一種史特林引擎驅動裝置的製作方法

2023-12-09 23:10:41

本實用新型涉及引擎驅動領域，特別是一種史特林引擎驅動裝置。

背景技術：

史特林引擎於1816年由蘇格蘭牧師史特林發明。史特林引擎是將熱能轉換成動能的熱機，史特林引擎的原理和汽車中的內燃機引擎不同。所謂內燃機是指燃料在引擎內部燃燒產生動力，而史特林引擎卻是一部外燃機，也就是熱源在引擎的外部。只要高溫熱源溫度足夠高，無論是使用太陽能、廢熱、核原料、牛糞、丙烷、天然氣、沼氣、丁烷與石油在內的任何燃料皆可使其運轉，因此史特林引擎在環保方面具有重要的應用價值。根據熱力學第一定律，史特林引擎通過氣缸內氣體溫度和壓力的變化將外界熱能轉化為機械能。

史特林引擎工業生活中應用較少的原因之一在於其應用過程中存在結構、傳動系統複雜等方面的問題，目前史特林引擎在教學中作為教具得到廣泛應用，如何將史特林引擎簡化設計、提高功效成為一個重要的課題。目前史特林引擎在臺灣科技教學啟蒙中得到廣泛推廣應用，周鑑恆在這方面做了大量工作，其設計的史特林引擎驅動車雖然可以較好的說明史特林引擎工作原理，但是依然存在驅動效率不高和車架結構較為複雜的問題。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在於克服現有技術中的上述缺陷，提出一種簡化車架和傳動結構的史特林引擎驅動裝置。

本實用新型採用如下技術方案：

一種史特林引擎驅動裝置，用於驅動車架上的兩驅動輪同步轉動，其特徵在於：包括加熱裝置、加熱氣缸、受熱氣缸、冷卻氣缸、第一活塞杆和第二活塞杆；該加熱裝置固定於車架上且其加熱端朝向該加熱氣缸設置；該加熱氣缸、受熱氣缸和冷卻氣缸均固定於該車架上，該加熱氣缸內填充有酒精，該且該車架上設有連通加熱氣缸和受熱氣缸的第一通道，及連通加熱氣缸和冷卻氣缸的第二通道；該第一活塞杆一端設有與受熱氣缸內部密封滑動配合的活塞頭，另一端與一驅動輪轉動連接；該第二活塞杆一端設有與該冷卻氣缸內壁密封滑動配合的活塞頭，另一端與另一驅動輪轉動連接。

優選的，所述加熱裝置還包括燃氣罐和導氣管，該燃氣罐固定於車架上，該導氣管連接於該燃氣罐和所述加熱端之間。

優選的，所述加熱裝置還包括支撐架，所述加熱端通過該支撐架固定於所述車架上。

優選的，還包括冷卻板，該冷卻板固定於所述加熱氣缸與所述車架之間並設有連通第一通道和第二通道的開口。

優選的，還包括通道墊，該通道墊固定於所述車架上並設有連通第一通道和第二通道的通孔。

優選的，所述通孔包括與所述第一通道連通圓孔部及與所述第二通道連通的狹長部。

優選的，所述加熱氣缸、所述受熱氣缸和所述冷卻氣缸的內徑相同。

優選的，所述活塞頭與所述受熱氣缸內壁或所述冷卻氣缸內壁的間隙為0.01mm。

優選的，杆、後杆、連接杆、兩驅動輪、兩前導向輪和兩後導向輪；該連接杆連接於前杆和後杆之間，該兩前導向輪安裝於前杆兩端，該兩後導向輪安裝於後杆兩端，該兩驅動輪安裝於連接杆上且靠近後導向輪位置；所述加熱氣缸固定於前杆上，所述受熱氣缸和冷卻氣缸固定於連接杆上。

由上述對本實用新型的描述可知，與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

1、本實用新型的裝置，其在加熱氣缸內填充有高揮發性酒精，有助於提高引擎驅動效率；

2、本實用新型的裝置噪音小，引擎運轉時無高速氣流或爆炸，各個氣缸內的氣體平穩循環；

3、採用燃氣加熱，環保、汙染少，燃料釋放量可以進行控制，燃燒後汙染物微乎其微，十幾度溫差下即可行駛；

4、燃料可以多元化，只要可以給加熱氣缸供熱，皆可使引擎運轉；

5、整體結構設計簡單靈活，整部小車車架部分和引擎部分簡易明了。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構俯視圖；

