配气活塞式斯特林发动机

下图是配气活塞式斯特林发动机（β式）的原理示意图。

工作原理

工作原理

气缸内部充满了气体（即工作介质，简称工质。）

上面的活塞称为“活塞”或“动力活塞”：

上移使得工质“膨胀”，下移使得工质被“压缩”；

下面的活塞称为“配气活塞”。

上移使得工质被“加热”，下移使得工质“冷却”。

观察曲轴排布，可知配气活塞领先动力活塞90°，得到的结果是：

1.“动力”下移，工质被压缩-->

2.“配气”下移，工质放热冷却--->

3.“动力”上移，工质膨胀-->

4..“配气”上移，工质被加热--->1.

简单来说就是冷却》压缩》吸热》膨胀》冷却组成的一个循环，即“斯特林循环”细节来说就是工质膨胀释放出来的功大于压缩工质消耗的功。

热的工质膨胀功比冷的工质膨胀功大，冷的工质比热的工质压缩功小。

那么如果使工质在冷时压缩，压缩功就小，在热时膨胀，膨胀功就大。

得到的结果就是输出功=（膨胀功-压缩功）为正，也就是开始运作。

斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。

斯特林发动机是伦敦的牧师罗巴特斯特林（Robert Stirling）于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”（Stirling engine）。斯特林发动机是独特的热机，因为他们实际上的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。这是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气（或氦）作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程。

外燃机：

外燃机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，有别于依靠燃料在发动机内部燃烧获得动力的内燃机。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。

优缺点：

由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔达到700℃，设备即可做功运行，环境温度越低，发电效率越高。外燃机最大的优点是其使用不受气压大小影响（对内燃机而言气压低会影响进气），非常适合于高海拔地区使用。

但是，斯特林发动机还有许多问题要解决，例如膨胀室、压缩室、加热器、冷却室、再生器等的成本高，热量损失是内燃发动机的2-3倍等。所以，还不能成为大批量使用的发动机。

由于热源来自外部，因此发动机需要经过一段时间才能响应用于气缸的热量变化（通过气缸壁将热量传导给发动机内的气体需要很长时间）。这意味着：

1、发动机在提供有效动力之前需要时间暖机。

2、发动机不能快速改变其动力输出。