為等溫等容儀設定標準手工電子DIY教程

此說明將描述一個我建的斯特林迴圈發動機模型。更重要的是，它會列出設計標準，結構材料和技巧，讓你可以建立自己的設計。
這種型別的發動機被稱為低溫差（LTD）的斯特林發動機，並且有多種方法來構建的，其中一些是在其他結構網站中描述的。

主要材料：

所需工具：

製作步驟：

第1步：

Step1什麼是（斯特林）等溫等容迴圈
斯特林迴圈發動機是在1816年由羅伯特·斯特林發明，所以它已經存在了一段時間。它是一種熱機，並且是基於在加熱時的一個週期，然後冷卻包含在發動機內的氣體（通常是空氣）的。由於斯特林發動機是氣密的，在加熱階段內增加空氣壓力，並在冷卻階段的壓力減小。連線到曲軸甲置換，移動內部空氣從熱側到氣缸的冷側的壓力變化驅動動力活塞。由於有冷熱兩個階段，，它是一個二衝程發動機。
此圖顯示了一個傳統的LTD斯特林迴圈發動機的概念。與在此說明中所述的發動機的元件排列不同，但概念是相同的。

第2步：

Step 2: 元件
這裡是我建立的發動機部件，這類似於在前面的圖中所示。我用許多銅作為元件，這是由於其優良的熱傳導性。我用的鋁也;其導熱係數是好的，但不如銅。這兩種材料都非常容易使用普通店鋪的工具來工作。
下面的步驟將描述飛輪和曲軸，置換缸和位移活塞和動力活塞的設計細節。

第3步：

Step3飛輪和機軸
我從鋁薄板建立了飛輪; 帶鋸削減它，然後在帶式砂光機上完成它。該“中心”是由兩個帶黃銅棒料，附機螺釘和螺母進行的。這有助於防止飛輪擺動。我鑽的樞紐和飛輪用5/ 32“演習，並在5/32按下”軸，它是不夠緊的。
您可以在照片看到如何設計曲軸和曲柄銷的。我鑽孔和攻絲銅棒執行緒到執行緒5/32
“飛輪軸上，曲柄銷只是一臺機器螺釘螺紋上的一個黃銅棒鑽孔和攻絲的孔，這樣很容易改變曲柄行程距離;只是鑽和挖掘新的孔所需的距離此外，相位角可以很容易地鬆開曲軸上的5/32 “螺母，轉動曲柄行程，並重新擰緊螺母進行改變。

款式細節：

•飛輪：鋁， 0 .100 “表， 10”直徑
•曲柄丟擲：黃銅棒料， 3/32 “× ¼” ;鑽孔和攻絲的軸和曲柄銷
•曲柄銷：機器螺釘和螺母， 2 ＃ 48螺絲TPI
•軸：黃銅棒， 5/32 “直徑。
•軸承：球軸承， 5/32 “的ID ， 5/16 ”外徑（從博卡軸承）
•集線器：黃銅棒料， 3/32 “× ¼”
•曲柄投射距離，活塞： 5/16 “ （所以活塞行程為5 /8” ）
•曲柄投射距離，置換器： 1.0 “ （這樣的置換移動2.0” ）
•動力活塞和置換活塞之間的相位角： 90°
提示：當你做任何一輪的專案（如飛輪） ，請務必先標記出來用圓規和紀念中心，一記重拳。知道確切的中心將在後面很重要。
提示：黃銅和鋁很容易鑽和挖掘。我並不總是使用適當的水龍頭，我只是鑽了一個稍微過小的孔，然後用螺絲作為一個水龍頭。螺絲均為不鏽鋼，所以比黃銅或鋁更難獲得。我沒有使用模具進行穿線軸。而是使用8-32螺紋5 /32“直徑的軸。

