Le développement du moteur Stirling a commencé dans le but d'être une alternative à la machine de valeur en raison de certains avantages qu'il avait par rapport à la machine à vapeur alors populaire.
Au fil du temps, certains inconvénients par rapport aux moteurs à combustion interne ont laissé le moteur Stirling en arrière-plan.
Avantages du moteur Stirling par rapport aux moteurs à combustion interne
Les principaux avantages d'un moteur Stirling par rapport à un moteur Otto, un moteur diesel ou une machine à vapeur sont:
- L'installation de maintenance
- Ce sont des moteurs plus silencieux
- Les moteurs Stirling offrent de meilleures performances que les moteurs à combustion interne alternatifs.
- Plus grande polyvalence de carburant.
Facilité de maintenance. Le moteur Stirling est un moteur à combustion externe, ce qui signifie que la chaleur est transmise au fluide de travail à travers un échangeur; l'absence de contact direct entre le mélange de gaz combustible et toutes les pièces mécaniques mobiles réduit l'usure, le besoin de lubrification et la maintenance conséquente du moteur Stirling.
Moins de bruit. Le moteur Stirling ne possède pas non plus de soupapes ou d'explosions, il est donc plus simple d'un point de vue constructif. Les vibrations générées sont plus faciles à contrôler et beaucoup moins bruyantes qu'un moteur à combustion interne.
Meilleure performance Le moteur Stirling est le seul capable d'approcher la performance maximale théorique connue sous le nom de performance Carnot, en fait, il l'atteint théoriquement, donc en ce qui concerne les performances du moteur thermique, c'est la meilleure option.
Le moteur Stirling offre une bonne réponse aux basses températures. Ce moteur alternatif fonctionne mieux avec des températures ambiantes froides, contrairement à la combustion interne, qui démarre facilement à une température chaude, mais avec des problèmes de températures froides.
Polyvalence du carburant. Le moteur Stirling peut fonctionner sur une source de chaleur, par exemple, la combustion du bois, du charbon, du gaz, du biogaz, combustibles liquides et même l'énergie solaire, l'énergie nucléaire: il existe des exemples commerciaux en utilisant certaines des sources mentionnées. En revanche, les moteurs à combustion interne sont limités à l'utilisation d'essence dans le moteur Otto, ou de diesel dans le moteur diesel.
Inconvénients du moteur Stirling par rapport aux moteurs à combustion interne
Les principaux inconvénients d'un moteur Stirling par rapport à un moteur à combustion interne alternative sont les suivants:
- Plus grand volume et plus de poids
- Coût économique plus élevé du moteur
- Le moteur Stirling démarre plus lentement
- Plus dangereux
Plus volumineux et lourd. La combustion externe, qui nécessite des échangeurs de chaleur aux points chaud et froid, rend le moteur Stirling généralement plus encombrant et plus lourd qu'un moteur à combustion interne générique avec la même puissance de sortie.
Coût élevé. Les moteurs Stirling nécessitent des échangeurs de chaleur d'entrée et de sortie, qui contiennent le fluide de travail à haute température, et doivent résister aux effets corrosifs de la source de chaleur et de l'atmosphère. Cela implique l'utilisation de matériaux qui adressent de manière significative la machine.
Démarrage plus lent. L'inertie thermique inhérente d'un moteur à combustion externe le rend plus lent à démarrer. Pour cette raison, le moteur Stirling ne convient pas aux applications nécessitant des démarrages rapides ou des changements rapides de vitesse.
Plus dangereux. Le mélange de lubrifiants et combustibles liquides air dans le moteur peut produire des mélanges explosifs en raison de l'oxygène contenu dans l'air, un danger est accentué dans les moteurs à haute pression. Le problème a été résolu en utilisant des gaz de réduction du travail (hydrogène) ou neutre (hélium, de l'azote) ou sans l'utilisation de lubrifiants conventionnels.
