Двигун Стірлінга (ДС) — тепловий двигун із зовнішнім підводом тепла. Він працює за замкненим термодинамічним циклом Стірлінга. Незмінна кількість робочої речовини циркулює між двома камерами із різними температурами, де по черзі нагрівається та охолоджується. За рахунок цього змінюється тиск робочої речовини, який і рухає робочі поршні. Роберт Стірлінг запатентував цей тип двигуна у 1816 році.
Створення мініатюрних двигунів Стірлінга є популярним напрямом технічної творчості.
Двигун при роботі створює значно менше шуму, ніж двигуни внутрішнього згоряння, оскільки відсутній викид робочого тіла назовні.
Ідея стірлінга дозволяє складати найрізноманітніші конструкції двигуна для найрізноманітніших призначень, що дає вихід творчості умільців. Як частини двигуна використовуються банки з-під пива, скляні консервні банки, м'ячі, автомобільні шини, пінопласт тощо.
Видатною особливістю стірлінга є те, що маленький стірлінг працює не гірше за великий. В маленькій камері швидше вирівнюється різниця температур, процеси майже ізотермічні. Тобто, якісно зроблений модельний двигун буде працювати навіть краще від великого.
Двигуни Стірлінга мають вагомі переваги порівняно з двигунами внутрішнього згоряння, а саме:
незначна витрата мастильних матеріалів;
дуже низькі викиди основних шкідливих речовин, які на порядок нижчі за ДВЗ, завдяки сталому згоранню палива у сприятливих умовах;
незначний рівень шуму двигуна Стіргінга, що пояснюється відсутністю механізму газорозподілу, а також плавним безперервним процесом згоряння, на відміну від вибухоподібного згоряння в циліндрах ДВЗ;
невеликий обсяг технічного обслуговування;
абсолютна некритичність до виду палива;
двигун однаково добре працює і в спеку, і в мороз, на відміну від ДВЗ, який в холоди треба спочатку прогріти.
Недоліки двигунів Стірлінга (ДС)
ДС має велику матеріалоємність у порівнянні з ДВЗ. Це спричинено самим принципом роботи, згідно з яким робоче тіло гріється і охолоджується зовнішніми джерелами, скрізь стінки робочих циліндрів. Оскільки усередині двигуна знаходиться газ під великим тиском, до стінок циліндрів висуваються дуже жорсткі вимоги: вони повинні тримати цей тиск та добре передавати тепло.
В порівнянні з тим же ДВЗ ДС важче також через те, що має охолодження робочого тіла. ДВЗ просто викидає відпрацьований газ назовні, а набирає холодне свіже повітря.
ДС має високий коефіцієнт корисної дії при використанні у конструкції регенератора тепла. Це також збільшує вагу і ціну конструкції.
Оскільки у системі присутні дві робочі камери, об'єми яких змінюються поршнями, то для ефективної роботи необхідна складна система, що зв'язує поршні.
ДС дуже повільно реагує на зміну кількості тепла, що поступає від джерела нагріву. Тому для використання ДС у транспорті доводиться долучати досить специфічні засоби керування потужністю, які теж додають ваги пристрою. Це: зміна об'єму робочого тіла у двигуні або ж зміна фазового кута між рухом поршнів. Але зміна фазового кута дозволяє миттєво реагувати на керування, а також дозволяє миттєво перетворити двигун на тепловий насос і накопичувати енергію гальмування у вигляді тепла.
Застосування двигуна Стірлінга
Високий коефіцієнт корисної дії привертає увагу інженерів до цього типу двигунів. Принцип дії не залежить від джерела тепла — це може бути атомний реактор, або горнятко кави.
Цікавим є застосування ДС для перетворення сонячного тепла.
Застосування ДС як електрогенератора для військового підводного човна, дозволило конкурувати із атомними субмаринами за тривалістю автономного плавання.
