen tener 30 cms de largo. Taladro a 2 mm en el centro en ambos extremos para pasar el eje 2. A esta lata hay que hacerle varios mecanizados: 1. Habrá que recortarlo después a la medida. no así el largo que hay que recortarlo. Cerrar (sellar) la unión de ambas mitades. 3. GUÍA DEL EJE DESPLAZADOR No podemos hacer pasar el eje del desplazador a través de un simple taladro en la tapa. y doblar el extremo a 90º para insertar una articulación de la biela. 4.energética tiene un grosor bastante adecuado. Fijarlo con pegamento en ambos extremos Pistón desplazador terminado Medidas pistón terminado (mm) Largo: 80 Diámetro: 53 EJE PISTÓN DESPLAZADOR Sirve cualquier alambre rígido y recto con un diámetro de 2 mm. Un radio de bicicleta es muy adecuado para esto. y también la abertura de beber. con esto tendríamos dos problemas: . Insertar el eje en la lata. Recortar la lata para dejarla con una longitud de 80mm (2/3 partes de la longitud del cilindro que es de 135 mm). Este tubito de cobre obliga. las paredes son lisas tanto por fuera como por dentro. soldado o pegado (yo elegí opción pegamento). Estos dos problemas los evitamos haciendo pasar el eje a través de un tubito de cobre que uniremos a la tapa. sino que reproducen las condiciones de funcionamiento de forma sincronizada. Cilindro y pistón desplazador no producen trabajo.. etc. Pequeño tubo de cobre Medidas de este tubo (mm) Largo: 35 Diámetro externo: 3 Diámetro interno: 2 Dónde conseguirlo: En una tienda de material de modelismo. CILINDRO DE POTENCIA (CILINDRO DE FUERZA) Este es el cilindro (con su correspondiente pistón) que realmente hace el trabajo útil en el motor stirling. Guía eje desplazador. y a través de un simple taladro no conseguiriamos un sellado decente. 2) El pistón desplazador subiría y bajaría inclinado.. rozando las paredes del cilindro.1) El cilindro debe ser lo más hermético posible. maquetas. es decir: guía al pistón. Este cilindro está hecho en acero. Yo elegí el acero inox porque al no oxidarse no tiene variaciones dimensionales ni sus paredes se . aluminio. y no lleva la típica costura de soldadura. También puede hacerse en cobre. . prestaciones. También se puede hacer en nylon. en plástico e incluso en madera. Ver en la foto anterior. un tipo de plástico anti-fricción que aguanta altas temperaturas y tiene muy buenas cualidades mecánicas. Medidas de este tubo (mm): Largo: 55 Diámetro interno: 20 Diámetro externo: 23 Grosor pared: 1. Esto también se puede hacer con medios caseros. a la medida. con gran precisión. junto al cilindro. También hay quienes hacen este pistón con adhesivo epoxi.pero no la más económica. es el que realiza el trabajo útil en el motor gracias a las cíclicas variaciones de +presión y -presión que ocurren dentro del cilindro desplazador. Tanto este cilindro como su pistón (lo veremos a continuación) me lo hicieron en un taller de torneros.. según el pistón desplazador esté arriba (el aire abajo estará +caliente= +presión) o el pistón desplazador esté abajo (el aire arriba estará -caliente = -presión) Está hecho en teflón.vuelven rugosas. Es la opción mas cómoda. en acero y teflón respectivamente PISTÓN DE POTENCIA (PISTÓN DE FUERZA) Alojado en el cilindro de fuerza. aunque perderemos precisión y por tanto.. usando un molde.5 Cilindro (y pistón) de fuerza. . Yo hice el taladro a 10 mm de diámetro. Esta tapa. por supuesto. pero recomiendo hacer este taladro a un diámetro menor que el pistón de fuerza para evitar que se pueda colar al frasco. metálica. de modo que cada uno de los pistones pueda hacer su carrera completa pero sin llegar a sobrepasarla. a 10 mm de diámetro (pueden ser 6-15 mm) esto no es preciso. a 3 mm para fijar el tubito de cobre (guía eje desplazador) . y lo sellaremos con silicona de alta temperatura.Medidas de este pistón (mm): Largo: 19 Diámetro: 20 TAPA (DEL CILINDRO DESPLAZADOR) Es una tapa de bote de conserva. para poner el cilindro de fuerza. Elegiremos uno que esté bien recto y mediante cortes sucesivos ajustaremos la longitud. Tapa del cilindro desplazador BIELAS Y ARTICULACIONES Para unir mecánicamente cada uno de los dos pistones con el cigüeñal vamos a construir dos bielas partiendo de un palillo de hacer brochetas. se unirá al vaso de cristal (cilindro desplazador) mediante unos puntos de pegamento.Uno en el centro. Debe tener un diámetro tal que pueda cerrar completamente la boca del vaso de la cafetera (cilindro desplazador).Otro mas bien en la periferia. Se le hacen dos taladros: . llegado el momento. En total necesitaremos cuatro articulaciones. ya que las tolerancias. Hay de diferentes tamaños. Estas articulaciones son terminales utilizados en electrónica y se ajustan muy bien a este uso. pequeños errores o diferencias en el montaje harán que tu montaje difiera ligeramente del mío. lo mas recomendable es usar uno que permita que los palillos entren sin holgura. fijaremos una articulación para permitir a la biela girar. pero aún así las diré: medidas de las bielas (sin contar la articulación.Excelente material para hacer las bielas A cada una de estas dos bielas y en cada uno de sus extremos. solo la madera): Biela pistón desplazador: Largo (mm): 30 . Con una gota de pegamento dejaremos esas articulaciones firmemente pegadas a su biela. Terminales para electrónica aptos como articulaciones Las medidas de las bielas no tiene mucho sentido que las muestre. Las medidas se toman con el escalímetro o regla sobre el propio motor stirling y a continuación sólo hay que ir doblando cada uno de los codos. haciendo girar el cigüeñal y comprobando la medida correcta. .como longitud del codo. Cada codo debe estar encima de su biela. Quedan pues. Hay que dejar unos mm sobresalir para poner los soportes de CD que servirán de sujeción a los CD. y otro -desfasado 90ºpara el pistón de fuerza. CIGÜEÑAL Lo haremos con un radio de bicicleta. 