介绍了一种大冷量长寿命斯特林制冷机的热环境适应性试验研究,包括高低温循环筛选试验、高低温性能试验及热真空试验,对试验结果进行了分析。制冷机采用板簧支撑、无接触间隙密封等先进技术,制冷量达到6.8W/80K,功耗不大于150W,工作寿命30 000小时以上。

斯特林制冷机的性能测试结果是判定制冷机是否合格的重要依据。建立由软件和硬件相结合的自动测试系统，可实现多通道同时测试，实现数据的采集、存储和计算。自动测试系统的应用将极大的提高测试工作效率，实现测试数据的完整性和连续性。

斯特林制冷机在空间探测中的应用越来越广泛，其驱动控制也至关重要。针对特定的斯特林制冷机，设计了以FPGA作为核心的控制系统，简单介绍了系统的硬件结构以及直线电机的正弦波驱动波形，详细讲解了制冷机的启动、降温、稳温等过程控制，重点论述了温度PID算法实现的问题，通过跟踪制冷过程温度变化曲线，验证了控制模块的功能特性。

为设计出满足应用要求的长分置管斯特林制冷机,开展了制冷机的应用背景、设计要求、结构特点、关键技术的研究,并对影响制冷机应用的各类因素进行了分析。目前该型号制冷机已应用于机载红外探测装置中,经多次试验证明,该系统重复性好,运行稳定、可靠。

针对斯特林制冷机的振动模型分析了振动特点，分析了动力吸振器在斯特林制冷机振动控制中的应用，给出了动力吸振器的设计方法。

本文基于一台百赫兹气动斯特林制冷机,引入了一种随机烧结丝绒填料。通过REGEN与一维设计软件对回热器填料进行参数模拟,研究随机烧结丝绒的孔隙率对回热器内回热损失和流阻损失的影响,同时搭建实验台对不同填料参数的蓄冷器进行实验研究,验证本文对随机丝绒在不同温区的特性分析。实验表明,高温区随机烧结丝绒回热器具有较高的制冷效率,在制冷温度为180 K,输入功7.8 W时可以提供1.5 W制冷量,而在低温区,由于回热能力的不足,使得随机烧结丝绒型斯特林制冷机性能有明显的衰减,通过使用低孔隙率的随机丝绒可以增强在低温区的回热能力。

设计了一台100 W/77 K的分置式大冷量斯特林制冷机,其中气动弹簧组内置于空心排出器中,缩小了膨胀机的轴向尺寸。热端膨胀腔与压缩腔之间通过辐射状分布的分离式“明渠”结构通气槽连通,降低了加工难度。压缩机为对置式双气浮活塞结构,最大输入功率2 kW。介绍了该制冷机的热力设计和动力设计,给出了参数设计结果,最后分析了压缩机各类损失对制冷效率的影响。模拟结果表明,在1064 W的PV功下,制冷机77 K可以获得104 W制冷量,当压缩机效率大于85%,热端温度20℃时,电功消耗小于1252 W,比卡诺效率大于23%。

间隙传热以及气体泄漏问题,容易使制冷机运行效率进一步降低,影响制冷性能和制冷效果,为此间隙密封属于气动分置斯特林制冷机实际运行中的重要技术。文章先分析了间隙密封特点和间隙密封整体结构设计,随后介绍了间隙密封相关数值模拟,希望能给相关人士提供有效参考。

介绍了斯特林制冷机里使用的一种新型空心金属C型密封圈的制作工艺与选材、密封特点和使用优势。针对传统的橡胶密封圈、PTFE、金属实心银丝密封圈等泄漏率高、易失效等特点,金属C型密封圈制造精度高,经过多年的测试使用和论证,该密封产品在抗强冲击和耐强辐射的环境下,依然可以实现较高的可靠性和较低的泄漏率,漏率最低则可以达到10-9 atm.cm3/s.m,可以满足斯特林制冷机泄漏率的要求。

现代长寿命特林制冷机几乎都采用间隙密封、直线电机驱动和柔性板弹簧支撑技术,特别是还采用静压气体轴承以弥补柔性板弹簧刚度不足的缺点,消除摩擦,提高其寿命。本文分析了长寿命自由活塞斯特林制冷机中静压气体轴承的结构和性能影响因素以及其对制冷机性能的影响,为以后的研究提供帮助。最后,提出了以后的研究方向和重点。