圖2為本實用新型的整體結構側視圖；

圖3為本實用新型通道墊的示意圖；

其中：10、車架，11、前杆，12、後杆，13、連接杆，14、驅動輪，15、前導向輪，16、後導向輪，20、加熱裝置，21、燃氣罐，22、導氣管，23、加熱端，24、支撐架，30、加熱氣缸，40、受熱氣缸，41、第一活塞杆，41a、活塞頭，50、冷卻氣缸，51、第二活塞杆，60、冷卻板，70、通道墊，71、圓孔部，72、狹長部。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本實用新型作進一步的描述。

參照圖1，一種史特林引擎驅動裝置，用於驅動車架10上的兩驅動輪14以一定相位差轉動。該車架10包括前杆11、後杆12、連接杆13、兩驅動輪14、兩前導向輪15和兩後導向輪16。該連接杆13連接於前杆11和後杆12之間，該兩前導向輪15安裝於前杆11兩端，該兩後導向輪16安裝於後杆12兩端，該兩驅動輪14通過轉軸安裝於連接杆13上。

該驅動裝置包括加熱裝置20、加熱氣缸30、受熱氣缸40、冷卻氣缸50、第一活塞杆41和第二活塞杆51。該加熱裝置包括燃氣罐21、導氣管22、加熱端23和支撐架24，該加熱端23通過該支撐架24固定於前杆11上並朝向加熱氣缸30設置，該燃氣罐21固定於車架10的連接杆13上，該導氣管22連接於該燃氣罐21和加熱端23之間，該導氣管22的內徑為1mm。該加熱氣缸30固定於前杆11外側上且其內填充有酒精，該受熱氣缸40和冷卻氣缸50均固定於連接杆13上且緊貼前杆11內側，加熱氣缸30、受熱氣缸40和冷卻氣缸50的內徑尺寸相同。該車架10的前杆11上固定有通道墊70，該前杆11上設有連通加熱氣缸30和受熱氣缸40的第一通道，及連通加熱氣缸30和冷卻氣缸50的第二通道，該通道墊70上設有通孔，該通孔包括與第一通道連通的圓孔部71及與第二通道連通的狹長部72，該圓孔部71與狹長部72相接。

該第一活塞杆41一端設有與受熱氣缸40內部密封滑動配合的活塞頭41a，另一端與一驅動輪14轉動連接。該第二活塞杆51一端設有與該冷卻氣缸50內壁密封滑動配合的活塞頭41a，另一端與另一驅動輪14轉動連接。在驅動輪14上開設與其轉軸平行的螺紋孔，通過螺釘實現驅動輪14與連接杆13的可轉動連接。兩活塞頭41a分別與受熱氣缸40內壁和冷卻氣缸50內壁的間隙為0.01mm，既能確保氣密性又能保證活塞運動的流暢性。

進一步的，本實用新型還包括冷卻板60，該冷卻板60固定於加熱氣缸30與前杆11上的通道墊70之間並設有連通通道墊70的通孔的開口。

本實用新型工作原理如下：

燃氣罐21中的燃氣經由導氣管22到達加熱端23，加熱端23通過點燃燃氣對加熱氣缸30進行加熱，加熱氣缸30內的酒精揮發膨脹，大部分氣體瞬間經通道墊70的圓孔部71到達受熱氣缸40，很小部分進入冷卻氣缸50；受熱氣缸40內的酒精氣溫度和氣壓均升高，推動受熱氣缸40內的第一活塞杆41向後運動，帶動驅動輪14轉動180°。在慣性作用下，驅動輪14繼續轉動，受熱氣缸40內的第一活塞杆41向前運動，由於加熱氣缸30和受熱氣缸40內部氣體都處於高壓高溫狀態，則被壓縮氣體經狹長部72和第二通道進入冷卻氣缸50，酒精氣體冷卻為蒸汽，同時推動冷卻氣缸50內的第二活塞杆51向後運動，帶動驅動輪14轉動180°。在慣性作用下，驅動輪14繼續轉動，冷卻氣缸50內的第二活塞杆51向前運動，運動過程中，兩驅動輪14保持90°的相位差，如此循環往復，驅動車架10行駛。在車架10行駛過程中，前導向輪15為從動輪，後導向輪16在導向的同時保護車架10。

上述僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的設計構思並不局限於此，凡利用此構思對本實用新型進行非實質性的改動，均應屬於侵犯本實用新型保護範圍的行為。