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[ 科学 ] 用罐头盒DIY斯特林发动机

2011-6-20 19:41| 发布者: stl | 查看: 119807

  只需两个罐头盒子,一个热源,加上手边随便能找的的材料搭成的曲柄和支架,一个的理想的热力循环系统,用罐头盒DIY的斯特林发动机就建成了!有了这个高效率、低噪音动力系统作为支持,想实现什么实际功能,就只取决于你的需求咯!

  制作时间:两小时

  制作难度:★★★☆☆

  GEEK指数:★★★☆☆


  作为一个热爱DIY的爱好者,我习惯处理自己DIY剩下的废料。现在,我将使用废弃不用的破铜烂铁制备一个小功率引擎。自从我2003年认识了斯特林引擎,一直在我脑海挥之不去,取材简单,原理也不难,做出来的东西又运转良好,这是DIY的境界之一吧。恰巧某工作室刚好可以给我加工器件的良机,为检验自己DIY水平是否退步,我花上一个周末的时间,从废弃物中取材,超强动力制备动力超强的引擎工作开始了!


  如果对斯特林引擎原理部分有疑难部分,请 维基百科 。

  

用罐头盒DIY斯特林发动机

  1 工具和材料


  1.1 材料


  ○ 移气器气缸,其中一个是有锥形底的契形罐,组装在一起

  ○ 两个空的不锈钢汤罐,至少一个拥有锥形底

  ○ 移气器

  ○ 可以刚好被移气缸无摩擦纳住的铝制饮料罐。

  ○ 两个薄的金属碟片(例如食物罐的盖子)

  ○ 动力活塞缸

  ○ 铜管或者青铜管,尽量圆,约40-50mm长

  ○ 动力活塞

  ○ 飞轮

  ○ 具有较低摩擦系数的球轴承

  ○ CD片,或者其他类似的圆片,制备轮圈

  ○ 硬币(配重)

  ○ 横梁

  ○ 金属片或者木头(12”厚),要保证足够厚,有一定刚度

  ○ 引擎支架

  ○ 支撑小木头(1”×1/2”也可以稍大),至少24”(600mm)长

  ○ 一块木头作为支承座,至少12"长4"宽(300 x 100mm)


  其他

  ○ 青铜管(内径1/8”)、不锈钢丝(直径1/8”)-每个约12”长(上述值并不需要非常精确,只需要不锈钢丝可以在管内可以紧贴滑行)

  ○ 衣架 铁丝

  ○ 两个接线端子

  ○ JB环氧胶

  ○ 快干环氧胶(例如Araldite)


  1.2 工具

  必要工具

  ● 钢锯

  ● 电钻

  ● 木工锯

  特别工具

  ● 可以打磨去料的抛光工具


  2 设计

  

用罐头盒DIY斯特林发动机

  γ型斯特林引擎(伪爱因斯坦说:γ型斯特林引擎——具有两个独立气缸,其中一缸中配备动力活塞,一缸配备移气器)的“核心”乃是一个大的移气缸纳住一个移气器(也可以称作转换器,是斯特林引擎的核心装备),该移气缸与另一个动力缸连通,动力活塞缸同时还纳住一个动力活塞,动力活塞通过一系列传动装置,反过来再为移气器提供动力。在曲柄设计中,我采用了Darryl Boyd’s设计,加入了一个“平衡木”的系统。利用该平衡木可以实现动力活塞和移气器的动力转换。不是多新奇或者多巧妙,仅仅是因为……我手上就那点材料,而且看起来效果也可圈可点。


  踏破铁鞋,蓦然发现,铝制易拉罐可以与不锈钢的汤罐配合的很好。因此移气缸我决定选用不锈钢汤罐,而移气器则使用铝制的饮料罐,至于理由嘛,便宜(重点)、轻便、易安装。不锈钢汤罐成为了整个引擎稳固的躯体,同时我可以将底部设计成可拆卸的以维持平衡。


  关于剩下的部分,废弃的底板用来制作底座,一个1”×1/2”的松木制备整个引擎装置的支撑体,一片3/4”的铝条用作平衡杆。总结起来,整个引擎就是一个零件的凌乱集合体。如果你是笔耕不辍,并且热衷废弃物品的DIY者,你懂的。


  3 动力活塞


  动力活塞和动力活塞缸的制作可以有好几种方法。一种简便方案就是到网上买石墨活塞和玻璃缸,可以保证良好的质量。另外,你还可以参照 路人甲的方法 ,就是在空心圆柱端部套上橡胶膜。这可能是最简单的一种方法,但是他限制了行程,同时也会有摩擦过大的问题。


  也可以用JB环氧胶水和空心圆管制备动力活塞,很简单,就是用保鲜膜将空心圆管封装起来,具体参看 路人乙的方法 。声明,虽然我看过他们的制作,但是我不会这么做的,我已经拥有了加工好的活塞/气缸组合。不过他们的方法还是颇为流行的。

  

用罐头盒DIY斯特林发动机

  

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