Быстрое развитие использования традиционных двигателей воспринимался нормально до времени, когда начали обращать внимание на проблему исчерпания традиционного топлива. Все чаще возникают новые идеи и проекты, которые ищут замену предыдущим моделям. Порой обращают взгляд в историю.
Еще в 1816 году был выдан патент на тепловую машину, которую назвали экономайзер. Это двигатель внешнего сгорания, а теперь этот вариант чаще называют двигателем Стирлінга. Эта тепловая машина, работающая не только от сжигания топлива, но от любого источника тепла, например – солнечных лучей.
Уже в 1908 году конструкционная совершенство двигателя Стирлінга позволила ввести его использования для ткацких станков, для вращения винтов судов, даже для подачи воздуха в церковные органы. Но уже после 1920 года распространились двигатели внутреннего сгорания, что повлекло забвение предыдущей технологии.
При появлении в наше время новых высокопрочных термостойких материалов, электронных систем управления и новых технологий производства, двигатель Стирлінга снова притягивает к себе внимание.
Это поршневой двигатель с внешним подводом теплоты от любого источника. Рабочее тело двигателя находится в закрытом контуре и его химический состав не изменяется во время работы двигателя. Удельная мощность двигателя Стирлінга (мощность на единицу рабочего объема) соответствовало мощности дизеля.
Одна из конструкций – расположение цилиндров под углом 90°. Один цилиндр нагревается внешним источником тепла, а другой охлаждается. Цилиндры заполнены газом и соединены друг с другом, а их поршни механически соединены с помощью устройства, который обеспечивает определенный порядок их движения. Горячая полость соединена с холодной через регенератор и охладитель. Регенератор является тепловым аккумулятором, предназначенным для избежания потерь тепла. Он забирает тепло рабочего тела при перетекании из горячей области в холодную и отдает ее при обратном перетекании рабочего тела. Материал регенератора должен иметь высокую теплоемкость и низкую теплопроводность, чтобы предотвратить передачу тепла к охладителю. Охладитель воспринимает основную часть тепла, которая отводится от рабочего тела. По сравнению с дизелем, в систему охлаждения двигателя Стирлінга отводится вдвое больше тепла.
Преимуществами двигателя Стирлінга является то, что существенно уменьшается расход на смазку, низкие выбросы, малошумный, несложное техническое обслуживание. Недостатком является то, что он громоздкий из-за больших размеров теплообменников. Такие двигатели дороже в производстве, но дешевле в работе.