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文档简介

就地取材制作斯特林发动机工具和材料1.1材料O移气器气缸,其中一个是有锥形底的契形罐,组装在一起O两个空的不锈钢汤罐,至少一个拥有锥形底O移气器O可以刚好被移气缸无摩擦纳住的铝制饮料罐。O两个薄的金属碟片(例如食物罐的盖子)O动力活塞缸O铜管或者青铜管,尽量圆,约40-50mm长O动力活塞O飞轮O具有较低摩擦系数的球轴承OCD片,或者其他类似的圆片,制备轮圈O硬币(配重)O横梁O金属片或者木头(12”厚),要保证足够厚,有一定刚度O引擎支架O支撑小木头(1”X1/2”也可以稍大),至少24”(600mm)长O一块木头作为支承座,至少12"长4”宽(300x100mm)其他O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)O衣架铁丝O两个接线端子OJB环氧胶O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设计Y型斯特林引擎(伪爱因斯坦说:Y型斯特林引擎一一具有两个独立气缸,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DarrylBoyd’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”X1/2”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。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。elecfanscom电8寂爆宣elecfan^com世&甄俊友活塞尺寸是直径20mmX20mm的实体圆柱。在圆柱的一端打了一个1/8”的小孔,一小段不锈钢条制作曲柄,热焊在孔中,同时一段青铜管胶结在不锈钢曲柄上。用钳子将铜管末端压扁,钻个2.5mm小孔,用来连接用衣架铁丝制备的曲轴。在发动机术语中,它叫做“连杆小头轴承”。飞轮

飞轮是盒式录像机上的某个零件。由于它和轴承可以完美的配合,同时其洁白无暇的胴体(好吧,我邪恶了),让我对其爱不释手。轴承中心又孔刚好与我手头的青铜管的尺寸绝对配合,这绝不是一个巧合!因此它就充当飞轮的角色啦。

开始,我尝试将一小段青铜管粘接在录像带盘的表面上,以充当凸轮轴。但是胶水连接金属表面的表现实在让人不敢恭维,总是粘接失效。因此我不得不在轮盘上钻个小孔(给力的钻机),然后使用衣架上的铁丝穿在中间来制做凸轮轴。取一块松木作为飞轮的支撑块,然后在松木一端钻一个小孔,用一小段青铜管将木头和飞轮固定起来,把飞轮套在这个管子上。移气器

移气器是用一个铝制啤酒罐做的。找一个比啤酒罐直径略微偏大的盖子,用热熔胶将盖子胶结在铝制啤酒罐上,使移气器成为是一个平整的空心圆柱。但是用热熔胶密封会使移气器密闭,为防止加热加压导致密闭的移气器爆炸,继而导致斯特林引擎失效,在移气器顶部,我们用小针扎上几个“出气孔”。在正面顶部的中央,用钻头钻一个小孔,然后把用不锈钢丝制备成的连杆粘接到孔中。我手头上的不锈钢连杆,与青铜动力活塞配合的很好,保证较小摩擦力的同时,气密性也不差。我手头上的不锈钢连杆,与这个小孔配合的很好,保证较小摩擦力的同时,气密性也不差。移气器的长度是非常重要的一一理论上,它应该占据移气缸内2/3的空间。在此之前也还要计算一下曲柄行程(我的曲柄前进行程约为20mm),然后用气缸尺寸(90mm)减去该行程,得到移气器最大的尺寸为70mm。实际上,在制备气缸的过程中,我们才将曲柄粘接到移气器上,否则要是移气器与气缸配合不好将很难修改。同样,也不需要尺寸都量取精确,这都是为后来修改提供便利。胶合曲柄,我使用JB环氧胶。但是温度稍高时,这种快干胶就好像有发软的迹象。移气缸elecfan^com电3豪挽乱

移气器气缸制作:用开罐器把一个不锈钢罐的底面全部剪掉。拿起另外一个同样规格的不锈钢罐,从同样的底部网上剪掉2英尺,将边缘整理成楔形。这样楔形的设计比较灵活。他能够与配合的第一个不锈钢罐形成良好的密闭条件。同时,在加入移气器和动力活塞时也能够顺利取下。

在移气器顶部的中央钻孔,用JB胶水将铜管与移气器粘接起来,形成密闭空间。在不锈钢罐侧壁部分掏个洞,尺寸与动力活塞的直径相差无几,这时就要用到打磨工具和各种套件。最后把将动力活塞粘接好。

elj&dansxom&3度俊金组装时需要把各个曲轴连接起来。在移气器上面的连杆部分也需要加一小段青铜管,整平,像制作动力活塞连杆一样制作一个移气器连杆。连杆最终和曲轴连接起来。活塞外面的外套(用来接触冷却水,降低顶部温度用)是用金枪鱼罐头做的。但是这个用起来其实比简单的空气散热效率还要低,并且有渗水现象。最后,这个外套还是取消了。曲柄制作衣架钢丝和横梁钻孑阍合彳明看仔细哈,这个地方可以使飞轮和曲铀实现不断的运动交替elecfdnscom迎谷重疑友曲柄连杆是用衣架铁丝制作的。在上部的连接头,只需要将衣架铁丝折弯成90度角,然后看仔细哈,这个地方可以使飞轮和曲铀实现不断的运动交替elecfdnscom迎谷重疑友连接各个连杆时,其形状和尺寸都是比较随意的,但是要保证相互连接时尽量保持垂直。其中一颗连接螺栓整体被掏空,在侧面还攻丝一个小螺纹,另外一颗螺栓用来夹紧连接器中连杆的末端。这个想法参照路人丙。为了在折弯过程中很好的控制有效长度,连杆中间部分都采用了“2”型折弯。装配配件

在装配之前,先在稿纸上画个草图,计算引擎各个零件所占的空间。这样可以避免装配之后发现各个零件有干涉或者互相影响,导致引擎不能正常工作。在裁剪和粘接之前,按照装配图先量量,观察哪些地方需要修改。底座用废弃的甲板木制做,横梁使用长度250mm,材料为金属铝条,铝条中央钻孔用来和支撑轴连接,两端分别钻取孔径略小的孔,用来和曲轴连接。用松木做三个木条,较长的用来支撑铝条横梁,两根较短的用来支撑气缸和飞轮盘,用螺钉紧固在底座上。尽管在着手装配之前就计算了各个尺寸,并在木条和横梁上划了线。我的钻孔无能加上我的“醉汉”便宜钻床搞的最后甚至不能在木条上完整的钻一个笔直通孔。总之,在经历各种错误各种调试后,终于将各个零件各安其位,各做其事。根据效果修修补补

引擎第一次顺利运行成功,但随后也出现了几个问题。首先,飞轮盘的位置不大合适,这会导致气动活塞曲轴不水平,活塞和气缸会产生强烈的摩擦。另外,飞轮盘自重还是太轻,转动惯量太小,我在飞轮上增加了CD盘片(用以加大半径),还增加了两个硬币(增加飞轮重量)。其次,引擎工作过程中,横梁和飞轮盘稍微有点晃动,这个倒是加入几个垫片就可以解决。经历

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