一种新型斯特林发动机的制作方法

本发明涉及一种发动机，尤其涉及斯特林发动机。

背景技术：

众所周知，斯特林发动机是一种外燃发动机，避免了类似内燃机的震爆做功和间歇燃烧过程，具有高效、低噪和低排放的优点，其基本原理涉及的循环过程分如下四个阶段：①定温压缩过程；②定容吸热过程；⑧定温膨胀过程；④定容放热过程，完成一个循环。在理想吸热的条件下，这种循环的热效率，等于温度上下限相同的卡诺循环。目前市场上可售的斯特林发动机较多，激发了学生们的学习兴趣，同时也让学生们真正理解斯特林发动机的原理和工作过程，得到了预想的教学效果。类似的可以参考专利号为zl201220515490.x的中国实用新型专利《低温差斯特林发动机模型》(公告号为cn202795860u)，类似的还可以参考cn203552584u。

然而目前的斯特林发动机普遍结构比较复杂，需要用到多个连杆、凸轮等，由于每个零件之间或多或少存在摩擦力，由于这些阻力的存在，会造成一定的能力损耗，影响斯特拉发动机的平稳运转。

因此，如何对现有的斯特林发动机进行改进，使其克服上述问题是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种结构简单，能量损耗少的新型斯特林发动机。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种新型斯特林发动机，包括相连通的第一气缸和第二气缸，设置在所述第一气缸内的配气活塞，设置在所述第二气缸内的动力活塞，以及飞轮；其特征在于：所述配气活塞转动连接于所述第一气缸内，所述配气活塞转动时交替经过所述第一气缸的吸热面和散热面，完成配气过程，所述配气活塞和所述动力活塞之间连接有曲柄和连杆，所述曲柄固定于所述配气活塞上，跟随所述配气活塞同步转动，所述连杆两端分别铰接于所述动力活塞和所述曲柄上，所述飞轮固定于所述配气活塞上，并跟随所述配气活塞同步转动。

作为优选，所述第一气缸为圆饼形腔体，所述配气活塞为略小于所述第一气缸的半圆饼形结构，所述配气活塞和所述第一气缸同心设置。该结构的第一气缸和配气活塞配气效率高，运行平稳。

作为改进，所述第一气缸包括上缸体和下缸体，所述上缸体为吸热面或散热面，对应的所述下缸体为散热面或吸热面，所述上缸体和所述下缸体之间设置有隔热垫。上第一气缸的上下两侧具有更加明显的温度差，有利于斯特林发动机的平稳高速运转。

进一步改进，所述配气活塞的另一侧设置有配重块。进一步提高斯特林发动机运行的平稳性。

作为优选，所述第一气缸和所述第二气缸之间通过导气管连通。这是一种简单有效的连通方式。

作为改进，所述配气活塞上固定有转轴，所述第一气缸两侧设置有密封轴套，所述转轴转动连接于所述密封轴套上，且所述转轴延伸出所述第一气缸，分别固定连接所述曲柄和所述飞轮。增加第一气缸的密封性，提高斯特林发动机的转动效率。

作为一种合理设置，所述新型斯特林发动机还包括底座，所述底座用于安装所述配气活塞和所述动力活塞。这是一种合理的支撑设置，使结构更加稳定可靠。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本方案中通过配气活塞转动来使工质(空气)在第一气缸内上下运动，来形成斯特林循环。本方案与一般斯特林发动机相比，结构简单，且只需一根连杆，而且配气活塞直接与飞轮相连，相比于配气活塞通过磁性或者其他连杆与飞轮相连的斯特林发动机，此方案结构更加简单，能量损耗更少。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的立体结构示意图；

图2是根据本发明的一个优选实施例的分解状态示意图；

图3是根据本发明的一个优选实施例第一运动状态的立体结构示意图；

图4是根据本发明的一个优选实施例第二运动状态的立体结构示意图；

图5是根据本发明的一个优选实施例第三运动状态的立体结构示意图；

图6是根据本发明的一个优选实施例第四运动状态的立体结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1～2所示，本发明的一个实施例主要包括相连通的第一气缸1和第二气缸2，设置在第一气缸1内的配气活塞3，设置在第二气缸2内的动力活塞4，以及飞轮5。关键之处在于，配气活塞3转动连接于第一气缸1内，配气活塞3转动时交替经过第一气缸1的吸热面和散热面，完成配气过程，配气活塞3和动力活塞4之间连接有曲柄6和连杆7，曲柄6固定于配气活塞3上，跟随配气活塞3同步转动，连杆7两端分别铰接于动力活塞4和曲柄6上，飞轮5固定于配气活塞3上，并跟随配气活塞3同步转动。

作为更加完善的设置，本实施例中第一气缸1为圆饼形腔体，配气活塞为略小于第一气缸1的半圆饼形结构，配气活塞3和第一气缸1同心设置。第一气缸1包括上缸体11和下缸体12，上缸体11为吸热面，对应的下缸体12为散热面，上缸体11和下缸体12之间设置有隔热垫13。配气活塞3的另一侧设置有配重块8。第一气缸1和第二气缸2之间通过导气管9连通。配气活塞3上固定有转轴31，第一气缸1两侧设置有密封轴套32，转轴31转动连接于密封轴套32上，且转轴31延伸出第一气缸1，分别固定连接曲柄6和飞轮5。另外本实施例还包括底座10，底座10用于安装配气活塞3和动力活塞4。

如图3所示，为热空气做功状态，动力活塞4处于中间位置，配气活塞3处于第一气缸1上端，第一气缸1内空气处于下端，第一气缸1下部受热，由于第一气缸1内空气集中于下端，因此空气受热膨胀，第一气缸内内气压变大，由于第二气缸2与第一气缸1连同且形成一个密闭的空间，因此动力活塞4向上运动，在连杆7的作用下带动曲柄6、配气活塞3及飞轮5转动，使配气活塞3逆时针转动。

如图4所示，为中间状态，动力活塞4处于上止点，配气活塞3处于第一气缸1左侧，第一气缸1内空气一半在上，一半在下，此时飞轮5由于惯性继续运动，由于第一气缸1内空气分布均匀下部被加热，上部被冷却，因此空气体积基本不变，动力活塞4由于飞轮5的惯性运动而开始向下运动，配气活塞3也继续逆时针转动。

如图5所示，为冷空气做功状态，动力活塞4处于中间位置，配气活塞3处于第一气缸1下端，第一气缸1内空气处于上端，此时第一气缸1上部较冷，由于第一气缸1内空气集中于上端，因此空气被冷却，体积变小，第一气缸1内气压变小，使得动力活塞4向下运动，在连杆7的作用下带动曲柄6、配气活塞3及飞轮5转动，使配气活塞3继续逆时针转动。

如图6所示，动力活塞4处于下止点，配气活塞处于第一气缸1右侧，第一气缸1内空气一半在上，一半在下，此时飞轮5由于惯性继续运动，由于第一气缸1内空气分布均匀下部被加热，上部被冷却，因此空气体积基本不变，动力活塞4由于飞轮5的惯性运动而开始向下运动，配气活塞3也继续逆时针转动。

通过图3～6所示的状态示意图，完成斯特林发动机的整个运动过程。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。