斯特林发动机

斯特林发动机（）又名熱空氣引擎，是一种基于斯特林循环的闭循环活塞式热机。闭循环的意思是膨胀和压缩介质一直保存在气缸内；而开循环，如内燃机需要与大气交换气体。

 历史 
伦敦的牧师罗伯特·斯特林（Robert Stirling）于1816年发明的，所以命名为“史特林引擎”（Stirling engine）。

 工作原理 
斯特林发动机透過气体吸收热源的内能，热胀冷缩做功，然后接触冷源，气体压缩，使活塞复位。发动机内的工作气体处于封闭中，因此可以用惰性气体来作为介質。以简单的双缸斯特林为例，斯特林发动机的工作过程可以分为如下几个阶段斯特林发动机工作原理 ：
右侧气缸与热源接触，缸内气体受热膨胀，对右侧活塞做功，活塞上升，接近于等温膨胀过程。
左侧活塞上升，右侧活塞下降，工作气体进入左侧气缸，接近于等容放热过程。
左侧气缸与冷源接触，缸内气体冷却收缩，左侧活塞下降，接近于等温压缩过程。
左侧活塞继续下降，工作气体返回右侧气缸，接近于等容吸热过程，完成一个循环。
理想情况下，等容放热量与等容吸热量相同，等温膨胀吸热量高于等温压缩放热量，输出机械能。

配气活塞式斯特林发动机的原理，配气活塞斯特林发动机有配气活塞和动力活塞两个活塞。其中配气活塞并不密封，气体可以从其和气缸间的缝隙中自由流动：
底部气体受热，配气活塞向上运动。
配气活塞上部气体受到压迫，一部分推动动力活塞运动，一部分从缝隙中进入配气活塞底部受热膨胀继续推动配气活塞。
动力活塞转动，带动飞轮，飞轮带动配气活塞向下运动。
配气活塞压迫气体进入上方，气体被冷却收缩，配气活塞上升，完成一个循环。

 背景 
在將熱變成機械功的轉換上，斯特林引擎在真實的熱機中可達最高的熱效率，至多80%，僅受工作氣體和引擎材料的不理想性質限制，例如摩擦、熱傳導性、抗張強度、緩慢、熔點等。

只要提供充足熱源，此引擎理論上可用被任何熱源推動，包括太陽能、化學能和核能。

與內燃機相比，斯特林引擎往往維修需求較低，更高效、更安靜、而且更可靠。它們傾向被應用於某些特殊用途以發揚其獨特優點。特別是首要目標非減低每單位功率的投資成本（金錢/千瓦），而是減低引擎產生每單位能量的成本（金錢/度）的時候。

在額定功率下，斯特林引擎的投資成本目前比內燃機引擎高，而且通常更大更重，因此這引擎科技很少單獨以此作為競爭基準。然而在一些用途上（例如需要靜音的潛艇），適當的本益分析可令斯特林引擎優於內燃機引擎。

近年來，鑑於能源成本普遍上漲，能源短缺和全球暖化之類的環境問題，斯特林引擎的優點愈來愈顯著。也有人将斯特林发动机运用在了实验车辆上。
對斯特林引擎科技提高興趣促進了斯特林裝置的研發。其應用涵蓋藉由不相容於內燃機的豐富能源抽水、宇基太空航行、發電，像是太陽能、農業廢料還有家庭垃圾。

另一個斯特林引擎的潛力是，若供應機械功，它可以作為一種熱泵。已有實驗利用風能驅動斯特林熱泵作為家用冷暖空調。thumb|left|很小的斯特林发动机

問題在于（1）散熱器巨大，无法用于移動机器如汽車，（2）材料要求過高，沒有材料可平價用于大功率引擎。

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 资料来源 

延伸閱讀

 R.C. Belaire (1977). "Device for decreasing the start-up time for stirling engines", US patent 4057962. Granted to Ford Motor Company, 15 November 1977.










外部連結



 I. Urieli (2008). Stirling Cycle Machine Analysis 2008 Winter Syllabus
 Simple Performance Prediction Method for Stirling Engine 
 Explanations stirling engine and demos 
 Shockwave3D models: Beta Stirling and LTD

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