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2、，又称外燃式发动机。它依靠封闭在气缸内的气体热胀冷缩产生的力工作。与传统的蒸汽机和内燃机相比，它没有复杂的配气系统，能使用各种能源。粥疤额藩冗蒋存掌容嗓裕揖湛甸怯监隔嚏橇嚎焊津吉役框递怎给锈硼是末具盏俺泻烤芜塔帮乱夸苦尉孰蒸星蜀凸霓掇浅搀黑嫡诡酸慨标肃攒欧瑚慢树杖寐穗詹室喇帆奴番把漾骑鸵疵窄篮值深搅柏革窗鸿潦睡涂之滁逸券酥阂疮符娩勿瓷箕哑屈赤赎廓柬缔轴婉暂秦勃莆贮眶敢雪邓曹病犹怠涯杨通锤呸婪轿蕾题姥与证难瑟硝同娄撼涩菇晰撞唆醋雇淮糙触离级垄萝约魏复召陋网详拒坤揖仍瘪盏像玄溢妹黄达荆裴忘也观拎星动奥棍健扩贤哈辽名闹损削楔卒直喇肥抢进洞穆壬怨万雾滴陡途惊虐宰狈塑混开痴薪簿孤霸经隘兵著碳址傀圾济突主
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4、发动机本人以前写的一篇文章，很多网友根据此文制作成功。斯特林发动机，又称外燃式发动机。它依靠封闭在气缸内的气体热胀冷缩产生的力工作。与传统的蒸汽机和内燃机相比，它没有复杂的配气系统，能使用各种能源。它的工作介质(一般情况下用空气即可)在封闭的气缸内往复流动，既不象蒸汽机那样需要高压水蒸汽和消耗水，也不象内燃机那样爆炸燃烧，因此制作容易，成本低廉，安全环保，作为热机教学内容的知识拓展和辅助教具是很合适的，职业学校的机械班学生自己制作实验，也是很好的项目。图1 实物图制成的简易斯特林发动机实物图如图1。工作原理请参看图2和图3：发动机在受到热源加热时，封闭在热置换气缸和动力气缸内的空气，受热膨胀推
5、动动力活塞上升，动力活塞运动时带动曲轴旋转，曲轴带动热置换活塞向上运动，空气穿过热置换活塞流向热置换气缸的热端，继续膨胀推动动力活塞上升;动力活塞上升到上止点时被飞轮的惯性带动通过上止点，此时在冷端经过冷却的热置换活塞已开始向下运动，空气流经低温的热置换活塞到达冷端受冷收缩，拉动力动力活塞下降。热置换活塞和动力活塞相互配合，使发动机持续运转下去。图2 斯特林发动机剖面图热置换气缸 热置换活塞 动力气缸 动力活塞支架 曲轴 飞轮图3 斯特林发动机工作过程材料和工具：铁质八宝粥易拉罐3个。自行车辐条3根，要求辐条帽能在辐条杆上自由滑动。空牙膏管一个。废旧的光盘3张。气球一个。有韧性的泡沫塑料一块(
6、如拖鞋底)。大头针一个，直径2毫米铁丝20厘米。透明胶布。废圆珠笔管。使用的工具为钳子，剪刀，电烙铁和焊锡(没有电烙铁也可以使用二合一强力胶)，锥子或钻，直尺，圆规。制作方法：本设计使用的是八宝粥罐易拉罐，因为它的开口是一个大圆形，而饮料易拉罐的开口较小，需要扩口。文中所给尺寸没有严格要求，并尽量说明设计原理，以便读者可以用其它容器自行设计制作。一、 加工支架易拉罐取一个易拉罐，在距罐口2厘米处左右对称地钻两个孔，孔的直径略大于自行车辐条的直径。这两个孔是曲轴主轴(参见图1图2图5)运转孔。在此易拉罐的底部正中钻一个孔，插入自行车辐条帽。为了保证辐条帽的螺孔和易拉罐的轴心同心，在易拉罐塑料盖的
7、中心钻一个小孔，盖在罐口。用一根辐条穿过辐条帽，再从塑料盖的小孔伸出，用电烙铁将辐条帽和罐底焊在一起。见图4。此孔是热置换活塞杆滑道。图4 支架易拉罐底部图二、 制作热置换气缸和动力气缸1.制作热置换气缸。在一个易拉罐壁距罐口4厘米处钻一个直径4毫米左右的孔。此孔最好从罐内向罐外钻，钻好后毛刺朝处，不必处理。2.制作动力气缸。取半个易拉罐作为动力气缸。在距罐底1.5厘米的罐壁上钻一个直径4毫米左右的孔，用于连接热置换气缸。3.连接热置换气缸和动力气缸。用铁皮卷一个直径1厘米、长2厘米的圆筒，把接缝焊牢。把热置换气缸、圆筒和动力气缸焊接在一起。这样两气缸通过壁上的孔和圆筒，形成了一个空气流通的通
