一种高空间利用率的低振动斯特林发动机的制作方法

本发明涉及的是一种发动机，具体地说是斯特林发动机。

背景技术：

斯特林发动机是英国物理学家罗巴特斯特林于1816年发明的，命名为“斯特林发动机”。斯特林发动机是通过气缸内工作介质(氢气或氦气)经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力，因此又被称为热气机。斯特林发动机是一种外燃发动机，其有效效率一般介于汽油机与柴油机之间。

目前，常见的斯特林发动机多由一根主轴连接飞轮及冷热缸活塞连杆，且冷热缸横向并列横向放置，利用冷热缸支座将其安装在底板上，导致发动机空间利用率低下，不利于提高发动机的功率密度。与此同时，斯特林发动机飞轮布置在冷缸与热缸之间，由于飞轮偏心距的影响，按照上述排列方式进行高速运转时，斯特林发动机在竖直方向上呈现大振幅状态，装置可靠性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供提高斯特林发动机的整体空间利用率，并解决其竖直方向上振幅过大问题的一种高空间利用率的低振动斯特林发动机。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种高空间利用率的低振动斯特林发动机，其特征是：包括支座、热缸、冷缸、t型连杆、连杆、飞轮，热缸和冷缸均固定于支座上并位于空间中同一竖直方向上，热缸里设置热缸导杆，冷缸里设置冷缸导杆，热缸和冷缸通过导气管相连，飞轮安装在支座上，t型连杆的横向中部通过螺栓连接连杆，连杆连接支座，t型连杆横向的一个端部通过螺栓连接热缸连杆，热缸连杆连接热缸导杆，t型连杆横向的另一个端部通过螺栓连接冷缸连杆，冷缸连杆连接冷缸导杆，t型连杆纵向的端部连接飞轮；热缸内气体受热膨胀后，推动热缸导杆水平运动，热缸导杆通过热缸连杆推动t型连杆旋转，从而带动飞轮的旋转运动，同时带动冷缸连杆进而带动冷缸导杆水平运动，使得冷缸内的气体通过导气管通向热缸。

本发明还可以包括：

1、飞轮在高度上位于热缸和冷缸之间。

2、热缸和冷缸制作材料为玻璃或金属，热缸连杆、冷杆连杆、连杆、飞轮的制作材料为金属。

本发明的优势在于：本发明通过将斯特林发动机的热缸与冷缸布置于空间中同一竖直位置，减小了其斯特林发动机的工作体积；将飞轮布置于冷缸、热缸中心位置，使得斯特林发动机结构紧凑，同时通过“t”型连杆将斯特林发动机冷、热缸导杆的平面运动转化为平动，减小了斯特林发动机在竖直方向上的振动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，一种高空间利用率的低振动斯特林发动机，包括热缸1、冷缸4、飞轮2、导气管3、支座5、热缸导杆6、冷缸导杆11、热缸连杆7、“t”型连杆8、连杆9、冷缸连杆10，热缸1与冷缸4通过导气管3连接，当热缸1内气体受热膨胀时，推动热缸导杆6在水平方向运动，热缸导杆6通过热缸连杆7与“t”型连杆8相连，“t”型连杆8与冷缸连杆10、连杆9相连，将热缸导杆6的直线运动转化为飞轮2的旋转运动，进而带动冷缸导杆11在水平方向做直线往复运动，使得冷缸4内的气体通过导气管3进入热缸1，由此完成一个工作循环，其中热缸1和冷缸4固结于支座5且位于空间中同一竖直方向上，有效提高了斯特林发动机的空间利用率；飞轮2布置在热缸1与冷缸4之间，通过“t”型连杆8将冷1、热缸4的运动结合在一起，使得冷4、热缸1导杆11、6连杆10、7在竖直方向上的振动相互抵消，降低了斯特林发动机竖直方向上的振幅。

作为上述技术方案的进一步改进，若干个高空间利用率的低振动斯特林发动机进行串联、并联或混联，冷、热端分别对应。

热缸1、冷缸4制作材料为玻璃或金属，具有良好的气密性。热缸导杆6制作材料为耐热、耐磨材料，在热缸1内能够平滑运动。热缸连杆7、冷杆连杆10、连杆9制作材料为金属。“t”型连杆8制作材料为高强度金属材料。飞轮2制作材料为金属材料。冷缸导杆11制作材料为耐磨材料，在冷缸4内能够平滑运动。导气管3制作材料为橡胶材料，具有良好的气密性。支座5材料为耐热材料。

将斯特林发动机热缸与冷缸通过导气管连接，热缸导杆与热缸连杆通过螺栓相连(热缸导杆在热缸内能够平滑移动)，将“t”型连杆与热缸连杆、冷缸连杆、连杆通过螺栓相连，同时将连杆与支座相连，用以限制“t”型连杆的位移，将冷缸连杆与冷缸导杆通过螺栓相连(冷缸导杆在冷缸内能够平滑移动)，上述通过螺栓相连的各部件能够在平面内自由转动，最后将热缸与冷缸固结在支座的同一竖直面内。完成了本高空间利用率的低振动斯特林发动机的搭建。

技术特征：

技术总结
本发明的目的在于提供一种高空间利用率的低振动斯特林发动机，包括支座、热缸、冷缸、T型连杆、连杆、飞轮，热缸和冷缸均固定于支座上并位于空间中同一竖直方向上，热缸里设置热缸导杆，冷缸里设置冷缸导杆，热缸和冷缸通过导气管相连，飞轮安装在支座上，T型连杆的横向中部通过螺栓连接连杆，连杆连接支座，T型连杆横向的一个端部通过螺栓连接热缸连杆，热缸连杆连接热缸导杆，T型连杆横向的另一个端部通过螺栓连接冷缸连杆，冷缸连杆连接冷缸导杆，T型连杆纵向的端部连接飞轮。本发明减小了斯特林发动机的工作体积；通过“T”型连杆将斯特林发动机冷、热缸导杆的平面运动转化为平动，减小了斯特林发动机在竖直方向上的振动。

技术研发人员：杜敬涛;赵雨皓;代政
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2018.12.07
技术公布日：2019.04.16