不知道你有沒有想過,我們現在使用的各種發(fā)動機,都是在氣缸內爆炸燃燒后推動活塞運動,從而向外輸出動力,這就是活塞運動,那么有沒有發(fā)動機不依靠內部爆炸燃燒產生動力呢
其實,曾經也有過采用其他方式來為發(fā)動機提供動力,比如說通過外燃循環(huán)的方式,斯特林發(fā)動機就是采用的這種方式。
斯特林發(fā)動機與內燃發(fā)動機不同,其能源是靠外部提供的,可以通過各種方式實現,可以通過燃燒木頭,酒精,柴油等各種燃料來實現。

什么是斯特林發(fā)動機?
斯特林發(fā)動機是一種熱力外燃循環(huán)發(fā)動機,與汽車中的內燃機有很大的不同,是由羅伯特·斯特林(Robert Stirling)在1816年發(fā)明的,所以這種發(fā)動機也就以它的名字而命名的。
也有人將斯特林發(fā)動機叫熱氣機或者是熱機,它是利用介質(氫氣或氦氣)的冷熱溫度差來驅動活塞往復運動,從而向外輸出動力。
斯特林發(fā)動機曾經被視為非常有潛力的一款發(fā)動機,但是如今,斯特林發(fā)動機僅用于某些非常專業(yè)的領域中,例如潛艇或游艇的輔助發(fā)電機中,這是因為在這些領域中,對發(fā)動機的噪音要求非常高。

斯特林發(fā)動機的特點?
斯特林發(fā)動機內部使用的氣體永遠不會離開發(fā)動機,沒有像汽油或柴油發(fā)動機那樣排放氣體的排氣門,內部也沒有燃燒發(fā)生,因此,斯特林發(fā)動機非常安靜。
斯特林發(fā)動機使用的外部熱源,可以是汽油或酒精等能源,也可以是太陽能或沼氣等清潔可再生能源。
還有就是不會受到氣壓的影響,這是因為斯特林發(fā)動機內部的氣體循環(huán)都是在完全隔絕的環(huán)境下運行的,而普通發(fā)動機都需要吸入外部空氣,當氣壓降低時效率也就會降低。
斯特林發(fā)動機在工作過程中,都是需要用外部能源對其直接和持續(xù)加熱,這就對材料持續(xù)耐高溫的性能有較高的要求。

通過使用熱源輻射讓機器持續(xù)做工,在這個過程中熱源的利用率并不是很高,還有很多的熱量是在這個過程中白白損耗掉的。
與其它內燃發(fā)動機比較,斯特林發(fā)動機的反應就會慢很多,這是因為在使用外部加熱做工的過程中,需要更多的時間才能使溫度升高并傳遞到氣缸內部,這也就是說需要暖機。
工作原理?
斯特林發(fā)動機不是像現代內燃機那樣,通過點燃燃料來促進空氣快速膨脹而驅動每個活塞,而是使用外部熱源提供動力,以迫使活塞在氣缸內前后移動。
這也就意味著斯特林發(fā)動機沒有進氣或排氣,發(fā)動機的一側被加熱,另一側被冷卻,讓氣體在膨脹,壓縮和冷卻之間循環(huán),這意味著它可以通過將熱能直接轉換為機械動力。
當通過外部方式加熱時,在封閉區(qū)域內的氣體會膨脹并向封閉區(qū)域的周圍施加壓力,該壓力可用于獲得任何機械功。
斯特林發(fā)動機是閉環(huán)熱機,通常,它與外界環(huán)境完全密封,并且可以對密封在發(fā)動機中的氣體進行膨脹和壓縮。

斯特林發(fā)動機擁有2個密閉腔室(一個帶有熱源,另一個帶有冷卻源),氣體被封閉在其中,兩個氣缸是相互連接的,由于加熱后氣缸內部的氣體開始膨脹,將活塞向前推,此時部分氣體進去另一個氣缸冷卻,讓活塞往回收縮,如此反復推動活塞往復運動,進而驅動飛輪輸出動力。
DIY一臺簡易斯特林發(fā)動機?
有的小伙伴對這種特別的發(fā)動機很感興趣,就想自己DIY做一臺,看看斯特林發(fā)動機有哪些零件,如何手工做一臺簡易的斯特林發(fā)動機。

一臺簡單的斯特林發(fā)動機主要由活塞,氣缸,外部熱源,飛輪以及連接桿等零件組成的。
手工制作斯特林發(fā)動機使用的基本材料有,20毫升玻璃注射器(頭部破損或者完整的都可以),15*150毫米玻璃試管,32*15*9毫米軸承。

將完整的玻璃注射器切掉頭部,頭部缺損的需要切磨整齊,并將鋒利的邊緣打磨光滑。

在注射器內活塞內部用鉛筆涂上石墨,讓活塞的運動更加順滑。

將一個帶有圓孔的鐵片用膠粘接在活塞柄上。(塑料片也行)

飛輪就用廢舊的光盤制成,將6張光盤用膠水重合粘接在一起,粘接后的6張光盤重量不能超過100克。

將光盤平均分成5等分,并且分別在10毫米,14毫米,18毫米,23毫米和28毫米,這些不同的半徑上打孔。

再用幾塊木頭,分別做成底座,扣件和支撐件。

將軸承精確地對準飛輪的中心,并用膠粘在飛輪上面。

等膠干后,將飛輪上的軸承安裝在木頭支撐件鐵管上,轉動飛輪看其是否順暢和歪斜。

將適量的鋼絲棉剪成長條狀,并塞入到玻璃試管中。(作用應該是儲存熱量,鐵絲加熱后溫度還可以維持很久)

在試管口外面纏上耐熱膠帶,并在玻璃注射器套管尾部裝上橡膠圈,以起到保護的作用。

再將其兩者用耐熱膠帶密封連接起來,還要測試一下看看是否漏氣。

用一根塑料連接桿,兩端分別用螺絲連接在飛輪和活塞上面,連接處要涂上潤滑油;注射器、連接桿和飛輪必須在一條直線上。

最后,在飛輪上還要增加一個10克的配重塊。

用酒精燈對試管開始加熱,可以從飛輪中心的半徑為14MM的孔開始測試,一個簡易的斯特林發(fā)動機就制作成功了。(以上材料完全可以用現有的東西代替,比較簡單。)

盡管斯特林發(fā)動機并未在大眾市場獲得成功的應用,但仍有一些發(fā)明家或者發(fā)動機愛好者在研究它。
是不是已經按奈不住想自己做一臺了,要是懶得動手,又不想找材料,那就買一臺成品玩玩吧,點擊下方鏈接看看。
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