[发明专利]一种水平飞轮斯特林发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机，尤其涉及斯特林发动机。

背景技术

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的中国实用新型专利《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。

发明内容

本发明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，本发明采用的技术方案为：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，本发明的优点在于：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是根据本发明的一个优选实施例的立体结构示意图；

图2是根据本发明的一个优选实施例的分解状态示意图；

图3是根据本发明的一个优选实施例第一运动状态的立体结构示意图；

图4是根据本发明的一个优选实施例第一运动状态的平面视图；

图5是根据本发明的一个优选实施例第二运动状态的立体结构示意图；

图6是根据本发明的一个优选实施例第二运动状态的平面视图；

图7是根据本发明的一个优选实施例第三运动状态的立体结构示意图；