物理科學DIY斯特林發動機與原理簡介

2022-07-20 04:27:03 字數 751 閱讀 3981

斯特林發動機製作

作品製作過程展示:

所需材料:

兩個易拉罐、一片較厚的泡沫塑料、一根鐵線、乙個光碟、細線、小刀、乙個瓶蓋、一根細鐵絲,固體膠,打火機,蠟燭,橡皮泥。

工作原理:

按缸內迴圈的組成形式分,熱氣機主要有配氣活塞式和雙作用式兩類。配氣活塞式熱氣機,在乙個氣缸內有兩個活塞作規律的相對運動,冷腔與熱腔之間用冷卻器、回熱器和加熱器連線,配氣活塞推動工質在冷熱腔之間往返流動;雙作用式熱氣機,每個氣缸內只有乙個活塞,兼起配氣活塞和動力活塞的作用。各缸的上部為熱腔,下部為冷腔。

各熱腔經加熱器、回熱器和冷卻器與鄰缸的下部冷腔連線,組成乙個動力單元。

如圖9當移氣器移到最頂點的位置時,底部加熱空間最大,此時所產生的壓力也最大,當移氣器移到最底點的位置時,頂部冷卻空間最大,此時所產生的壓力也最小,如把動力活塞的曲柄連線到曲軸水平位置最遠的地方時可產生最大的扭力,此時可看到連線到移氣器的曲軸部位與連線到動力活塞的曲軸部位呈90度的角度差,該角度稱為相位角。曲柄連線到曲軸水平的位置也決定了引擎旋轉方向。上述的條件為靜態環境的結果,當隨著引擎的轉速、負載、溫度及使用氣體的不同則會有不同的最佳相位角,一般以90度作為通用的相位角。

如果只有上述的零件,引擎還是不能運轉。因為利用橡皮的膨脹或收縮(圖8,9),並無法讓曲軸旋轉一整圈。因此,必須加上乙個有旋轉慣性的裝置,即「飛輪」,才能達成連續的運轉。

一般採用的飛輪,最常見的是圓形飛輪,如圖10所示。如果除了慣性需求外,還要考慮平衡問題,則在曲軸旋轉面的另一端加一配重物充當飛輪,便可解決平衡問題(圖11)

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