自製史特林引擎 周鑑恒 2002.06科學月刊
用日常生活所用的物品、學校實驗室裏常見的工具，參照本文的製程，即打造一具屬於自己的引擎。
擁有一具自製的引擎，恐怕是許多人孩提時都曾有過的夢想，作者也不例外。但是，沒有精密的重型工具機，不用強韌堅硬的合金材料，沒有詳細的藍圖，可能嗎？眼見為真，就用日常生活所用的物品、學校實驗室裏常見的工具，參照本文的製程，打造一具屬於自己的引擎吧！雖然這具引擎馬力有限，但可帶給參與者難以置信的驚奇和對熱機更直接具象的了解。教學的效果和樂趣真非筆墨所能形容。
自製此套設備所需的材料：
（1）廉價鋼杯一個（直徑約10.5cm，高9.8cm）；
（2）小學生在作業簿上書寫鉛筆字必備的塑膠墊板一塊（厚1.3mm，硬質的才適用。其他厚塑膠板亦可）；
（3）美勞用的珍珠板一塊（厚25mm，美術社有售）；
（4）布告欄用的軟木塞板（厚5mm）；
（5）粗約0.4mm的吉他鋼弦（樂器行有零售）；
（6）玻璃毛細管（外徑6mm，內徑0.8mm）；
（7）圓木棒一小截（直徑2cm，長約6cm）；
（8）直徑1.2mm玻璃纖維棒（釣具店可買得到。一般美工刀難以切斷，須以小型砂輪裁切）；
（9）π×3.522×2mm3圓餅狀釹鐵硼稀土強磁兩塊；
（10）直徑10mm、長約6cm的PE棒；
（11）內徑6cm，管壁厚3mm的PVC水管；
（12）乳膠手套（藥局有售。避孕用的保險套或一般氣球均可代用）；
（13）顯微鏡用的載玻片；
（14）白楊木條若干（五金行有售。白楊木硬度恰好，加工容易）。
所需的工具：
（1）小型車床和鑽床；
（2）老虎鉗、美工刀；
（3）AB膠、熱熔膠、強力膠。
製程如下：
（一）依圖一所示，在厚塑膠墊板上鑽出直徑1.6cm的圓孔和另一直徑1mm的小孔。再將內徑6cm、厚3mm的PVC水管鋸成高3cm的圓環，剪下乳膠手套手心或手背處一塊平整的部分，蒙在高3cm的圓環的一面，用AB膠密實黏妥，並箍上橡皮筋加強密封，再將兩塊π×3.522×2mm3圓餅狀強磁隔著乳膠手套剪成的隔膜相互吸住；用車床將圓木棒車出一小截，並於其中心鑽一恰容玻璃毛細管（外徑6mm，內徑0.8mm）的孔，將玻璃毛細管塞入，也用AB膠密實黏妥，密封其間隙。之後把上面蒙有乳膠隔膜的圓環、中心塞入玻璃毛細管的圓木棒，分別黏牢密封在厚塑膠墊板上（見圖二）。
（二）將PE圓棒用車床鑽一恰容直徑1.2mm玻璃纖維棒在其中自由轉動的小孔，以PE棒為軸承，玻璃纖維棒為轉軸。把白楊木條鋸成兩截，一截作為7cm長的配重曲柄，此截配重曲柄須鑽兩相距8mm的平行小孔，小孔能緊緊塞入作為轉軸的玻璃纖維棒；另一截作為1.2cm長的出力曲柄，於此截鑽兩相距5mm的平行小孔，這兩小孔也得能緊緊塞入作為轉軸的玻璃纖維棒。依圖三所示，將玻璃纖維轉軸置於PE棒軸承中，再組合配重曲柄和出力曲柄。注意使兩者之夾角為90°，同時以AB膠固定轉軸和曲柄，使之在運轉時不會變形；另外，粗約0.4mm的吉他鋼弦一瑞掛在配重曲柄上（吉他鋼弦一瑞現成有圓形銅扣，恰好可用），其另一端穿過玻璃毛細管，將在最後黏結珍珠板和軟木墊合成的移氣胴體。緊接著製作一白楊木質連桿（長約12.5cm），連桿一端，鑽一小孔，連結出力曲柄（見圖三），另一端將在最後黏結乳膠隔膜上圓餅狀強磁。
（三）以白楊木製成高約15cm支架，牢牢黏在厚塑膠墊板上，再穩固安裝PE棒軸承於支架頂端。
（四）如圖一所示製作圓柱狀移氣胴體，圓柱狀胴體的直徑約9cm，高約6.5cm，底部三塊厚5mm的軟木墊用來防止珍珠板（兩塊共厚5cm）受熱融化。若有其他質輕且不會融化的材質（例如：巴沙木），一體成型更佳。
（五）最後，以適當長度的吉他鋼絲懸掛移氣胴體，使配重曲柄旋轉而使移氣胴體在綱杯中上下振動時，儘可能接近綱杯底部，卻不致撞及綱杯底部，儘可能接近綱杯上方墊板，卻不致撞及綱杯上方墊板（移氣胴體最高時離墊板約5mm即可）。把移氣胴體置於綱杯中，綱杯與墊板用強力膠黏合密封。連桿與圓餅狀強磁以AB膠黏結，將載玻片當作配重黏在配重曲柄上，即大功告成（見圖四）。
起動引擎的方式很簡單：點燃一枝蠟蠋，以蠋火加熱鋼杯底部約三分鐘後（見圖五），用手撥動配重曲柄，注意轉動方向不可弄錯，若發覺起動不了，換個方向試試，並詳細檢查所有接縫有無漏氣，以膠加以填補後再發動。若一切正常，持續加熱，此引擎即不停轉動，直至燃料耗盡，方才罷休 |
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楼主
发表于 2007-7-17 20:54
