Дуже портативний і безвідмовно працює за допомогою стисненого повітря двигун легко побудувати, маючи найпростіші інструменти і матеріали. Повітряний двигун являє собою машину з хитним циліндром. Качающийся циліндр може працювати не тільки від пара, а й від стисненого повітря, що дає можливість позбутися від котла з водою і системи підігріву і цим самим домогтися великої економії у вазі.
Описуваний двигун дає від 500 до 700 оборотів в хвилину і завдяки застосуванню маховика має потужність, цілком достатньою для приведення в дію невеликих моделей: морських суден, технічних іграшок і т. Д. Запасу стисненого повітря в резервуарі середнього обсягу при тиску в три атмосфери вистачає на 10 - 15 хвилин роботи двигуна.
Принцип роботи двигуна з хитним циліндром полягає в наступному: циліндр з припаяної до однієї з його сторін призмою має в своїй верхній частині отвір, яке проходить і через призму і гойдається разом з укріпленою в ньому віссю в підшипнику стійки. Праворуч і ліворуч від підшипника зроблені два отвори: одне для впуску-повітря з резервуара в циліндр, друге для випуску відпрацьованого повітря.
Перше положення в схемі роботи двигуна показує момент впуску повітря (отвір в циліндрі збігається з праві. Отвором в стійці). Повітря з резервуара, входячи в порожнину циліндра через повітропровід, тисне на поршень і штовхає його вниз. Рух поршня через шатун й кривошип передається маховика, який, повертаючись, виводить циліндр з крайнього правого положення і продовжує обертатися. Циліндр приймає вертикальне положення, і в цей момент впуск повітря припиняється, так як отвори циліндра і стійки не збігаються. Завдяки інерції маховика рух триває і циліндр переходить тепер уже в крайнє ліве положення. Отвір циліндра збігається з лівим отвором в стійці, і через цей отвір відпрацьований. повітря виштовхується назовні. Обертання маховика триває, циліндр знову переходить в крайнє праве положення, відбувається новьй впуск повітря, і весь цикл коливання циліндра починається сну-чала.
Циліндр виготовляється з латунної, мідної або сталевої трубки діаметром 10-12 мм. Як циліндра можна використовувати також латунну гільз; рушничного патрона. відповідного калібр: Трубка повинна мати гладкі внутрішні стінки. На циліндр напаяти випиляна т шматка заліза призма, в якій щільно укріплений гвинт з гайкою (вісь хитання), а вище гвинта, на відстані 10 мм від його осн. просвердлений через призму всередину циліндра отвір діаметром 2 мм для впуску й випуску повітря.
Шатун випилюється з латунної мулі залізної пластинки товщиною 2 мм. ОДІЕ кінець шатуна має розширення, в яке свердлять отвір діаметром 3 мм для пальця кривошипа. Інший кінець шатуна призначений для впайкі в поршень, ретельно облужівают. Довжина шатуна> 30 мм.
Поршень відливають зі свинцю безпосередньо в циліндрі. Для цього в бляшанку насипають сухого річкового песко; Потім заготовлену для циліндра трубку вдавлюють в пісок, залишаючи зовні виступ в 12 мм.
Для знищення вологи банку з піском і циліндр добре прогрівають в печі або на спиртівці. Тепер треба розплавити свинець для відливання. Розплавлений свинець виливають в циліндр і відразу ж занурюють туди на зазначену заздалегідь глибину луджений кінець шатуна. Шатун необхідно встановити по схилу точно в центрі поршня. Коли виливок охолоне, з банки з піском виймають циліндр і виштовхують з нього готовий поршень. Всі нерівності виливки згладжують дрібним напилком.
Кришку циліндра виготовляють з 2-міліметрової латуні і після виливки поршня припаюють до верхньої частини циліндра. Площина стінок циліндра повинна бути рівно Обпиляєте.
Стійки двигуна виготовляються відповідно до розмірів, зазначених на малюнку, з 3-міліметрового листового заліза або латуні. Висота основної стійки дорівнює 100 мм. У верхній частині основної стійки висвердлюється по центральній осьової лінії отвір діаметром 3 мм, яке служить підшипником для осі гойдання циліндра. Два самих верхніх отвори діаметром по 2 мм свердлити по колу радіусом 10 мм, проведеної від центру підшипника осі гойдання. Ці отвори розташовані по обидва боки від осьової лінії стійки на відстані 5 мм від неї. Через одне з цих отворів повітря надходить в циліндр, через інше - виштовхується з циліндра.