第4步：

Step4置換氣缸和活塞
置換汽缸和活塞可認為是一個熱交換器，因為從火焰（在這種情況下）的熱量被傳遞到空氣氣缸的底部內側。當排出活塞移動到氣缸的底部，空氣移動（位移）到圓筒的頂中冷卻。該引擎使一個加熱/冷卻迴圈飛輪每旋轉一圈。由於該系統是氣密的，它也有一個空氣壓力，增加/減少迴圈每轉一圈。
置換缸是由木隔板隔開的2 “直徑的銅管，在中間兩部分進行。木材作為熱段和下段冷卻器以上之間的隔熱。該板塊在底部也是銅，焊接用95/5無鉛焊接管道的管段。這種焊料為450°F（232 ℃）的熔點，所以熱源被控制。使用兩支蠟燭的工作溫度為250°F（121°C）。另一個限制是環氧膠用於銅的管段連線到木材墊片的溫度;普通環氧樹脂粘合劑是行至約350 °F（177 ℃）。氣缸蓋是鋁，和用螺栓固定在配合凸緣，這是膠粘上針筒。氣缸蓋是金屬對金屬與上銅滾筒接觸，所以不可能有筒和頭之間的熱傳遞，因此，這兩個氣缸和頭能輻射熱量帶走和冷卻空氣的內部。我用一塊聚四氟乙烯的軸承在氣缸蓋上。

置換器活塞從沉重的紙張纏繞在1 1/2“管（實際直徑1.9” ），並粘合在一起製成，端部是泡沫板。軸是0.0625 “鋼絲。浮子長度為2.0 “。

款式細節：
•置換缸： 2 “ M型銅管，ID = 2.0”，OD = 2.125 “。熱端和冷端= 3/8“之間的差距。

•絕緣墊片：硬木， ID = 2.125 “，鑽2 1/8”孔鋸，然後用環氧樹脂膠銅管段木墊片。

•置換活塞： 1.9 “ （直徑）x 2.0 ”長。作為一般規則，置換活塞容積應占總半置換氣缸容積。軸承在氣缸蓋是聚四氟乙烯，具有鑽0.070“孔為0.0625 ”置換活塞軸。

提示：本缸蓋為4 “×4”鋁，0.10 “板塊。為更好的傳熱，也可以由較大的和由銅製成。

提示：由於置換器活塞的體積應為置換器圓柱體的體積的1/2，我提出的活塞長度為2 “時，氣缸被剛剛超過4的總長度” 。活塞應該是“鬆散”的適合在氣缸內的;活塞缸壁上的摩擦是重要的。

第5步：

Step5動力活塞
動力活塞和氣缸驅動發動機，都使用壓力迴圈從置換筒。他們是這個引擎的唯一需要購買的元件。活塞由石墨製成，氣缸是玻璃部件被製造，並且幾乎無摩擦和保證氣密性。我粘在玻璃圓筒成3/4“鑽入木頭塊直徑的孔;氣缸相反的1/4長度短”銅管。

款式細節：
•電源活塞和氣缸：活塞直徑5/8“;活塞行程5/16”。從減震瓶公司購買（不一樣的公司）
•連桿：焊接黃銅片3/32“黃銅線

第6步：

Step6功率計算和執行
我用了一個測力計來計算輸出功率的發動機。
任何旋轉發動機的功率輸出基於兩個因素：扭矩和轉速。我用照片來測量扭矩所示的裝置，並且可以指望恢復來確定轉速。測量扭矩，我做了一個普龍尼制動器出輕木，然後調節周圍的飛輪軸上的夾緊力擰緊螺絲，直到轉速下降，並記錄在力上的數字刻度。
P =功率（W）
T =扭矩牛米
N =發動機轉速，轉速
下面是這些等式中，資料和計算：
P = T * π * N/30000或約T * N * 0.1047
轉速= 140
扭力臂= 200公釐= 0.2米
淨刻度讀數，最大： = 1.7 G = 0.0017千克
力= M * G = 0.0017 * 9.8 = 0.017 Ñ
扭矩= F * D = 0.017 * 0.2 = 0.0034 Nm的
功率= T * N * 0.1047 = 0.0034 * 100 * 0.1047 = 0.05 W
不是一個巨大的功率輸出，這是為什麼最小摩擦是非常重要的。
其他經營資料：
最大轉速= 175
最低溫度差= 110 ºF （ 43 ºC ）

第7步：

Step7工具
我建立了一個這個引擎的木工車間，沒有專用工具。可以用硬質合金鋸片切割鋁和銅，但請務必小心。用帶鋸切割薄金屬，它是安全先的，用雙面膠將其附加到膠合板載片。
下面是具體的工具：
•設定小尺寸扳手（這只是我的炫耀而已）
•鑽床
•製表或帶鋸
•丁烷焊槍焊接銅
•孔鋸