[发明专利]一种斯特林发动机装置

说明书

本发明涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种斯特林发动机装置。该斯特林发动机装置包括：主动气缸、被动气缸和加热器。本发明提出的一种斯特林发动机装置采用双缸作用方式，加热器加热主动气缸热腔中的气体，冷腔中的冷气体流入热腔，推动第一活塞朝向第一转轮运动，带动第一转轮转动；冷腔中的气体进入被动气缸的进气腔，推动第二活塞朝向第二转轮运动，带动第二转轮转动，直至第二活塞到达左止点。由于第一、第二转轮和转轴等组件的惯性使其继续旋转，第一活塞和第二活塞反向移动，主动气缸通过第一进气门吸入外界气体，被动气缸通过出气口排出气体，完成一个工作循环。主动气缸的冷腔和热腔始终有温度差，使斯特林发动机装置能够持续运行。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种斯特林发动机装置。

背景技术

斯特林发动机是通过气缸内工作介质(氢气或氦气)经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力，因此又被称为热气机。斯特林发动机是一种外燃发动机，其有效效率一般介于汽油机与柴油机之间。在国内和国外，斯特林发动机已经成熟的应用在潜水艇上，还没有像内燃机那样普遍用于民用汽车上。在国外，美国、巴西和英国等少数国家开始少量生产斯特林乙醇发动机用到汽车上，功率还是偏低。

目前，在国内，斯特林乙醇发动机正处于研制试用阶段。市场上的斯特林发动机中冷腔和热腔循环是封闭式的，采用定容下吸热的气体循环方式。这种循环方式存在以下问题：当室温＜22℃时，斯特林发动机可以长期运转；当室温≥30℃时，启动2-3分钟后，主动气缸活塞的前后两腔(冷腔和热腔)温度差很小，斯特林发动机会停止运转，这样在夏天就不能连续运转，造成斯特林发动机的输出功率偏低，致使其运行推广受到限制。

为了使主动气缸活塞前后的气体产生温度差，中国专利CN101280737A的技术方案由多个加热管组成加热器管组加强加热，采用冷却管组加强冷却，容易造成加热器和冷却器损坏且结构复杂造成气体在加热器和冷腔器中的流动阻力大，实际运行效率低。

如何设计一种结构简单且循环运行效率高的斯特林发动机成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种斯特林发动机装置，主动气缸和被动气缸单向连通，使双缸与外界单向连通，形成持续的温度差，简化了工艺，提高了运行效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种斯特林发动机装置，包括：底座；主动气缸，固定设置在所述底座上，所述主动气缸内形成有对流空间；第一活塞，配合设置在所述主动气缸的对流空间内，所述第一活塞将所述主动气缸内的对流空间分隔为相互连通的热腔和冷腔；第一进气门，与所述冷腔连通，所述第一进气门的一端向外界气体开放以使所述冷腔和所述外界气体单向连通；被动气缸，固定设置在所述底座上并与所述主动气缸相互分离设置；所述被动气缸与所述冷腔连通，所述被动气缸上设置有出气口；第二活塞，配合设置在所述被动气缸内，所述第二活塞与所述被动气缸形成进气腔；所述进气腔与所述冷腔单向连通；连接机构，分别与所述第一活塞和所述第二活塞传动连接，所述连接机构带动所述第一活塞和所述第二活塞分别在所述主动气缸和所述被动气缸内往复移动，推动所述冷腔内的气体被压缩流向所述进气腔并从出气口排出，将外界气体通过所述第一进气门导入所述冷腔；以及加热器，固定设置在所述底座上并位于所述主动气缸的底部，用于加热所述热腔内的气体，以使气体在所述热腔和所述冷腔间往复流动并被周期性加热；

还包括移动臂，所述移动臂与所述被动气缸滑动连接，所述移动臂上设置有第一气口，所述第一气口具有与所述被动气缸上的出气口连通的连通状态和与所述出气口错开的断开状态；

所述第一进气门包括第一单向阀，所述第一单向阀限制所述冷腔内的气体向所述外界气体中流出；

所述进气腔与所述冷腔之间设置有连接通路，所述连接通路连通所述进气腔与所述冷腔；所述连接通路上设置有第二单向阀，所述第二单向阀限制所述进气腔内的气体向所述冷腔内流动。