菱形驅動機構β型斯特林發動機的設計、制造與測量
前言：在設計、建造和測試一個由兩個動态活塞（移位器和動力）在同軸圓筒布置下直線往複的β型結構菱形驅動斯特林發動機。移位杆同心裝配在動力活塞杆内。菱形驅動機構通過使用一對齒輪控制兩個活塞杆的滑動運動，使發動機平衡。
它們具有在任何形式的熱能（太陽能或廢熱回收等）和工作流體（例如空氣、氮氣、氦氣或氫氣）上運作的優越性能。理想的Stirling發動機具有高熱效率、少量排放和無噪音的優點。通常，Stirling發動機可分為三種主要配置類型：根據工作原理，斯特林發動機可以根據工作流體位移的方式進行分類。
在過去的十年中，出現了許多新的概念和設計。隻有家用斯特林電力發電機具有市場潛力。在理論上斯特林發動機的壓縮和膨脹室在加熱和冷卻過程中保持恒定的體積/等溫條件。通過加熱或冷卻，沒有找到任何精度程度的恒定體積或溫度。1953年，Meijer首先發明了菱形傳動機構，之後對該引擎的菱形傳動機構進行了設計、數值模拟和實驗研究。
Schreiber和Geng介紹了一個RE-1000自由活塞Stirling發動機液壓輸出系統的描述，該系統由内部進行的工作來表征。測試資料旨在提供用于驗證Stirling循環模拟的資料庫。Raguram和Lingeswaran介紹了一種Stirling發動機和太陽能集熱器的設計，以運作汽車交流發電機。
1050℃的熱源溫度和1.5倍的充電壓力下，發動機的最大功率為21.334瓦特。 對飛利浦Stirling熱機進行了活塞和位移器的設計，使工作媒體的溫度和壓力變化得以分離。Phillip等人提供了有關循環在可持續發電的環保應用中，用于私人和車隊車輛的研究，該發電機使用分段旋轉位移器。
進行了β型Stirling發動機與杠杆傳動的新配置的仿真和實驗，發現最低的壓縮比和充電壓力是有用的。在設計、建造和測試經濟型β型構造的菱形傳動斯特林發動機，使用大氣壓下的空氣作為工作流體，以應用于印度的生物質燃料。一個全尺寸的發動機必須産生足夠的功率。由于遙遠地區電力的典型應用是照明，是以将使用操作30瓦電燈泡所需的功率作為本發動機的目标。
市場調查顯示，300瓦将足以為一個家庭提供照明。是以，全尺寸發動機的發電目标将為300瓦。在本文中，詳細介紹了進展發展的各個方面（設計、建造和實驗）到最終階段。通過測試所建造的原型機，确定了哪些參數影響性能，并設計了一個模型來預測發動機的行為，以便可以将原型機的行為作為基線，提高各種生産公司（無論其大小和類型）使用品質工具的意識。
每種發動機類型的優缺點都被列出并進行了客觀評估，以确定哪種發動機最适合該項目。每個标準都被賦予了不同的重要性水準，具體取決于引擎的特定應用需求。這些标準和權重因素在決策矩陣中使用，列在表1中。β型得分最高，而γ型得分最低。，β型被選擇作為該項目的發動機類型。β型的工作原理是使用一個置換器在容器的冷側和熱側上置換空氣。
在設計、制造和測試一款低溫差β型菱形驅動斯特林發動機樣機，其掃氣量為75cc。研究采用了低成本設計方案，包括低壓力、空氣工質和采用标準零部件和标準材料選擇。進行了各種實驗，以研究發動機的性能。發動機在400˚C（752˚F）和500˚C（932˚F）的火焰溫度下，分别以280rpm和630rpm的速度啟動并達到穩定工作狀态，發動機速度随着火焰溫度的升高而增加。
嘗試采用各種金屬來制造樣機，發動機塊采用鋁制造，墊片和密封圈采用Lexan、Neoprene或天然橡膠制造。在未使用再生器的情況下，該樣機也提供了可接受水準的工作功率，并提高了發動機的性能特性。
結論：介紹了斯特林發動機的原理、曆史和應用，并對三種不同的驅動配置進行了比較。通過對這些驅動配置的七個評價标準進行評估，發現自由活塞驅動配置是設計斯特林發動機最合适的選擇。此外，還介紹了一種低溫差β型菱形驅動斯特林發動機的原型機，使用了低成本的設計選擇，包括低壓力、空氣工作流體和使用标準零件和材料。
