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      一種斯特林發(fā)動機可變體積式活塞的制作方法與工藝

      文檔序號:12040811閱讀:423來源:國知局
      一種斯特林發(fā)動機可變體積式活塞的制作方法與工藝
      一種斯特林發(fā)動機可變體積式活塞一、技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及斯特林發(fā)動機領(lǐng)域,特別涉及一種斯特林發(fā)動機可變體積式活塞。二、

      背景技術(shù):
      自由活塞式斯特林發(fā)動機由自由活塞,動力活塞,熱缸,冷缸,曲柄傳動機構(gòu)組成;自由活塞與動力活塞通過連桿驅(qū)動機構(gòu)相連接,當發(fā)動機運行時,自由活塞與動力活塞呈90度相位角運行,以保證熱缸和冷缸內(nèi)的卡諾循環(huán);由于自由活塞式斯特林發(fā)動機對氣密性要求高,因此動力活塞,自由活塞的連桿與氣缸處也需要緊密配合以減少工質(zhì)泄漏;目前的密封方法是通過高精度的機加工、選用剛性強的連桿和活塞材料并使用多層密封環(huán);此種方法加工難度大,設(shè)備昂貴,結(jié)構(gòu)復雜,且密封效果不明顯,在發(fā)動機高壓運行時其密封性仍然不能保證絕對密封。三、

      技術(shù)實現(xiàn)要素:
      針對上述問題本發(fā)明提供一種斯特林發(fā)動機可變體積式活塞,包括柔性活塞(1),柔性活塞(1)與密封法蘭(2)密封連接,密封法蘭(2)通過螺釘A(3)與冷缸(7)連接,冷缸(7)通過密封圈(11)、螺釘B(9)與熱缸(10)密封連接,其特征在于:所述密封法蘭(2)與冷缸(7)還通過螺釘A(3)固定有V形活塞支架(4),V形活塞支架(4)通過連接片(5)與彈性封頭(14)固定連接,彈性封頭(14)通過設(shè)置在活塞開口處的防滑裝置(13)與活塞筒體(6)固定連接,活塞筒體(6)上設(shè)置有壓力均衡孔(12),所述壓力均衡孔(12)設(shè)置在活塞筒體(6)底部往上三分之二以上處。所述冷缸(7)上還設(shè)置有散熱裝置(8),所述散熱裝置(8)為固定在冷缸(7)上的散熱片,散熱片為散熱材料制成。所述V形活塞支架(4)有2個,中心對稱設(shè)置。活塞筒體(6)由導熱且耐高溫的輕型材料制成;彈性封頭(14)為彈性密封材料制成;V形活塞支架(4)為剛性材料制成?;钊搀w(6)上設(shè)置的壓力均衡孔(12)使氣體在活塞筒體(6)內(nèi)與熱缸(10)內(nèi)之間自由流動?;钊搀w(6)的外壁與熱缸(10)和冷缸(7)的內(nèi)壁之間的間隙小于10mm。本發(fā)明的工作原理是:發(fā)動機停機時,柔性活塞(1)處于中間位置,活塞筒體(6)處于熱缸(10)和冷缸(7)中間,活塞筒體(6)內(nèi)壓強與熱缸(10)和冷缸(7)內(nèi)的壓強相同;當熱缸(10)被加熱后,熱氣體上升,通過壓力均衡孔(12)進入活塞筒體(6)內(nèi),活塞筒體(6)內(nèi)壓力增加,活塞筒體(6)內(nèi)部體積膨脹,并向下運動,此時冷缸(7)與柔性活塞(1)的內(nèi)部腔體空間增加,壓力降低,促使柔性活塞(1)下降,活塞筒體(6)內(nèi)的氣體做完工后體積收縮,流出活塞筒體(6)進入熱缸(10)內(nèi),活塞筒體(6)回復到起始位置,由于加熱繼續(xù)和氣體回流,熱缸(10)和冷缸(7)內(nèi)壓力持續(xù)升高,促使柔性活塞(1)向上運動至起始位置,此時冷缸(7)空間增大,壓力降低,促使活塞筒體(6)向上運動,體積收縮,氣體通過壓力均衡孔(12)進入到熱缸(10)和冷缸(7)內(nèi),使冷缸(7)內(nèi)壓力持續(xù)增加,推動柔性活塞(1)繼續(xù)向上運動,冷缸(7)與柔性活塞(1)內(nèi)的氣體做完工后體積收縮,氣體通過壓力均衡孔(12)進入到活塞筒體(6)內(nèi),活塞筒體(6)恢復到起始位置,熱缸(10)內(nèi)氣體體積持續(xù)收縮,直到柔性活塞(1)回到起始位置,熱缸(10)和冷缸(7)內(nèi)壓力與活塞筒體(6)內(nèi)的壓力再次平衡,完成一個周期;以此循環(huán)。本發(fā)明的有益效果在于:使用柔性活塞,可以完美解決氣缸與活塞之間的密封問題,保證在高壓運行時氣缸內(nèi)無工質(zhì)泄漏,以達到發(fā)動機推力和效率不降低的目的。可變體積式活塞與氣缸連通,其內(nèi)部壓強與氣缸內(nèi)壓強一致,因此可變體積式活塞不需要高剛性耐壓材料,降低生產(chǎn)成本,同時減小了氣體為推動活塞運動而浪費內(nèi)能,進而提高氣體內(nèi)能的利用率,提高斯特林發(fā)動機的輸出功率。利用氣缸筒體內(nèi)的工質(zhì)氣體等壓狀態(tài)下熱脹冷縮的性質(zhì),取消了自由活塞與曲柄之間的連桿設(shè)計,保證了氣缸的密封性;且發(fā)動機結(jié)構(gòu)得到簡化,制造難度降低。四、附圖說明圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為圖1的防滑裝置的局部放大圖;圖中:1、柔性活塞,2、密封法蘭,3、螺栓A,4、V形活塞支架,5、連接片,6、活塞筒體,7、冷缸,8、散熱裝置,9、螺栓B,10、熱缸,11、密封圈,12、壓力均衡孔,13、防滑裝置,14、彈性封頭。五、具體實施方式實施例1,一種斯特林發(fā)動機可變體積式活塞,包括柔性活塞(1),柔性活塞(1)與密封法蘭(2)密封連接,密封法蘭(2)通過螺釘A(3)與冷缸(7)連接,冷缸(7)通過密封圈(11)、螺釘B(9)與熱缸(10)密封連接,其特征在于:所述密封法蘭(2)與冷缸(7)還通過螺釘A(3)固定有V形活塞支架(4),V形活塞支架(4)通過連接片(5)與彈性封頭(14)固定連接,彈性封頭(14)通過設(shè)置在活塞開口處的防滑裝置(13)與活塞筒體(6)固定連接,活塞筒體(6)上設(shè)置有壓力均衡孔(12),所述壓力均衡孔(12)設(shè)置在活塞筒體(6)底部往上三分之二以上處。所述冷缸(7)上還設(shè)置有散熱裝置(8),所述散熱裝置(8)為固定在冷缸(7)上的散熱片,散熱片為散熱材料制成。所述V形活塞支架(4)有2個,中心對稱設(shè)置?;钊搀w(6)由導熱且耐高溫的輕型材料制成;彈性封頭(14)為彈性密封材料制成;V形活塞支架(4)為剛性材料制成。活塞筒體(6)上設(shè)置的壓力均衡孔(12)使氣體在活塞筒體(6)內(nèi)與熱缸(10)內(nèi)之間自由流動?;钊搀w(6)的外壁與熱缸(10)和冷缸(7)的內(nèi)壁之間的間隙小于10mm。
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