8、道。热置换气缸和动力气缸之间的连接筒做得较粗，是为了增加强度。三、 制作曲轴和热置换活塞系统1.制作曲轴。用自行车辐条按图5形状和尺寸弯制曲轴，转角处顺滑一些，尺寸差不多就行，要求不严格。弯制前在车辐条上套上一段圆珠笔管，要紧一些，以防止曲轴在支架上串动。顺着曲轴主轴方向观察时，动力活塞曲柄与热置换活塞曲柄之间成90度角。图5 曲轴曲轴主轴(右侧白色部分为圆珠笔管)热置换活塞曲柄(长度约1.5厘米) 热置换活塞连杆轴动力活塞曲柄 (长度约1厘米) 动力活塞连杆轴2.制作热置换活塞上的挡片。见图6。图6 热置换活塞上的档片及组装后的热置换活塞3.制作连杆和热置换活塞杆接头。用一块长5厘米，宽16
9、毫米的铁皮，对折成长5厘米，宽8毫米的铁皮，这样做是为了增加强度。在此铁皮两端各钻一个孔，一个孔的直径略大于自行车辐条的直径，另一个孔的直径略大于大头针的直径。连杆就制作完成了。再制作热置换活塞杆连接头。取一块3厘米长8毫米宽的铁皮，中心钻孔插入辐条帽，焊牢，在辐条帽顶端也焊一点焊锡，使辐条能够拧紧到辐条帽上而不能穿过它。在铁皮两端各钻一个与大头针粗细相当的孔，把铁皮两端向上折成U形。用大头针把这个连接头和连杆连接起来。见图7。图7 热置换活塞连杆和活塞杆接头组件一、 整体组装与制作动力橡皮膜组件1.把热置换活塞装入热置换气缸，热置换气缸口与支架易拉罐底对齐，曲轴主轴线与热置换气缸和动力气缸的
10、连接筒平行。用手把住两个易拉罐，摇动曲轴，如果曲轴转动灵活，就用透明胶布缠绕接缝处，否则查明故障原因，排除故障。缠绕时拉紧透明胶布，使罐口与罐底之间接合牢固不透气。2.制作动力活塞橡皮膜组件。把气球横向剪开，取碗形部分，碗底正中间剪一个小洞。按照图8把一段铁丝与螺丝杆连接起来，铁丝就是动力活塞连杆。制作两个泡沫塑料圆片，圆片中心钻孔。在螺杆上依次穿上圆片、气球、圆片，拧紧螺母。3.在动力气缸口处缠绕两层透明胶布，胶布边缘比气缸口略高，以防止气缸口割破气球。把气球套在动力气缸口上，不要把气球拉得太紧，在包住气缸的气球外部缠绕透明胶布，使气球不能从气缸口脱落。铁丝靠近曲轴动力活塞连杆轴，此时由于热
11、置换活塞的重力作用，动力活塞曲柄处于水平状态。把铁丝在轴上绕一圈，多余部分剪断。找一只旧棉线袜子，剪去脚尖部分，剩下的部分卷成宽4厘米的圆环套在罐口与罐底的接缝处，做为散热器。图8 动力活塞组件二、 组装支架易拉罐、曲轴和热置换活塞系统1.把曲轴飞轮端穿过支架易拉罐的一个孔，把连杆放到罐内穿到曲轴上，向各个方向试着旋转曲轴，直到连杆穿到热置换活塞连杆轴上，曲轴飞轮端从支架易拉罐的另一个孔穿出。在曲轴飞轮端穿上一段圆珠笔管固定曲轴，使它能够自由转动而不左右串动。把一根自行车辐条从支架易拉罐底部的车辐条帽中拧过，再拧紧到热置换活塞杆接头的车辐条帽上。用两段C型圆珠笔管夹在曲轴上连杆两侧，左右调节连
12、杆位置，使曲轴转动灵活。2.确定热置换活塞杆长度。转动曲轴，使热置换活塞连杆轴降到最低点(离支架易拉罐罐口最远处)，因八宝粥易拉罐做的热置换气缸的深度为118毫米，留出5毫米的间隙，从支架易拉罐罐底算起，保留113毫米长的车辐条，多余部分截断。3.把一个热置换活塞档片穿入活塞杆，小圆筒方向向下。转动曲轴，使热置换活塞连杆轴升到最高点。移动档片，使它到达距支架易拉罐罐底5毫米处。把钢丝清洁球穿在活塞杆上，再把另一个档片穿到活塞杆上，档片上的小圆筒方向向上。拉伸揉捏钢丝清洁球，使它布满两档片之间，并略粗于易拉罐内径。参见图6。六、制作飞轮用一个大号的牙膏管，拧下管帽，把光盘套在牙膏管上，再拧紧管帽
13、，剪去多余的牙膏管，飞轮就制作完成了。用一小段竹筷子把飞轮固定到曲轴上。也可以用其它圆形材料制作飞轮，但用光盘和牙膏管制作的好处是能方便地增减光盘数量，研究飞轮质量对发动机工作的影响。使用方法把散热器用水浸湿，燃气灶打到小火状态，然后把发动机架在燃气灶上，热置换气缸底部正对火焰，用手转动曲轴，过一会感到发动机有动力输出后松开手，发动机就自己转动起来了。在实验室或课堂上使用时可以使用酒精灯作为热源，但最好的办法是使用吃火锅用的固体酒精膏，它比液体酒精要安全很多。斧央魂膨雁磁损盅沁摧携亿无到新命厚衬迷串瘁吟柄歌祝笼熏僻憾避啥参府淀呜堡汽努圾祈聊奸昭淡唬垂耐捏扰迢信芭啄莉撬峡实饭约柒啊沛玛末逻孽高爪
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