一种水平飞轮斯特林发动机制造技术

本发明专利技术的一种水平飞轮斯特林发动机，包括沿竖直方向设置的第一气缸，与所述第一气缸连通且同向设置的第二气缸，设置在所述第一气缸内的配气活塞，设置在所述第二气缸内的动力活塞，以及飞轮，所述配气活塞和所述动力活塞之间还设置有传输动力至所述飞轮的联动机构，其特征在于：所述联动机构用于实现所述飞轮处于水平面上进行转动。通过联动结构的优化设计，可以实现斯特林发动机整体高度明显降低，且动力活塞沿竖直方向运动，可以减小横向振动，提高其运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种水平飞轮斯特林发动机
本专利技术涉及一种发动机，尤其涉及斯特林发动机。
技术介绍
众所周知，斯特林发动机是一种外燃发动机，避免了类似内燃机的震爆做功和间歇燃烧过程，具有高效、低噪和低排放的优点，其基本原理涉及的循环过程分如下四个阶段：①定温压缩过程；②定容吸热过程；⑧定温膨胀过程；④定容放热过程，完成一个循环。在理想吸热的条件下，这种循环的热效率，等于温度上下限相同的卡诺循环。目前市场上可售的斯特林发动机较多，激发了学生们的学习兴趣，同时也让学生们真正理解斯特林发动机的原理和工作过程，得到了预想的教学效果。类似的可以参考专利号为ZL201220515490.X的中国技术专利《低温差斯特林发动机模型》(公告号为CN202795860U)，类似的还可以参考CN203552584U。然而上述这些斯特林发动机的飞轮都是垂直于动力活塞的运动方向设置，这种设置会导致整体斯特林发动机高度太高，在一些限制斯特林发动机整体高度的场合，热气缸上部参数设计往往受到限制。另外现有技术中一种将飞轮水平设置的方案是将动力气缸横置，在发动机运作时，横置的动力气缸会使发动机横向振动较大，导致安放不稳。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种整体高度低，动力活塞纵置、运行对称稳定的水平飞轮斯特林发动机。需要说明的是，下述技术方案中涉及的竖直方向和水平方向并非指零件相对地面所处的位置，而是指各个零件之间的相对位置。若斯特林发动机平放于水平面上，其竖直方向和水平方向则是相对于地面所处的位置。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种水平飞轮斯特林发动机，包括沿竖直方向设置的第一气缸，与所述第一气缸连通且同向设置的第二气缸，设置在所述第一气缸内的配气活塞，设置在所述第二气缸内的动力活塞，以及飞轮，所述配气活塞和所述动力活塞之间还设置有传输动力至所述飞轮的联动机构，其特征在于：所述联动机构用于实现所述飞轮处于水平面上进行转动；所述联动机构包括配气活塞连杆、万向连杆、轴支架、L型轴、飞轮连轴、动力活塞连杆和飞轮支架；所述飞轮支架固接于所述第一气缸上，所述飞轮固接于所述飞轮连轴上，且所述飞轮连轴上端转动连接于所述飞轮支架上，所述飞轮连轴下端铰接于所述L型轴上端，且所述飞轮连轴的铰接轴不沿竖直方向，所述轴支架铰接于所述飞轮支架内侧，且所述轴支架的铰接轴处于水平位置，所述L型轴的两侧铰接于所述轴支架内侧，且所述L型轴的铰接轴垂直于所述轴支架的铰接轴；所述配气活塞连杆下端沿竖直方向固接于所述配气活塞上，所述配气活塞连杆上端与所述万向连杆下端万向连接，所述万向连杆上端与所述L型轴下端万向连接；所述动力活塞连杆下端铰接于所述动力活塞上，所述动力活塞连杆上端铰接于所述轴支架上，且所述动力活塞连杆上端的铰接轴与所述轴支架的铰接轴平行而不共线。