diy自制斯特林引擎发电机

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1、自制斯特林引擎发电机在偏远地区，收听广播可能是唯一的娱乐，也是与文明世界沟通的管道，但偏远地区常无电力供应，甚至连电池都难以取得。虽收音机本身轻巧耐用，因缺乏适当的电力，收听广播变得十分麻烦，于是有人就想到利用发条经变速齿轮驱动微型发电机，提供收音机所需微不足道的电力。斯特林引擎在某些场合也具有类似的功能，尽管至今为止小型轻巧的斯特林引擎之输出功率，仍无法与尺寸相仿的内燃机匹敌（极其微小的斯特林引擎与同尺寸内燃机之比较，又另当别论），就收音机或小型照明设备而言，斯特林引擎之输出功率却恰到好处，并且具有燃料多元化、安静、污染少、构造

2、简单耐用、保养方便等优点。玻璃制的透明斯特林引擎作为教具，固然可以寓教于乐，令学生印象深刻，但如果能进一步利用斯特林引擎作为动力，制作相关的动力机械，例如，装配一辆汽车模型（注一），或驱动发电机发电，并以此电力驱动小功率电器，除了完整介绍引擎之原理、构造和用途，更能演示热学原理、能量守恒原理、发电机负载原理，使斯特林引擎教具不但在高中、大学之物理学教学有用，也能应用在技职课程之教学和科普教育。本文介绍这一部双缸水平并卧透明试管引擎发电设备，由两具特别设计的斯特林引擎（注二）组合而成，其内部构造和运转情形一目了然。尽管乍见其外观（图

3、一），构造似乎有些复杂，装配过程好像颇棘手，但其独特的设计已降低了精度的要求，不难成功自制，正适合有兴趣的读者大显身手。图一：试管引擎的实物照片，摄于2004年4月14日。一、自制这款引擎所需的材料：1.外径1.85cm、内径1.7cm的试管二个，外径1.63cm，内径1.45cm的试管二个（化学实验室或玻璃仪器行一定有，价格各约二、三十元台币）；2.粗约0.4mm（0.016号）的吉他钢弦（乐器行有售，35元一条）；3.长约16cm，横截面2×3mm2的铝杆二支；4.玻璃毛细管（外径5.8mm，内径0.45mm，学校实验室找得到

4、）；5.直径1.5mm，长10cm的钢棒两根（就是尚未攻牙的钻头，钻头工厂有卖）；6.内径1.3cm，长约7cm的玻璃管二个；7.内径8mm的玻璃管；8.内径2.2mm，长约20cm的橡皮管；9.内径15mm，长约20cm的铝棒一根；10.直径20mm，长约20cm的PE棒（以上五项，台北市太原路都找得到）；11.白杨木条若干（五金行有售）。二、自制附属发电机所需的材料：1.直径0.3mm的漆包线80m；2.直径3cm，厚6mm的铷铁硼稀土磁铁（俗称强力磁铁）两块。3.双面胶。三、所需的工具：小型车床和钻床、钻石轮锯（五金工具行有

5、售，售价仅台币数百元）；美工刀、砂纸；AB胶、热熔胶等。________________________________________四、纯手工装配的制程：图一为本车的全貌，双缸水平并卧，以95度药用酒精为燃料。利用具有弹性的吉他琴钢弦，经内径很细（约0.4mm）的玻璃毛细管伸入试管制成的温差气室中，牵移其中以较小试管制成的移气胴体，借着空气的黏滞性达到很好的气密效果。汽缸为内径1.3cm，长7cm的玻璃管，活塞以铝棒车制；吉他钢弦连接白杨木制移气连杆的部位，又受一内径8mm的玻璃管局限，俾能确保高转速时引擎之正常运转。装配时，

6、车体大致可分为五大部分：（一）铝制活塞和玻璃管构成的汽缸；（二）套合大小两试管构成的温差气室；（三）曲轴和轴承组件；（四）发电机；（五）发光二极管负载。首先，用白杨木制成H型支架，支架上方有两PE棒车成的轴承，两块直径3cm，厚6mm的铷铁硼稀土磁铁，夹在直径1.5mm，长10cm的钢棒中段，此稀土磁铁兼有发电机转子和飞轮的功能，钢棒作为转轴置于轴承中，转轴两端分别装上由白杨木制成的曲柄，两曲柄的相对角度可以随意，把另一根直径1.5mm的钢棒锯成两截，各长2.5cm，作为曲轴，曲轴装在曲柄上。整个H型支架安装在木板底座上（图二）。

7、  图二：白杨木制成H型支架，支架上方有两PE棒车成的轴承，转轴两端分别装有白杨木制成的曲柄和钢棒曲轴。选用两支内径1.3cm，长约7.0cm的玻璃圆管，作为汽缸。再将直径约1.5cm的铝棒，车成恰可在汽缸中滑动的活塞，活塞长2.5至4.0cm。用钻头将此活塞中心掏出一个直径约0.9cm的圆穴，使此活塞成为圆柱形杯状物（图三）。  图三：铝制活塞、玻璃汽缸和铝制动力连杆的特写镜头，活塞和动力连杆以习用方式连接。在圆穴中塞入一支PE制成的小圆管，此小圆管横向穿有一小截直径1.0mm的钢棒，作为活塞插销，将其穿过铝制动力连杆一端的小孔

8、。动力连杆长约8cm，横截面2×3mm2，被充分镂空，一方面保留其强度和刚性，另一方面减轻其重量，动力连杆另一端的小孔套在曲轴上。两个汽缸下方都以适当大小的PE棒制成的杯状物塞住，此PE杯状物杯口朝向汽缸，侧面钻一小孔恰容内径2.2mm的橡皮管塞入