跟常见的内燃机相比，斯特林发动机看起来有些奇怪，虽然它比汽油机和柴油机出现的都早。过去，斯特林发动机一直被当做一种巧妙却不实用的科学装置，但是现在西方国家的一些先进的潜艇开始用它做动力，在它被发明将近150年后，终于开始为人类做贡献了。

      1861年，罗伯特.斯特林(Rober Stirling)发明了以他的名字命名的一种发动机，这种发动机与当时使用的蒸汽机比较，更安全，效率更高。可是由于输出的功率很小，一直未能投入实用。在能源危机和环保问题凸显的今天，这种发动机重新开始被重视。

      斯特林发动机的优点有：

      1、可以使用任何燃料，甚至太阳能；

      2、利用气体吸热膨胀和放热收缩两个过程做功，因而效率很高，我们知道类似的蒸汽机只利用了水蒸气受热膨胀一个过程做功；

      3、工作温度可以比内燃机或蒸汽机低很多，因此很容易加工制造，甚至利用家庭工具DIY；

      下图是利用太阳能的斯特林，很是壮观。

 

      斯特林发动机有很多种结构形式，但是总结起来主要有下面两种：

      1、双活塞式：

 

      这种结构的斯特林发动机有2个气室，这两个气室一个被加热，一个被冷却，而且是相通的。气体受热膨胀和遇冷收缩的过程，分别压迫2个活塞做功，一部分能量传给飞轮，支持完成不做功的行程。

      2、置换器式：

 

      这种结构只有一个气室，下半部分被加热，上半部分制冷，通过中间的置换器迫使气体在两个部分之间交换，分别进行膨胀和收缩的过程。

      什么？什么？看不懂！没关系，这既不是我说的不明白，也不是你的智商低，这东西确实有些不好理解，请看下面这个模型，相信会有助于你的理解。

 

      这是我们科技小制作网{域名已经过期}原创的一种模型，据我所知以前还没人提出来过，我们暂且把它称作“皮蛋豆腐模型”。

      这个装置是这样的：一个平衡的杠杆，左侧固定了一个气缸，气缸里是密闭空气，活塞可以左右活动。气缸下端的酒精灯持续对气缸里的空气加热，空气受热膨胀，推动活塞向右移动，重心转移，打破杠杆的平衡，使得杠杆顺时针转动，成为图里2的状态。

      在2的状态，气缸离开酒精灯的加热范围，里面的气体冷却收缩，反向做功，活塞在大气压的推动下向左移动，杠杆重新回到1的位置。

      气缸内空气重新被加热，开始下一个循环。

      这个装置没有复杂的飞轮、曲轴、活塞和气体置换器，却能够很好地说明斯特林发动机的原理。在1的状态下，气体受热膨胀做功，2的状态气体遇冷收缩做功，因而效率比蒸汽机或内燃机都要高。

      下面是我实际制作的装置，用玻璃注射器代替气缸和活塞。

 

      我的这个装置未能成功，我想原因有：

      1、我用的是5毫升容量的注射器，里面参与做功的空气太少，20毫升的注射器或许成功的几率要大些；

      2、玻璃散热性能不好，加热后活塞向右移动，达到2的状态，但迟迟不能缩回左面，或许应该用散热好的金属；

      3、活塞漏气；

      正在设想用易拉罐做气缸，假如做成功了，以后会发上来。

      我设想的这种模型应该会有实际用途，比如油田用的抽油机：

 

      传统的抽油机通过机械装置，把电动机的转动变成杠杆的左右摆动，因此它也被形象地称作“磕头机”。而“皮蛋豆腐模型”直接输出的就是摆动，而且结构简单许多，因此效率也就高很多，而且可以使用重油、煤炭甚至木柴、太阳能等做能源，节约了宝贵的电能。

来源：科技小制作网{域名已经过期}