[发明专利]一种小型化斯特林发动机教学实验测试平台

说明书

本发明公开了一种小型化斯特林发动机教学实验测试平台，包括斯特林模型机、数据收集处理及控制系统、自动控制燃料转换系统以及固定台架；数据收集处理及控制系统由单片机、传感器以及控制器组成，用以完成数据收集处理和自动控制燃料转换系统的控制；所述自动控制燃料转换系统固定在固定台架上，其受数据收集处理及控制系统的控制，用以完成燃料转换；自动控制燃料转换系统包括点火装置、转换装置、熄灭装置，转换装置固定在固定台架的底板上，点火装置、熄灭装置以及斯特林模型机分别相邻放置在圆形转台周围。本发明实现了斯特林机稳定运行数据的自动测量和燃料自动转换的功能。

技术领域

本发明涉及一种小型化斯特林发动机，特别是用于发动机方向本科生的教学所用的小型化的能够综合地完成燃料转换和数据收集显示的斯特林发动机教学实验测试平台测试系统。

背景技术

发动机实验教学是培养能源动力方向本科生运用到所学的相关知识，用实验的方法研究斯特林发动机，解决斯特林发动机相关问题的重要环节，也是引导学生能从发动机结构结构，发动机特性等多方面地掌握斯特林发动机的工作原理、特性、构造以及其相互关系的综合教学方法。发动机实验教学有利于培养学生对斯特林发动机的结构和功能特性的认识，锻炼学生的动手能力，提高学生的创新能力。

目前，已经出现了很多优秀的实验教学平台，如专利号CN201510528289.9的技术文献中提到的一种起重机教学实验平台，以及专利号CN201510830418.X技术文献中提到的一种并行多用途教学实验平台，它们在实验平台的功能设计和结构设计方面都有功能多样，内容全面等优点。但是公知的斯特林发动机实验教学平台，除了单纯的模型裸机，就是庞大的工业级斯特林机。单纯的斯特林模型机只有一套根据斯特林热力循环原理而构建的完整机械机构，需要人工布置燃料，没有数据采集装置。如专利号CN201220515492.4的技术文献中提到的一种斯特林发动机模型，是一种很好的体现斯特林发动机运行特点与原理的模型，可以完成完整的斯特林循环做功，并通过发电机转化为电能。但是如果它用于高校斯特林发动机实验教学方面，其过程简单枯燥，内容单一，无法激起学生兴趣，且难以体现斯特林发动机的运转特性，不利于学生学习。大型的工业级斯特林机，有完整的传感器设备，易于投入实际使用。但是其结构复杂体积庞大不利于学生直观地了解斯特林机的原理及运行特性。如专利号CN2014072079.0技术文献中提到的一种斯特林发动机，是一种十分实用且成熟的工业级斯特林发动机。但是如果将其用于高校斯特林发动机实验教学，其又显得结构复杂，体积过于庞大，因此难以体现出斯特林机器结构简单、燃料多样的特点，难以为学校教学实验所用。现在，斯特林发动机教学方面需要一种既足够小型化，又具有数据收集处理和自动控制功能的斯特林发动机实验教学平台。但是目前，没有一种斯特林发动机实验教学平台既体积合，适方便实验又能够拥有数据收集处理和自动控制功能。

申请人综合分析了导致上述问题发生的原因，发现主要是因为斯特林发动机实验教学平台缺少燃料自动转换的控制功能，难以体现其燃料多样的特点，内容单一，无法激起学生兴趣；以及缺少数据收集处理及控制系统，无法体现斯特林发动机过程简单枯燥的运转特性，不利于学生学习。如果能够找到一种斯特林发动机实验教学平台，既体积合适方便实验，又能够拥有数据收集处理和燃料自动转换的功能，显然有助于学生学习斯特林发动机相关知识，激起学生兴趣。

发明内容

本发明为了解决现有斯特林机的实验平台体积庞大，教学实验不便，以及没有数据收集处理和燃料自动转换的控制功能，实验不便且过程枯燥单调的缺陷，本发明提供一种小型化斯特林发动机教学实验测试平台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：