[爆卦]史特林引擎設計圖是什麼?優點缺點精華區懶人包

為什麼這篇史特林引擎設計圖鄉民發文收入到精華區:因為在史特林引擎設計圖這個討論話題中,有許多相關的文章在討論,這篇最有參考價值!作者gitpharm (GitPharm01)看板Mechanical標題[討論] 復刻一具斯特林引...


我有個構想需要斯特林引擎來實現,但我本身沒有金屬加工的知識背景和技能,
為了讓估價更加準確,我找了一個有完整設計圖的微型斯特林引擎,
另外又用Blender3D按照設計圖建立了所有零件的模型,
想請版上的各位先進估算一下復刻以這個設計的大概成本,

照片TSE - 03

https://drive.google.com/file/d/1plswJiTWfr5fhJOvXFeMYHwzQ49DHIGY/view?usp=sharing
組裝圖

https://drive.google.com/file/d/1_31fI7Vd5jWxa9aQ_5oDHHH-sjzxfp9r/view?usp=sharing
全體圖in Blender

https://drive.google.com/file/d/1Oc6cAoeaniusrYCg2qyelrc5l7fmZ5Mv/view?usp=sharing

https://drive.google.com/file/d/1mjhaXOQonOlT2ja9WDxsWOCtEkFgNdz-/view?usp=sharing

包括螺絲在內總共只有16種零件

~~~[鋁製零件]~~~
編號01 汽缸外罩:
圖片上的英文"megical syringer"是誤字,原本是要說medical syringe醫用針筒的。
在一根直徑50mm長33mm的鋁圓柱上面鑽孔,應該只需要鑽床作為加工手段,

pic1:零件加工圖

https://drive.google.com/file/d/1tWgdoPq9H5pjyyoR5MyfHQiasxeaUEZf/view?usp=sharing
pic2:兩個汽缸槽之間會被一個3.5mm的鑽孔連通

https://drive.google.com/file/d/1nIOwulTMpKUMTZ7aQ9mkz77uJ9dkEOpS/view?usp=sharing
pic3:用透視的方式看得比較清楚兩個汽缸槽連通的狀況

https://drive.google.com/file/d/1PygT2hNZq0trRZEJMOkex8lIrTVRt7IC/view?usp=sharing

編號03 支架:
非常簡單的零件,用切割和鑽孔工具就可以了

https://drive.google.com/file/d/1L6pe-pLfmxYvMKMNEBOVJPMF9ob5bwdn/view?usp=sharing


~~~[不鏽鋼製零件]~~~
編號02 加熱器:
不鏽鋼製作的加熱器
可能需要先後使用銑床和鑽床來處理一根直徑29mm長32mm的鋼質圓柱體,
雖然結構簡單但是或許會有些麻煩?

https://drive.google.com/file/d/1yutxGCAoEmSTHHU1oqBw9A7sVW9t3i9u/view?usp=sharing

~~~[鐵制零件]~~~
編號08 曲柄:
用一根線徑1.8mm的鐵線彎折而成

https://drive.google.com/file/d/1h_Rra1u-7SyHJ3hG1AuLrm739vrCRswj/view?usp=sharing

編號09 活塞插銷
同樣使用1.8mm的鐵線製作,需要兩個

https://drive.google.com/file/d/15YwgLM7ss5jaMwkRXHGMmNniGNkTsVGd/view?usp=sharing

編號16 鐵絲
只是一條用來鎖住飛輪的0.5mm線徑鐵絲

~~~[玻璃材質]~~~
編號05 汽缸
一共需要兩個
由3cc玻璃針筒切割而成,目前找不太到這個容量的針筒,
可能要用5cc針筒(網購價70-80元一個)代替,連帶需要修改零件編號01-汽缸外罩的部
位,

https://drive.google.com/file/d/1DjtXvTNdUi64ZzN0j0ofIFRq_VygLjeP/view?usp=sharing

編號06 熱端活塞
和汽缸一樣是由同一附玻璃針筒切割而成的,長度較長

https://drive.google.com/file/d/1mtwjQdHDvikHHguGnj4-ONON2pOEhDtV/view?usp=sharing

編號07 冷端活塞
和汽缸一樣是由同一附玻璃針筒切割而成的,長度較短

https://drive.google.com/file/d/1xge_qv2ewtx0ykX8-39b9NN2xC4qmzI1/view?usp=sharing


~~~[黃銅材質]~~~
編號04 飛輪:
在一個直徑40mm長10mm的黃銅柱體上面鑽三個洞就搞定了,
或許用鋁也可以?

https://drive.google.com/file/d/1C09JEurWknE6YxOf6iYtoGW4q2M4805L/view?usp=sharing