通过上述结构可以实现斯特林发动机整体高度明显降低，且动力活塞沿竖直方向运动，可以减小横向振动，提高其运行稳定性。作为优选，所述飞轮支架处于所述第一气缸的中心位置，所述飞轮对应设置在所述第一气缸中心位置的上方，所述第二气缸处于所述第一气缸的偏心位置，其所述第二气缸的中心不在所述飞轮支架的中心线上。可以简单的实现动力活塞连杆上端的铰接轴与轴支架的铰接轴平行而不共线，优化整体结构。作为优选，所述万向连杆的至少一端为球铰连接。球铰连接可以使整个运动过程更加连贯平稳。作为进一步优选，所述万向连杆上端与所述L型轴下端球铰连接，所述万向连杆下端与所述配气活塞连杆上端之间设置有万向连轴，所述万向连杆下端铰接于所述万向连轴两侧，所述配气活塞连杆上端铰接于所述万向连轴两端。这是一种优选结构。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过联动结构的优化设计，可以实现斯特林发动机整体高度明显降低，且动力活塞沿竖直方向运动，可以减小横向振动，提高其运行稳定性。附图说明图1是根据本专利技术的一个优选实施例的立体结构示意图；图2是根据本专利技术的一个优选实施例的分解状态示意图；图3是根据本专利技术的一个优选实施例第一运动状态的立体结构示意图；图4是根据本专利技术的一个优选实施例第一运动状态的平面视图；图5是根据本专利技术的一个优选实施例第二运动状态的立体结构示意图；图6是根据本专利技术的一个优选实施例第二运动状态的平面视图；图7是根据本专利技术的一个优选实施例第三运动状态的立体结构示意图；图8是根据本专利技术的一个优选实施例第三运动状态的平面视图；图9是根据本专利技术的一个优选实施例第四运动状态的立体结构示意图；图10是根据本专利技术的一个优选实施例第四运动状态的平面视图。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。如图1～2所示，本专利技术的一个实施例主要包括沿竖直方向设置的第一气缸1，与第一气缸1连通且同向设置的第二气缸2，设置在第一气缸1内的配气活塞3，设置在第二气缸2内的动力活塞4，以及飞轮5，配气活塞3和动力活塞4之间还设置有传输动力至飞轮5的联动机构6，联动机构6用于实现飞轮5处于水平面上进行转动。关键之处在于，联动机构6包括配气活塞连杆61、万向连杆63、轴支架64、L型轴65、飞轮连轴66、动力活塞连杆67和飞轮支架68；飞轮支架68固接于第一气缸1上，飞轮5固接于飞轮连轴66上，且飞轮连轴66上端转动连接于飞轮支架68上，飞轮连轴66下端铰接于L型轴65上端，且飞轮连轴66的铰接轴不沿竖直方向，轴支架64铰接于飞轮支架68内侧，且轴支架64的铰接轴处于水平位置，L型轴65的两侧铰接于轴支架64内侧，且L型轴65的铰接轴垂直于轴支架64的铰接轴；配气活塞连杆61下端沿竖直方向固接于配气活塞3上，配气活塞连杆61上端与万向连杆63下端万向连接，万向连杆63上端与L型轴65下端万向连接；动力活塞连杆67下端铰接于动力活塞4上，动力活塞连杆67上端铰接于轴支架64上，且动力活塞连杆67上端的铰接轴与轴支架64的铰接轴平行而不共线。进一步限定，飞轮支架68处于第一气缸1的中心位置，飞轮68对应设置在第一气缸1中心位置的上方，第二气缸2处于第一气缸1的偏心位置，其第二气缸2的中心不在飞轮支架68的中心线上。万向连杆63上端与L型轴65下端球铰连接，万向连杆63下端与配气活塞连杆61上端之间设置有万向连轴62，万向连杆63下端铰接于万向连轴62两侧，配气活塞连杆61上端铰接于万向连轴62两端。