斯特林引擎小車制作a

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1、斯特林引擎小車創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽2一、意義培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)制作能力，樹立創(chuàng)新設(shè)計(jì)思想掌握Stirling引擎的工作原理，觸發(fā)應(yīng)用靈感3二、目的通過學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)與制作斯特林引擎模型，了解斯特林引擎的基本構(gòu)成、工作原理和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)力的過程，將所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)和能量轉(zhuǎn)換、機(jī)械制圖方面的知識(shí)綜合運(yùn)用到斯特林引擎模型制作中去，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，提高綜合素質(zhì)，同時(shí)增加節(jié)能環(huán)保意識(shí)。4課程內(nèi)容斯特林引擎概念斯特林引擎工作原理斯特林引擎基本形式斯特林引擎設(shè)計(jì)斯特林引擎各類模型拓展斯特林引擎歷史和現(xiàn)在5三、斯特林引擎

2、歷史斯特林引擎（Stirlingengine），是一種外燃機(jī)，它是英國牧師羅伯特·斯特林在1861年發(fā)明的熱氣引擎。6三、斯特林引擎歷史1807年GeorgeCayley創(chuàng)造了第一臺(tái)能實(shí)際工作的開式循環(huán)熱氣機(jī)1816年RobertStirling發(fā)明了閉式循環(huán)熱氣機(jī)1851年JohnEricssion制成了44.4kW的外燃式開式循環(huán)熱氣機(jī)1853年制造了缸徑4.26m的超大型熱氣機(jī)，總功率220kW，效率13%，裝在2000T的明輪船上1916年最后一臺(tái)老式熱氣機(jī)出廠7四、斯特林引擎的現(xiàn)在斯特林引擎在太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域“如

3、日中天”自從RobertStirling于18世紀(jì)初發(fā)明斯特林循環(huán)以來，斯特林引擎的發(fā)展遠(yuǎn)不及內(nèi)燃機(jī)等熱機(jī)，但是，現(xiàn)在斯特林引擎在太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域又“如日中天”（華爾街日?qǐng)?bào)語）。8910五、斯特林引擎的概念斯特林引擎是一種外燃（或外部加熱）式閉式循環(huán)活塞式引擎，也稱為熱氣機(jī)，其熱力循環(huán)為斯特林循環(huán)。各種燃料燃燒裝置、太陽能、原子能、蓄熱裝置以及化學(xué)反應(yīng)生成熱裝置等均可以成為其外部加熱熱源。理論斯特林循環(huán)的循環(huán)熱效率為卡諾效率，即是在一定的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的熱機(jī)的最高效率。斯特林引擎循環(huán)系統(tǒng)中工質(zhì)壓力變化平緩，循環(huán)

4、壓力比通常小于2，且沒有充量更換，因而運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)安靜。11斯特林循環(huán)TheStirlingcycle斯特林循環(huán)兩個(gè)等溫過程兩個(gè)等容過程卡諾循環(huán)兩個(gè)等溫過程兩個(gè)絕熱過程TheStirlingcycle12外燃機(jī)是一種外燃的閉式循環(huán)往復(fù)活塞式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，有別于依靠燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒獲得動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)。新型外燃機(jī)使用氫氣作為工質(zhì)，在四個(gè)封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜幔蛎涀龉?。燃料在氣缸外的燃燒室?nèi)連續(xù)燃燒，通過加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不

5、更換。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是一種外燃機(jī)13外燃機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)由于外燃機(jī)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的震爆做功問題，從而實(shí)現(xiàn)了高效率、低噪音、低污染和低運(yùn)行成本。外燃機(jī)可以燃燒各種可燃?xì)怏w，如：天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等，也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料，還可以燃燒木材，以及利用太陽能等。只要熱腔達(dá)到700℃，設(shè)備即可做功運(yùn)行，環(huán)境溫度越低，發(fā)電效率越高。外燃機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是出力和效率不受海拔高度影響，非常適合于高海拔地區(qū)使用。但是，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)還有許多問題要解決，例如膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高，熱量損失是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的2

6、-3倍等。所以，還不能成為大批量使用的發(fā)動(dòng)機(jī)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)目前有報(bào)道，已經(jīng)開始研究在計(jì)算機(jī)主板的散熱風(fēng)扇上使用，通過北橋芯片的發(fā)熱來帶動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，以此來給硬件降溫。1415已研發(fā)改良的的外燃機(jī)改良的單缸斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)示意http://202.108.15.245/boardfile/mil/20066/20060209083142.gif已設(shè)計(jì)制造的熱氣機(jī)有多種結(jié)構(gòu)，可利用各種能源，已在航天、陸上、水上和水下等各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。試驗(yàn)熱氣機(jī)的功率傳遞機(jī)構(gòu)分為曲柄連桿傳動(dòng)、菱形傳動(dòng)、斜盤或擺盤傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和自由活塞傳動(dòng)等。

7、美國STM公司的民用25KW外燃機(jī)按缸內(nèi)循環(huán)的組成形式分，熱氣機(jī)主要有配氣活塞式和雙作用式兩類。配氣活塞式熱氣機(jī)，在一個(gè)氣缸內(nèi)有兩個(gè)活塞作規(guī)律的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，冷腔與熱腔之間用冷卻器、回?zé)崞骱图訜崞鬟B接，配氣活塞推動(dòng)工質(zhì)在冷熱腔之間往返流動(dòng)；雙作用式熱氣機(jī)，每個(gè)氣缸內(nèi)只有一個(gè)活塞，兼起配氣活塞和動(dòng)力活塞的作用。各缸的上部為熱腔，下部為冷腔。各熱腔經(jīng)加熱器、回?zé)崞骱屠鋮s器與鄰缸的下部冷腔連接，組成一個(gè)動(dòng)力單元。日本親潮級(jí)潛艇使用的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖熱力循環(huán)可以分為定溫壓縮過程、定容回?zé)徇^程、定溫膨脹過程、定容儲(chǔ)熱過程四個(gè)過程。兩缸

8、外燃機(jī)工作原理http://202.108.15.245/boardfile/mil/20066/20060209085020.gif16熱氣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與內(nèi)燃機(jī)比較熱氣機(jī)所具備的優(yōu)點(diǎn)：適用于各種能源，無論是液態(tài)的、氣態(tài)的或固態(tài)的燃料，當(dāng)采用載熱系統(tǒng)(如熱管)間接加熱時(shí)，幾乎可以使用任何高溫?zé)嵩?太陽能放射