捷克火箭

史特林引擎發明與原理

1816年英國牧師羅伯特.史特林,應用熱氣球上升與下降的原理來設計一種新的熱力機械,從而發明了和蒸氣引擎一樣是外燃機的史特林引擎.利用熱源加熱底部的金屬板，使密閉的溫差氣室內部氣體膨脹，推進內含活塞的汽缸當中，把連桿向上舉。氣體作功後，能量消耗、體積收縮，溫差氣室內的移氣胴體落下，牽動連桿使飛輪轉動.

史特林引擎的特點

1.史特林引擎是一個將熱能轉換成動能的熱機(heat engine)，然而史特林引擎的原理和您汽車中的內燃機引擎(柴油與汽油引擎),卻大大的不同。所謂「內燃」機是指燃料在引擎內部燃燒、產生動力，而史特林引擎卻是一部「外燃」機，也就是熱源在引擎的外部。內燃機引擎有一連串進氣－壓縮－燃燒－排氣的循環，史特林引擎中的氣體卻是完全密封在引擎中，作為熱轉換成機械功的媒介，引擎動作過程中汽缸內沒有爆炸或燃燒發生，也不需要進氣排氣閥來排放燃燒後的高壓廢氣，也因為如此，史特林引擎的構造相對比較簡單，運轉也非常安靜.

2.由於其外觀透明,所以可以從外面清楚看到並理解其機械構造,最適合說明熱力機構產生熱力的機制.

3.製作者可以自行設計,裝配與選擇適當的材料,達到訓練創造設計上很重要的錯誤嘗試能力的培養.

4.作為技術教育的載具,史特林引擎非常適合.由於其作動條件非常嚴格,稍微的加工誤差也將影響其作動特性,史特林引擎的特性非常纖細,雖然其零件不多,但一般皆必須經過微妙的調整,才能動作.因此製作者必須設法發現問題並設法解決.這對問題解決的工程創造力的培養有很大的效果

5.史特林引擎的製作可由模型開始,從而穫得造物的經驗,將來可進而接近實用引擎的設計與製造.

史特林引擎的發展與應用

史特林引擎靠著氣體在加熱汽缸內吸熱後膨脹產生動力的方式顯然緩慢、溫和。要提升史特林循環的動力輸出，改進的思考重點經常在於密閉汽缸內氣體如何快速吸熱、散熱，例如拉大加熱源和冷卻源之間的溫度差，在冷卻汽缸加裝散熱片來加速冷卻的速度等.

基本上史特林引擎是以外部熱源加熱汽缸內氣體膨脹產生動力，熱傳遞、溫度上升下降的過程，需要一段時間將熱傳導穿越汽缸壁進入引擎內的氣體中，這表示史特林引擎需要一段時間暖機才能產生有用的動力，而且引擎沒有辦法很快的改變其動力輸出，像是突然加速、減速等等.

史特林引擎動力產生和緩、穩定的特性，使得其很適合另一項重要的能源應用－發電！史特林引擎一個很重要的優勢，就是其使用外部熱源，只要是能夠產生熱，皆可用來做為推動的能源，所以並不僅限於可燃燒的燃料(汽油,柴油,酒精,瓦斯)，像是太陽能,地熱等自然、潔淨的能源，都可以用來運作史特林引擎，目前史特林引擎研究方向也多半朝向發電的應用.