斯特林发动机

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BetaStirlingTG4web.jpg

長型斯特林機剖面圖:

  • 粉紅 – 高溫汽缸壁
  • 深灰– 低溫汽缸壁（透過黃色通道注入和排出冷卻液）
  • 深綠 – 溫度隔離壁
  • 淺綠 – 配气活塞
  • 深藍 – 活塞
  • 淺藍 – 曲柄和齒輪
不在圖上的：熱源和冷源。

斯特林发动机是一种闭循环活塞式热机。闭循环的意思是工作燃气一直保存在气缸内，而开循环则如内燃机和一些蒸汽机需要与大气交换气体。斯特林发动机一般被归为外燃机。

目录

历史[编辑]

伦敦的牧师罗巴特斯特林（RobertStirling）于1816年发明的，

所以命名为“斯特林发动机”（Stirling engine）。

工作原理[编辑]

斯特林发动机通过气体在冷热环境转换时的热胀冷缩做功。发动机内的工作气体处于封闭中，本身不参与任何形式的能量转换，因此可以用惰性气体来作为工质。以简单的双缸斯特林为例，斯特林发动机的工作过程可以分为如下几个阶段[1]：

  1. 右侧气缸受热，右侧活塞上升。
  2. 工作气体进入左侧气缸，左侧活塞上升，右侧活塞下降。
  3. 左侧气缸被冷却，左侧活塞下降。
  4. 工作气体进入右侧气缸，完成一个循环。


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配气活塞斯特林发动机

配气活塞式斯特林发动机的原理，配气活塞斯特林发动机有配气活塞和动力活塞两个活塞。其中配气活塞并不密封，气体可以从其和气缸间的缝隙中自由流动：

  1. 底部气体受热，配气活塞向上运动。
  2. 配气活塞上部气体受到压迫，一部分推动动力活塞运动，一部分从缝隙中进入配气活塞底部受热膨胀继续推动配气活塞。
  3. 动力活塞转动，带动飞轮，飞轮带动配气活塞向下运动。
  4. 配气活塞压迫气体进入上方，气体被冷却收缩，配气活塞上升，完成一个循环。


背景[编辑]

在將熱變成機械功的轉換上，斯特林引擎在真實的熱機中可達最高的熱效率，至多80%，僅受工作氣體和引擎材料的不理想性質限制，例如摩擦、熱傳導性、抗張強度、緩慢、熔點等。

此引擎理論上可用任何足量的熱源運行，包括太陽能、化學能和核能。

與內燃機相比，斯特林引擎往往維修需求較低，更高效、更安靜、而且更可靠。它們傾向被應用於某些特殊用途以發揚其獨特優點。特別是首要目標非減低每單位功率的投資成本(金錢/千瓦)，而是減低引擎產生每單位能量的成本(金錢/度)的時候。

很小的斯特林发动机

在額定功率下，斯特林引擎的投資成本目前比內燃機引擎高，而且通常更大更重，因此這引擎科技很少單獨以此作為競爭基準。然而在一些用途上(例如需要靜音的潛艇[2])，適當的本益分析可令斯特林引擎優於內燃機引擎。

近年來，鑑於能源成本普遍上漲，能源短缺和全球暖化之類的環境問題，斯特林引擎的優點愈來愈顯著。也有人将斯特林发动机运用在了实验车辆上。[3] 對斯特林引擎科技提高興趣促進了斯特林裝置的研發。其應用涵蓋藉由不相容於內燃機的豐富能源抽水、宇基太空航行、發電，像是太陽能、農業廢料還有家庭垃圾。

另一個斯特林引擎的潛力是，若供應機械功，它可以作為一種熱泵。已有實驗利用風能驅動斯特林熱泵作為家用冷暖空調。

相關條目[编辑]

资料来源[编辑]

  1. ^ 斯特林发动机工作原理
  2. ^ 零距离细看日本最强AIP潜艇工艺
  3. ^ 萬能科大光電系周鑑恆教授 成功研發出載人的史特林引擎車

延伸閱讀[编辑]

外部鏈接[编辑]

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