菱形驱动机构β型斯特林发动机的设计、制造与测量
前言：在设计、建造和测试一个由两个动态活塞（移位器和动力）在同轴圆筒布置下直线往复的β型结构菱形驱动斯特林发动机。移位杆同心装配在动力活塞杆内。菱形驱动机构通过使用一对齿轮控制两个活塞杆的滑动运动，使发动机平衡。
它们具有在任何形式的热能（太阳能或废热回收等）和工作流体（例如空气、氮气、氦气或氢气）上运行的优越性能。理想的Stirling发动机具有高热效率、少量排放和无噪音的优点。通常，Stirling发动机可分为三种主要配置类型：根据工作原理，斯特林发动机可以根据工作流体位移的方式进行分类。
在过去的十年中，出现了许多新的概念和设计。只有家用斯特林电力发电机具有市场潜力。在理论上斯特林发动机的压缩和膨胀室在加热和冷却过程中保持恒定的体积/等温条件。通过加热或冷却，没有找到任何精度程度的恒定体积或温度。1953年，Meijer首先发明了菱形传动机构，之后对该引擎的菱形传动机构进行了设计、数值模拟和实验研究。
Schreiber和Geng介绍了一个RE-1000自由活塞Stirling发动机液压输出系统的描述，该系统由内部进行的工作来表征。测试数据旨在提供用于验证Stirling循环模拟的数据库。Raguram和Lingeswaran介绍了一种Stirling发动机和太阳能集热器的设计，以运行汽车交流发电机。
1050℃的热源温度和1.5倍的充电压力下，发动机的最大功率为21.334瓦特。 对飞利浦Stirling热机进行了活塞和位移器的设计，使工作介质的温度和压力变化得以分离。Phillip等人提供了有关循环在可持续发电的环保应用中，用于私人和车队车辆的研究，该发电机使用分段旋转位移器。
进行了β型Stirling发动机与杠杆传动的新配置的仿真和实验，发现最低的压缩比和充电压力是有用的。在设计、建造和测试经济型β型构造的菱形传动斯特林发动机，使用大气压下的空气作为工作流体，以应用于印度的生物质燃料。一个全尺寸的发动机必须产生足够的功率。由于遥远地区电力的典型应用是照明，因此将使用操作30瓦电灯泡所需的功率作为本发动机的目标。
市场调查显示，300瓦将足以为一个家庭提供照明。因此，全尺寸发动机的发电目标将为300瓦。在本文中，详细介绍了进展发展的各个方面（设计、建造和实验）到最终阶段。通过测试所建造的原型机，确定了哪些参数影响性能，并设计了一个模型来预测发动机的行为，以便可以将原型机的行为作为基线，提高各种生产公司（无论其大小和类型）使用质量工具的意识。
每种发动机类型的优缺点都被列出并进行了客观评估，以确定哪种发动机最适合该项目。每个标准都被赋予了不同的重要性水平，具体取决于引擎的特定应用需求。这些标准和权重因素在决策矩阵中使用，列在表1中。β型得分最高，而γ型得分最低。，β型被选择作为该项目的发动机类型。β型的工作原理是使用一个置换器在容器的冷侧和热侧上置换空气。
在设计、制造和测试一款低温差β型菱形驱动斯特林发动机样机，其扫气量为75cc。研究采用了低成本设计方案，包括低压力、空气工质和采用标准零部件和标准材料选择。进行了各种实验，以研究发动机的性能。发动机在400˚C（752˚F）和500˚C（932˚F）的火焰温度下，分别以280rpm和630rpm的速度启动并达到稳定工作状态，发动机速度随着火焰温度的升高而增加。
尝试采用各种金属来制造样机，发动机块采用铝制造，垫片和密封圈采用Lexan、Neoprene或天然橡胶制造。在未使用再生器的情况下，该样机也提供了可接受水平的工作功率，并提高了发动机的性能特性。
结论：介绍了斯特林发动机的原理、历史和应用，并对三种不同的驱动配置进行了比较。通过对这些驱动配置的七个评价标准进行评估，发现自由活塞驱动配置是设计斯特林发动机最合适的选择。此外，还介绍了一种低温差β型菱形驱动斯特林发动机的原型机，使用了低成本的设计选择，包括低压力、空气工作流体和使用标准零件和材料。
