斯特林发动机说明书.docx

目录一斯特林发动机简介二斯特林发动机研究设计的意义三该款斯大林发动模型结构四该款斯特林发动机工作原理五创新点分析六方案可行性分析七八一斯特林发动机简介 1斯特林发动机性质斯特林发动机是伦敦的牧师罗巴特斯特林(Robert Stirling )于 1816 年发明的,所以命名为“斯特林发动机”(Stirling engine )。斯特林发动机是独特的热机,因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率,称为卡诺循环效率。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,蒸发的膨胀氢气(或氦)作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷气室冷却,反复地进行这样的循环过程 2斯特林发动机原理斯特林发动机是一种外燃的、闭式循环往复活塞式热力发动机。斯特林发动机可用氢、氮、氦或空气等作为工质,按斯特林循环工作。在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔,另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,膨胀作功燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧, 通过加热器传给工质, 工质不直接参与燃烧, 也不更换。已设计制造的斯特林发动机有多种结构,可利用各种能源,已在航天、陆上、水上和水下等各个领域进行应用。试验斯特林发动机的功率传递机构分为曲柄连杆传动、菱形传动、斜盘或摆盘传动、液压传动和自由活塞传动等。按缸内循环的组成形式分, 斯特林发动机主要有配气活塞式和双作用式两类。在一个气缸内有两个活塞作规律的相对运动,冷腔与热腔之间用冷却器、回热器和加热器连接,配气活塞推动工质在冷热腔之间往返流动。热力循环可以分为定温压缩过程、定容回热过程、定温膨胀过程、定容储热过程四个过程。 3 斯特林发动机的发展斯特林循环热空气发动机不排废气,除燃烧室内原有的空气外,不需要其他空气,所以适用于都市环境和外层空间。 18 世纪末和 19 世纪初, 热机普遍为蒸汽机, 它的效率是很低的, 只有 3 %一 5 %左右, 即有 95 %以上的热能没有得到利用。到 1840 年, 热机的效率也仅仅提高到 8 %。斯特林对于热力学理论的研究,就是从提高热机效率的目的出发的。他所提出的斯特林循环的效率, 在理想状况下, 可以无限提高。当然受实际可能的限制,不可能达到 100 %,但提供了提高热效率的努力方向。二斯特林发动机设计研究的意义与内燃机相比斯特林发动机适用于各种能源, 无论是液态的、气态的或固态的燃料,当采用载热系统( 如热管) 间接加热时,几乎可以使用任何高温热源( 太阳能放射性同位素和核反应等) ,而发动机本身( 除加热器外) 不需要作任何更改。同时热气机无需压缩机增压,使用一般风机即可满足要求,并允许燃料具有较高的杂质含量。热气机在运行时,由于燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,独立于燃气的工质通过加热器吸热,并按斯特林循环对外做功,因此避免了类似内燃机的爆震做功和间歇燃烧过程,从而实现了高效、低噪和低排放运行。高效: 总能效率达到 80% 以上; 低噪:1 米处裸机噪音底于 68dBA ; 低排放: 尾气排放达到欧 5 标准。热气机单机容量小, 机组容量从 20- 50kw , 可以因地制宜的增减系统容量。结构简单, 零件数比内燃机少 40%, 降价空间大, 同时维护成本也较低。随着全球资源日益匮乏,资源消耗严重,未来社会的发展要求我们必须