~~~[鐵氟龍材質]~~~
編號10 連桿
一共需要兩個,負責傳遞活塞的動力,使用鐵氟龍的原因可能是為了耐熱和比鋁加工便宜

https://drive.google.com/file/d/1EqxFb90Dyybm7NicttUGWX8SstHBT3d2/view?usp=sharing


~~~[矽橡膠材質]~~~
編號11 墊片
夾在汽缸外罩(編號01)與加熱器(編號02)之間,避免工作氣體從兩者的縫隙之間逸散


https://drive.google.com/file/d/18CEEX2uQNNHP0UBmIafUMWviG5B1V_S-/view?usp=sharing

編號12 墊片
在汽缸外罩連通兩個汽缸槽的3.5mm孔洞在靠外側的位置會被擴大成4mm<
由一個M4螺絲封住這個孔洞,
一個小墊片可以進一步確保工作氣體不會通過這個m4螺絲洞逃出。

https://drive.google.com/file/d/1xQ3SrguG32X1ElIpkBMbo33gqJOjjBN-/view?usp=sharing


編號13~15是一些公制螺絲,可以輕鬆買到現成的產品


最後是組裝的操作建議:

https://drive.google.com/file/d/15RnmMMBPU4-7GsLzyMuB4Wtv1GilX9bZ/view?usp=sharing
A: 使用矽膠膠水把一個玻璃汽缸(編號05)黏著在汽缸外罩(編號01)的冷端那一邊的
汽缸槽裡,

B: 使用矽膠膠水封死汽缸與汽缸外罩之間的縫隙,盡可能避免工作氣體滲漏。另外在熱
端重複A到B的步驟,熱端玻璃汽缸並不是在加熱器(編號02)那邊,而是被黏在和冷端汽
缸同樣的高度位置。


C: 先把兩對連桿(編號10)與活塞插銷(編號09)結合,接下來把活塞底部開口用矽膠
膠水黏上活塞插銷(編號09),安裝活塞(編號06與07)進到汽缸內,

D:把曲柄(編號08)穿過兩個連桿(編號10),然後再把兩旁的支架(編號03)拿出來,
先讓曲柄穿過支架的孔再用螺絲把支架鎖在汽缸外照上面,
最後把飛輪安裝到曲柄的末段,

E:進行曲柄末端的彎折後把飛輪用一根短鐵絲(編號16)固定在上面。


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這具引擎的原作者是一位日本的研究者,他在二十幾年前左右發表了這個設計,
目的是用在大學機械相關科系的實習教學,號稱可以在一小時內製作完成。

這個應用斯特林引擎的構想需要的引擎動力不需要太大。
它的目的不是解決世界能源危機之類的偉業。
只是試圖減輕一種台灣特有的空氣汙染問題,成功推廣的話還可以節省一點政府的人力支
出和燃油消費。

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lisn0814: 這直接市面上買成品就好 ,史特林引擎模型 05/11 15:38
chinnez: 這些東西哪有可能1小時就做出來啊 組裝的話還差不多咧 05/12 09:57
chinnez: 斯特林引擎只是非常古早時代蒸汽動力的應用而已 ,動力 05/12 10:02
chinnez: 還不是也來自石化燃料 效率還差汽油引擎一大節 05/12 10:02
chinnez: 不然你以為蒸汽火車為什麼會作古幾十年了啊 05/12 10:07
gitpharm: 斯特林引擎的動力來源並不侷限於石化燃料,只要有溫度差 05/12 12:22
gitpharm: 就能作動,無論是生質燃料到太陽熱能都可行 05/12 12:24
gitpharm: 這是竹子當作燃料的影片:https://youtu.be/VezBrlSSJnU 05/12 12:28
gitpharm: 斯特林引擎的發展充滿各種挫折和挑戰,不過仍有許多團隊 05/12 12:29
gitpharm: 持續在努力突破,最近幾年日本方面有研究者用布雷頓循環 05/12 12:33
gitpharm: 來克服一些基本的問題,熱效率已經達到32% 05/12 12:35
gitpharm: 目前網路上只有英文和日文的網頁有它的紀錄和研究報告 05/12 12:37
gitpharm: 不過我並沒有妄想要去挑戰最尖端的研究,只是需要一個 05/12 12:40
gitpharm: 『只要靠著兩百到四百度的熱能就能動』的引擎而已 05/12 12:41
gitpharm: 非常感謝樓上兩位前輩針對實務層面的指教,但我還是想要 05/12 12:47
gitpharm: 了解金屬加工在台灣目前的成本和報價方式 05/12 12:48
tyf99: 斯特林引擎就欠缺消費產品最重要的商用價值啊 05/12 13:12
tyf99: 一台100馬力的車,用斯特林引擎做起來會多巨大? 05/12 13:12
tyf99: 上面頂著個大飛輪,這種車子真做出來你會買? 05/12 13:13
tyf99: 沒有商用價值,頂多就放在博物館讓人瞻仰罷了 05/12 13:14
newforte: CAD丟到熱流軟體 模擬一下就有結果了 05/12 19:48
choral: 編號10的鐵氟龍加工會比鋁貴1-2倍 05/12 20:58
choral: 你的設計其實都用鋁材也行 05/12 21:08
gitpharm: 感謝choral大的回覆,我也覺得盡可能降低使用材料的種類 05/13 08:52
gitpharm: 可以節省不少成本, 05/13 08:53
ge9487: 數量決定價格 05/13 09:10

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