手工制作大全：双缸斯特林引擎发电机

　　在偏远地区，收听广播可能是唯一的娱乐，也是与文明世界沟通的管道，但偏远地区常无电力供应，甚至连电池都难以取得。虽收音机本身轻巧耐用，因缺乏适当的电力，收听广播变得十分麻烦，于是有人就想到利用发条经变速齿轮驱动微型发电机，提供收音机所需微不足道的电力。斯特林引擎在某些场合也具有类似的功能，尽管至今为止小型轻巧的斯特林引擎之输出功率，仍无法与尺寸相仿的内燃机匹敌(极其微小的斯特林引擎与同尺寸内燃机之比较，又另当别论)，就收音机或小型照明设备而言，斯特林引擎之输出功率却恰到好处，并且具有燃料多元化、安静、污染少、构造简单耐用、保养方便等优点。

　　玻璃制的透明斯特林引擎作为教具，固然可以寓教于乐，令学生印象深刻，但如果能进一步利用斯特林引擎作为动力，制作相关的动力机械，例如，装配一辆汽车模型(注一)，或驱动发电机发电，并以此电力驱动小功率电器，除了完整介绍引擎之原理、构造和用途，更能演示热学原理、能量守恒原理、发电机负载原理，使斯特林引擎教具不但在高中、大学之物理学教学有用，也能应用在技职课程之教学和科普教育。

　　本文介绍这一部双缸水平并卧透明试管引擎发电设备，由两具特别设计的斯特林引擎(注二)组合而成，其内部构造和运转情形一目了然。尽管乍见其外观(图一)，构造似乎有些复杂，装配过程好像颇棘手，但其独特的设计已降低了精度的要求，不难成功自制，正适合有兴趣的读者大显身手。

　　一、自制这款引擎所需的材料：

　　1.外径1.85cm、内径1.7cm的试管二个，外径1.63cm，内径1.45cm的试管二个(化学实验室或玻璃仪器行一定有，价格各约二、三十元台币);

　　2.粗约0.4mm(0.016号)的吉他钢弦(乐器行有售，35元一条);

　　3.长约16cm，横截面2×3mm2的铝杆二支;

　　4.玻璃毛细管(外径5.8mm，内径0.45mm，学校实验室找得到);

　　5.直径1.5mm，长10cm的钢棒两根(就是尚未攻牙的钻头，钻头工厂有卖);

　　6.内径1.3cm，长约7cm的玻璃管二个;

　　7.内径8mm的玻璃管;

　　8.内径2.2mm，长约20cm的橡皮管;

　　9.内径15mm，长约20cm的铝棒一根;

　　10.直径20mm，长约20cm的pE棒(以上五项，台北市太原路都找得到);

　　11.白杨木条若干(五金行有售)。

　　二、自制附属发电机所需的材料：

　　1.直径0.3mm的漆包线80m;

　　2.直径3cm，厚6mm的铷铁硼稀土磁铁(俗称强力磁铁)两块。

　　3.双面胶。

　　三、所需的工具：

　　小型车床和钻床、钻石轮锯(五金工具行有售，售价仅台币数百元);美工刀、砂纸;AB胶、热熔胶等。

　　注：原文为繁体，本站发布时未转译，但为方便读者阅读，直接将繁体转为简体。

　　四、纯手工装配的制程：

　　图一为本车的全貌，双缸水平并卧，以95度药用酒精为燃料。利用具有弹性的吉他琴钢弦，经内径很细(约0.4mm)的玻璃毛细管伸入试管制成的温差气室中，牵移其中以较小试管制成的移气胴体，借着空气的黏滞性达到很好的气密效果。汽缸为内径1.3cm，长7cm的玻璃管，活塞以铝棒车制;吉他钢弦连接白杨木制移气连杆的部位，又受一内径8mm的玻璃管局限，俾能确保高转速时引擎之正常运转。装配时，车体大致可分为五大部分：(一)铝制活塞和玻璃管构成的汽缸;(二)套合大小两试管构成的温差气室;(三)曲轴和轴承组件;(四)发电机;(五)发光二极管负载。

　　首先，用白杨木制成H型支架，支架上方有两pE棒车成的轴承，两块直径3cm，厚6mm的铷铁硼稀土磁铁，夹在直径1.5mm，长10cm的钢棒中段，此稀土磁铁兼有发电机转子和飞轮的功能，钢棒作为转轴置于轴承中，转轴两端分别装上由白杨木制成的曲柄，两曲柄的相对角度可以随意，把另一根直径1.5mm的钢棒锯成两截，各长2.5cm，作为曲轴，曲轴装在曲柄上。整个H型支架安装在木板底座上(图二)。