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Ein Stirling-Motor-Fahrrad bauen

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Tom Stanton

Dieses Video war ein Trend in Vereinigtes Königreich

Das Video dokumentiert den gesamten Weg, ein gewöhnliches Fahrrad in ein funktionsfähiges Fahrzeug mit Stirlingmotor-Antrieb zu verwandeln. Es beginnt damit, dass der Erbauer die Faszination von Außen­verbrennungs­motoren erläutert und die Herausforderung beschreibt, aus einem traditionell leistungsschwachen Stirling-Design ausreichend Kraft zu gewinnen. Nachdem er den grundlegenden Gamma-Typ-Aufbau skizziert hat, stellt er die Antriebsstrategie vor: ein Riemensystem, das mit einem großen hinteren Ritzel verbunden ist, um das Drehmoment zu vervielfachen und die Drehzahl im optimalen Effizienzbereich zu halten. Die Zuschauer erhalten einen kompakten Überblick über den thermodynamischen Kreisprozess – Erwärmung, Expansion, Abkühlung, Kontraktion – als Grundlage für jede nachfolgende Hardware­entscheidung.

Die Fertigung beginnt mit dem Heißzylinder, der wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit aus Aluminium gegossen und auf der Drehmaschine auf Mikrometer­toleranzen gehont wird. Ein aus leichtem Edelstahlwolle gefertigter Verdränger wird an einer Graphitstange aufgehängt, um Reibung zu minimieren und Hitze zu widerstehen. Der Arbeitskolben entsteht aus niedrig expandierendem Gusseisen, erhält maßgefertigte PTFE-Ringe und läuft in einem polierten Glaskolben, sodass Undichtigkeiten während der Tests sichtbar sind. Ein massives Stahl­schwungrad wird ausgewuchtet, um Leistungsspitzen zu glätten, während eine lasergeschnittene Regenerator­matrix den Wirkungsgrad erhöht, indem sie Wärme zwischen den Takten zwischenspeichert. Jedes Bauteil wird probeweise montiert und mit Messschiebern kontrolliert, wobei luftdichte Dichtungen und minimales Totvolumen oberste Priorität haben.

Nach dem Zusammenbau des Kernmotors richtet sich die Aufmerksamkeit auf das Verbrennungssystem. Ein unter Druck stehender Propanbrenner, ähnlich einem Jet-Kocher, wird unter der Heißkappe verschraubt und von Keramik­isolierung umgeben, um eine konstante Oberflächentemperatur von 600 °C zu halten. Thermoelemente und ein Pi-gestützter Datenlogger überwachen die Temperaturen von Heiß- und Kaltseite in Echtzeit, sodass Brennerdruck und Kühl­lüfter­geschwindigkeit unterwegs angepasst werden können. Sobald Banktests 450 W Leistung bei 800 U/min bestätigen, wird der Motor in den Fahrradrahmen transplantiert. Maßgefräste Aluminiumplatten verankern das Kurbelgehäuse am Tretlager, und eine Freilaufnabe erlaubt dem Fahrer, beim Leerlauf des Motors zu rollen.

Das Video kulminiert in Straßentests. Nach ein paar kräftigen Zügen, um die Anfangsreibung zu überwinden, zündet der Motor, das Schwungrad stabilisiert sich, und der Riemenantrieb beschleunigt das Fahrrad auf bis zu 30 km/h auf ebenem Terrain. Der Erzähler fasst die Erkenntnisse zusammen: maximale Temperaturdifferenz, Verwendung reibungsarmer Materialien und eine Übersetzung, die auf Drehmoment statt Geschwindigkeit ausgelegt ist. Zum Schluss lädt er die Zuschauer ein, das Design weiterzuentwickeln – mit Solarkonzentratoren, Biomasse­brennern oder Flüssigstickstoff-Kühlung für höhere Delta-T-Werte – und zeigt damit, dass das Stirling­motor-Fahrrad nicht nur eine einmalige Kuriosität, sondern eine Plattform für nachhaltige, neugier­getriebene Ingenieurskunst ist

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