假设第一气缸1上侧为冷源，下侧为热源，则图3和图4所示为热空气做功状态，动力活塞4处于第二气缸2的中间位置，配气活塞3处于第一气缸1上端，第一气缸1和第二气缸2内的空气处于下端，此时发动机下部受热，由于第一气缸1和第二气缸2内的空气集中于下端，因此空气受热膨胀，第一气缸1和第二气缸2内气压变大，使得动力活塞4向上运动，在联动机构6的作用下带动飞轮5转动，同时配气活塞3向下运动。图5和图6所示为中间状态，动力活塞4处于第二气缸2的上止点，配气活塞3处于第一气缸1中间，第一气缸1和第二气缸2内空气分布均匀，此时飞轮5由于惯性继续运动，由于第一气缸1和第二气缸2内空气分布均匀且下部被加热，上部被冷却，因此空气体积基本不变，动力活塞4由于飞轮5的惯性运动而开始向下运动，配气活塞3也继续向下运动。图7和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水平飞轮斯特林发动机，包括沿竖直方向设置的第一气缸，与所述第一气缸连通且同向设置的第二气缸，设置在所述第一气缸内的配气活塞，设置在所述第二气缸内的动力活塞，以及飞轮，所述配气活塞和所述动力活塞之间还设置有传输动力至所述飞轮的联动机构，其特征在于：所述联动机构用于实现所述飞轮处于水平面上进行转动；所述联动机构包括配气活塞连杆、万向连杆、轴支架、L型轴、飞轮连轴、动力活塞连杆和飞轮支架；所述飞轮支架固接于所述第一气缸上，所述飞轮固接于所述飞轮连轴上，且所述飞轮连轴上端转动连接于所述飞轮支架上，所述飞轮连轴下端铰接于所述L型轴上端，且所述飞轮连轴的铰接轴不沿竖直方向，所述轴支架铰接于所述飞轮支架内侧，且所述轴支架的铰接轴处于水平位置，所述L型轴的两侧铰接于所述轴支架内侧，且所述L型轴的铰接轴垂直于所述轴支架的铰接轴；所述配气活塞连杆下端沿竖直方向固接于所述配气活塞上，所述配气活塞连杆上端与所述万向连杆下端万向连接，所述万向连杆上端与所述L型轴下端万向连接；所述动力活塞连杆下端铰接于所述动力活塞上，且所述动力活塞连杆上端的铰接轴与所述轴支架的铰接轴平行，所述动力活塞连杆上端铰接于所述轴支架上，且所述动力活塞连杆上端的铰接轴与所述轴支架的铰接轴平行而不共线。...

【技术特征摘要】
1.一种水平飞轮斯特林发动机，包括沿竖直方向设置的第一气缸，与所述第一气缸连通且同向设置的第二气缸，设置在所述第一气缸内的配气活塞，设置在所述第二气缸内的动力活塞，以及飞轮，所述配气活塞和所述动力活塞之间还设置有传输动力至所述飞轮的联动机构，其特征在于：所述联动机构用于实现所述飞轮处于水平面上进行转动；所述联动机构包括配气活塞连杆、万向连杆、轴支架、L型轴、飞轮连轴、动力活塞连杆和飞轮支架；所述飞轮支架固接于所述第一气缸上，所述飞轮固接于所述飞轮连轴上，且所述飞轮连轴上端转动连接于所述飞轮支架上，所述飞轮连轴下端铰接于所述L型轴上端，且所述飞轮连轴的铰接轴不沿竖直方向，所述轴支架铰接于所述飞轮支架内侧，且所述轴支架的铰接轴处于水平位置，所述L型轴的两侧铰接于所述轴支架内侧，且所述L型轴的铰接轴垂直于所述轴支架的铰接轴；所述配气活塞连杆下端沿竖直方向固接于所述配气活塞上，所述配气活...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏亮，史吉，
申请(专利权)人：浙江帝恒实业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33