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双作用斯特林发动机的活塞及活塞杆密封结构
作者：徐静
来源：《科协论坛·下半月》2013年第05期
摘 要：对双作用斯特林发动机的活塞和活塞杆的密封结构进行归纳和总结：活塞密封一般采用组合式活塞环或附有涨簧的活塞环，并采用两道密封结构；活塞杆的多种密封方式中，自紧式密封和隔膜式密封应用前景较为广阔。以上结论对双作用斯特林发动机的设计研发具有参考和借鉴作用。
关键词：双作用 斯特林发动机 活塞 密封
中图分类号：TB651 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-065-02 1 前言
斯特林发动机是19世纪初苏格兰牧师罗伯特·斯特林发明的一种外燃机。它依靠外部热源对密封在机器中的气体工质加热，使其不断热胀冷缩，进行闭式循环，推动活塞做功。
斯特林发动机具有不受热源形式限制、运行噪声低、热效率高等突出优点。双作用斯特林发动机是最有前途的斯特林发动机。双作用，是指气缸中的活塞，既起配气活塞的作用，又起动力活塞的作用。斯特林发动机内部密封的工质通常为氢气和氦气，而且双作用斯特林发动机各缸是相互联系的，这些都对其密封性能提出了较高的要求。
2 活塞的密封
双作用式斯特林发动机活塞的工作条件是配气式活塞和动力式活塞工作条件的综合，活塞两端同时具有大的温差和压差，其工作条件相对恶劣。活塞下部设置的密封装置为采用特殊结构和材料的活塞环。双作用活塞环一般为组合式环或附有涨簧的活塞环。所谓组合式环就是在钢质或铁质活塞环的外表面镀上一层鲁隆，厚度1-1.5毫米。设置涨簧的活塞环，具有良好的密封能力，在鲁隆环磨损20-30%后仍具有良好的密封性能。
双作用活塞的两端的热腔和冷腔分别属于两个独立的循环系统，在一个循环中压差方向变化一次。为了获得一致的环的密封特性，双作用斯特林发动机均采用两道密封环，在两个环槽中再设置一个槽，并与活塞头的内腔沟通。工作时，活塞头的内腔充满工质，并始终保持其压力为最小循环压力。
3 活塞杆的密封