2) Distancia entre los codos: Equivale a la distancia entre los dos cilindros. Lo mismo para el pistón de fuerza. excepto que la carrera es de 32mm así que el codo tendrá 16 mm de longitud. Le vamos a hacer dos codos: Uno para el pistón desplazador. pero vamos a dejar 5mm libres en el tope superior e inferior. tiene rigidez más que suficiente y se puede trabajar con unos simples alicates. para cada motor. El cilindro desplazador tiene una carrera de 50 mm. 3) Altura de cada codo: debe ser la mitad de la carrera de cada uno de los dos cilindros. la diferencia será muy poca respecto a las medidas anteriores si estás usando los mismos materiales. Tres son las medidas importantes en el cigüeñal: 1) Largo del cigüeñal. Así que daremos la mitad -20mm. El pistón de fuerza va retrasado 90º con respecto al pistón desplazador.Biela pistón de fuerza: Largo (mm): 50 Estas medidas deben determinarse de forma individual. De todos modos. 40 mm. este soporte se fija a la tapa del cilindro desplazador mediante unos puntos de pegamento. pegadas entre sí. En este montaje he hecho una especie de "U" con maderas. Y a su vez. añado esta: Medidas del cigüeñal SOPORTE DEL CIGÜEÑAL Nos sirve cualquier cosa que permita sujetar el cigüeñal. .Croquis del cigüeñal y cigüeñal terminado Como en la foto anterior no se aprecian las medidas. Las 3 maderas que conformarán el soporte del cigüeñal La madera central tiene una ventana para permitir pasar el eje del desplazador y el cilindro de fuerza. RODAMIENTOS DEL CIGÜEÑAL El peso y esfuerzo a que es sometido el cigüeñal en esta máquina es de poca entidad. Precisamente. . Es conveniente ponerles una minúscula gota de pegamento para que no se muevan. SOPORTE VOLANTES DE INERCIA A cada uno de los extremos del cigüeñal le acoplaremos cualquier pieza que sirva para fijar después un CD. estas dos piezas fijan horizontalmente el cigüeñal evitando que se desplace a derecha-izquierda. así que servirá como "rodamiento" una simple tuerca de diámetro interno 3mm. Cuidado con manchar de pegamento el interior de la tuerca: sería un freno para el motor por el rozamiento. las piezas mas indicadas para esto son los soportes de cd que podemos obtener de viejas mecánicas ya inservibles. tal y como se aprecia en la foto de arriba. Estas tuercas se embuten en la madera. Además de sujetar los CD. debe haber cierta inercia. También los CD nos servirán para equilibrar el motor. cosa muy importante. pero valdría cualquier cosa que pesara al menos 100 gramos. De no hacerlo. cuyo peso equilibrará al motor. CONTRAPESOS A cada CD. En realidad. dos tuercas grandes. por ejemplo. Y en caso de funcionar. pero el propio CD nos permitirá añadir masa pegando a ellos alguna pieza (yo he puesto dos imanes). . para ponerles un tornillo y tuerca. Esto lo vamos a conseguir fijando a los soportes anteriores un CD o DVD inservible (uno por cada lado) con pegamento.Soporte CD VOLANTES DE INERCIA Para que un stirling pueda funcionar regularmente. antes de pegarlo a su soporte. debe mover cierta masa. lo haría dando saltos por la gran excentricidad que supondría el no estar equilibrado. le haremos un taladro mas o menos a 10mm de diámetro. cerca del borde. la masa representada por uno (o dos) CD no es suficiente. no funcionará debido al peso del pistón desplazador. y un gran orificio central para que pase la llama. molesta. y daremos tiempo a que el stirling se caliente también. No hacer funcionar el motor donde podamos ocasionar un fuego. y con algo de paciencia. Si la temperatura es correcta y el calor suficiente. . que viene soldada. 2. colocamos el motor. El inconveniente es que hay que retirar el asa. CÓMO PONERLO EN MARCHA 1. el diámetro justo. Tener en cuenta la eventualidad de que el tapón con alcohol pueda derramarse con su contenido ya encendido. Hay que esperar un par de minutos para que el alcohol comience a arder bien. el asa sale. Ponemos un tapón metálico con un poco de alcohol y lo prendemos. con un imán acoplado para aumentar la masa. Viene muy bien como soporte: Tiene la altura justa. SOPORTE STIRLING La cafetera viene con un herraje que sirve de asa. Dar un leve impulso a un volante de inercia. Colocamos el soporte metálico de la cafetera (boca abajo) sobre la llama. y sobre ese soporte. además de no servir. El asa. y también se aprecia el tornillo y tuerca como contrapeso.CD como volantes de inercia. 3. el motor comenzará a girar y no parará hasta que el fuego se extinga o nosotros lo apartemos del calor. Yo utilicé la taladradora miniatura con la herramienta disco de corte.