diy自制斯特林引擎發(fā)電機

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1、自制斯特林引擎發(fā)電機在偏遠地區(qū)，收聽廣播可能是唯一的娛樂，也是與文明世界溝通的管道，但偏遠地區(qū)常無電力供應(yīng)，甚至連電池都難以取得。雖收音機本身輕巧耐用，因缺乏適當?shù)碾娏?，收聽廣播變得十分麻煩，于是有人就想到利用發(fā)條經(jīng)變速齒輪驅(qū)動微型發(fā)電機，提供收音機所需微不足道的電力。斯特林引擎在某些場合也具有類似的功能，盡管至今為止小型輕巧的斯特林引擎之輸出功率，仍無法與尺寸相仿的內(nèi)燃機匹敵（極其微小的斯特林引擎與同尺寸內(nèi)燃機之比較，又另當別論），就收音機或小型照明設(shè)備而言，斯特林引擎之輸出功率卻恰到好處，并且具有燃料多元化、安靜、污染少、構(gòu)造

2、簡單耐用、保養(yǎng)方便等優(yōu)點。玻璃制的透明斯特林引擎作為教具，固然可以寓教于樂，令學(xué)生印象深刻，但如果能進一步利用斯特林引擎作為動力，制作相關(guān)的動力機械，例如，裝配一輛汽車模型（注一），或驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，并以此電力驅(qū)動小功率電器，除了完整介紹引擎之原理、構(gòu)造和用途，更能演示熱學(xué)原理、能量守恒原理、發(fā)電機負載原理，使斯特林引擎教具不但在高中、大學(xué)之物理學(xué)教學(xué)有用，也能應(yīng)用在技職課程之教學(xué)和科普教育。本文介紹這一部雙缸水平并臥透明試管引擎發(fā)電設(shè)備，由兩具特別設(shè)計的斯特林引擎（注二）組合而成，其內(nèi)部構(gòu)造和運轉(zhuǎn)情形一目了然。盡管乍見其外觀（圖

3、一），構(gòu)造似乎有些復(fù)雜，裝配過程好像頗棘手，但其獨特的設(shè)計已降低了精度的要求，不難成功自制，正適合有興趣的讀者大顯身手。圖一：試管引擎的實物照片，攝于2004年4月14日。一、自制這款引擎所需的材料：1.外徑1.85cm、內(nèi)徑1.7cm的試管二個，外徑1.63cm，內(nèi)徑1.45cm的試管二個（化學(xué)實驗室或玻璃儀器行一定有，價格各約二、三十元臺幣）；2.粗約0.4mm（0.016號）的吉他鋼弦（樂器行有售，35元一條）；3.長約16cm，橫截面2×3mm2的鋁桿二支；4.玻璃毛細管（外徑5.8mm，內(nèi)徑0.45mm，學(xué)校實驗室找得到

4、）；5.直徑1.5mm，長10cm的鋼棒兩根（就是尚未攻牙的鉆頭，鉆頭工廠有賣）；6.內(nèi)徑1.3cm，長約7cm的玻璃管二個；7.內(nèi)徑8mm的玻璃管；8.內(nèi)徑2.2mm，長約20cm的橡皮管；9.內(nèi)徑15mm，長約20cm的鋁棒一根；10.直徑20mm，長約20cm的PE棒（以上五項，臺北市太原路都找得到）；11.白楊木條若干（五金行有售）。二、自制附屬發(fā)電機所需的材料：1.直徑0.3mm的漆包線80m；2.直徑3cm，厚6mm的銣鐵硼稀土磁鐵（俗稱強力磁鐵）兩塊。3.雙面膠。三、所需的工具：小型車床和鉆床、鉆石輪鋸（五金工具行有

5、售，售價僅臺幣數(shù)百元）；美工刀、砂紙；AB膠、熱熔膠等。________________________________________四、純手工裝配的制程：圖一為本車的全貌，雙缸水平并臥，以95度藥用酒精為燃料。利用具有彈性的吉他琴鋼弦，經(jīng)內(nèi)徑很細（約0.4mm）的玻璃毛細管伸入試管制成的溫差氣室中，牽移其中以較小試管制成的移氣胴體，借著空氣的黏滯性達到很好的氣密效果。汽缸為內(nèi)徑1.3cm，長7cm的玻璃管，活塞以鋁棒車制；吉他鋼弦連接白楊木制移氣連桿的部位，又受一內(nèi)徑8mm的玻璃管局限，俾能確保高轉(zhuǎn)速時引擎之正常運轉(zhuǎn)。裝配時，

6、車體大致可分為五大部分：（一）鋁制活塞和玻璃管構(gòu)成的汽缸；（二）套合大小兩試管構(gòu)成的溫差氣室；（三）曲軸和軸承組件；（四）發(fā)電機；（五）發(fā)光二極管負載。首先，用白楊木制成H型支架，支架上方有兩PE棒車成的軸承，兩塊直徑3cm，厚6mm的銣鐵硼稀土磁鐵，夾在直徑1.5mm，長10cm的鋼棒中段，此稀土磁鐵兼有發(fā)電機轉(zhuǎn)子和飛輪的功能，鋼棒作為轉(zhuǎn)軸置于軸承中，轉(zhuǎn)軸兩端分別裝上由白楊木制成的曲柄，兩曲柄的相對角度可以隨意，把另一根直徑1.5mm的鋼棒鋸成兩截，各長2.5cm，作為曲軸，曲軸裝在曲柄上。整個H型支架安裝在木板底座上（圖二）。

7、??圖二：白楊木制成H型支架，支架上方有兩PE棒車成的軸承，轉(zhuǎn)軸兩端分別裝有白楊木制成的曲柄和鋼棒曲軸。選用兩支內(nèi)徑1.3cm，長約7.0cm的玻璃圓管，作為汽缸。再將直徑約1.5cm的鋁棒，車成恰可在汽缸中滑動的活塞，活塞長2.5至4.0cm。用鉆頭將此活塞中心掏出一個直徑約0.9cm的圓穴，使此活塞成為圓柱形杯狀物（圖三）。??圖三：鋁制活塞、玻璃汽缸和鋁制動力連桿的特寫鏡頭，活塞和動力連桿以習(xí)用方式連接。在圓穴中塞入一支PE制成的小圓管，此小圓管橫向穿有一小截直徑1.0mm的鋼棒，作為活塞插銷，將其穿過鋁制動力連桿一端的小孔

8、。動力連桿長約8cm，橫截面2×3mm2，被充分鏤空，一方面保留其強度和剛性，另一方面減輕其重量，動力連桿另一端的小孔套在曲軸上。兩個汽缸下方都以適當大小的PE棒制成的杯狀物塞住，此PE杯狀物杯口朝向汽缸，側(cè)面鉆一小孔恰容內(nèi)徑2.2mm的橡皮管塞入