Площина основної стійки в своїй верхній частині і бічна площину призми циліндра повинні щільно прилягати одне до одного. Для цього вони пришабровують. Висота другої стійки дорівнює 60 мм. В обох стійках за розмірами, зазначеним на малюнку, просверливаются отвори діаметром 5 мм, які є підшипниками осі маховика. Для кріплення стійок до дерев'яної основи в їх нижніх горизонтальних відрізках свердлять по два отвори.
Маховик підбирається готовий або відливається зі свинцю в глиняній, добре прогрітій формі. При литві маховика в центрі форми встановлюють вилуженную вісь (вал) діаметром 5 мм.
Розміри маховика вказані на малюнку. Для кріплення кривошипа на одному кінці вала є різьблення.
Кривошип випилюється з заліза або латуні товщиною 3 мм по малюнку. Палець кривошипа виготовляється зі сталевого дроту діаметром 3 мм і упаюється в отвір кривошипа.
Після виготовлення всіх частин двигуна приступають до його складання. До дерев'яної основи за допомогою болтів кріпляться основна і додаткова стійки, в підшипники яких вставлений вал маховика. Відстань між стійками повинно бути трохи більше товщини маховика. Щоб уникнути поздовжнього осьового пересування вала, на ньому укріплені за допомогою шпонок обмежують втулки (рис. 23). На одному кінці вала теж за допомогою шпонки кріпиться шків для передачі руху з двигуна на робочий механізм. На другому кінці вала зміцнюється на різьбі або припаюється кривошип з пальцем. У циліндр вставляється поршень, який отвором, зробленим на нижньому кінці шатуна, надівається на палець кривошипа. Вісь хитання циліндра вставляється в підшипник, розташований по осьовій лінії у верхній частині стійки. Зі зворотного боку стійки на вісь хитання надаватися пружина, і за допомогою двох гайок вся циліндропоршневая система кріпиться на основній стійці. При збірці необхідно стежити за тим, щоб циліндр порівняно легко гойдався на своїй осі (це досягається регулюванням пружини при. Допомоги гайок) і щоб при двох крайніх положеннях кривошипа отвір циліндра збігалося то з правим, то з лівим верхніми бічними отворами основної стійки.
Коли всі деталі підігнані, поверхні бічної площині призми і верхньої частини основної стійки прітерти, отвори для впуску й випуску повітря правильно розмічені, циліндр повинен при обертанні маховика від руки легко гойдатися.
Для впуску в циліндр повітря зі зворотним від циліндра боку основної стійки до впускного отвору припаивается відрізок мідної або латунної трубки з внутрішнім діаметром 2 мм і довжиною 20-25 мм.
Резервуаром для стисненого повітря може служити жерстяна банка, яку необхідно спаяти з заліза йшли використовувати готову. Довжина банки близько 150 мм, діаметр близько 100 мм. З одного кінця в банку упаяний вентиль від велосипедної камери. Він необхідний для наповнення резервуара повітрям. З іншого кінця резервуара теж впаяна в нього тонка латунна або мідна трубочка - повітропровід, яка за допомогою гумової трубки з'єднується з трубкою впускного отвору в стійці. Повітря в резервуар накачують велосипедним насосом. Коли резервуар наповнений повітрям, маховик злегка повертають рукою і двигун запускають. Необхідно на повітропроводі встановити краник, який перекриває доступ повітря.
Виготовлений двигун встановлюють на човні, зробленому по розгортці (рис. 24) з жерсті.
Місця стиків ретельно пропаивают.
Побудований нам »двигун показує одну з можливостей використання енергії стисненого повітря. У повсякденному практичному житті енергія стисненого повітря і газів використовується надзвичайно широко. Тисячі поїздів, що курсують по лініях залізниць, обладнані пневматичними гальмами, що використовують енергію повітря, стиснутого до декількох атмосфер. Газифікація багатьох підприємств і населених пунктів, розташованих далеко від центральних газових магістралей, здійснюється за допомогою балонів, наповнених стисненим під тиском газом.