O desenvolvimento do motor Stirling começou com o objetivo de ser uma alternativa à máquina de valor devido a certas vantagens que teve em relação à então popular máquina de vapor.
Ao longo do tempo, certas desvantagens em relação aos motores de combustão interna deixaram o motor Stirling no fundo.
Vantagens do motor Stirling em comparação com os motores de combustão interna
As principais vantagens de um motor Stirling em comparação com um motor Otto, um motor diesel ou uma máquina a vapor são:
- A facilidade de manutenção
- São motores mais silenciosos
- Os motores Stirling oferecem melhor desempenho do que os motores alternativos de combustão interna.
- Maior versatilidade do combustível.
Facilidade de manutenção. O motor Stirling é um motor de combustão externo, o que significa que o calor é transmitido para o fluido de trabalho através de um permutador; a ausência de contato direto entre a mistura de gás combustível e todas as peças mecânicas em movimento reduz o desgaste, a necessidade de lubrificação e o conseqüente manutenção do motor Stirling.
Menos ruído. O motor Stirling também não possui válvulas ou explosões, por isso é construtivamente mais simples. As vibrações geradas são mais fáceis de controlar e muito menos barulhentas do que um motor de combustão interna.
Melhor desempenho O motor Stirling é o único capaz de se aproximar do desempenho máximo teórico conhecido como desempenho Carnot, de fato, ele consegue teoricamente, no que diz respeito ao desempenho do motor térmico, é a melhor opção.
O motor Stirling oferece uma boa resposta a baixas temperaturas. Este mecanismo alternativo funciona melhor com temperaturas ambiente frias, em contraste com a combustão interna, que começam facilmente em uma temperatura quente, mas com problemas em temperaturas frias.
Versatilidade de combustível. O motor Stirling pode funcionar com qualquer fonte de calor, por exemplo, queima de madeira, carvão, gás, biogás, combustíveis líquidos e até energia solar, energia nuclear: existem exemplos comerciais que utilizam algumas das fontes mencionadas. Em contrapartida, os motores de combustão interna estão limitados ao uso de gasolina no motor Otto, ou diesel no motor diesel.
Desvantagens do motor Stirling em relação aos motores de combustão interna
As principais desvantagens de um motor Stirling em comparação com um motor alternativo de combustão interna são as seguintes:
- Grande volume e maior peso
- Custo econômico mais alto do motor
- O motor Stirling tem um início mais lento
- Mais perigoso
Mais volumoso e pesado. A combustão externa, que requer permutadores de calor em pontos quentes e frios, torna o motor Stirling geralmente mais volumoso e pesado do que um motor de combustão interna genérico com a mesma potência de saída.
Alto custo. Os motores Stirling requerem trocadores de calor de entrada e saída, que contêm o fluido de trabalho de alta temperatura e devem resistir aos efeitos corrosivos da fonte de calor e da atmosfera. Isso envolve o uso de materiais que abordem significativamente a máquina.
Início lento. A inércia térmica inerente de um motor de combustão externo torna mais lento o início. Por esta razão, o motor Stirling não é adequado para aplicações que requerem arranques rápidos ou mudanças rápidas na velocidade.
Mais perigoso. A mistura de ar e fluidos combustíveis lubrificantes dentro do motor pode produzir misturas explosivas devido ao oxigênio contida no ar, um perigo acentuado nos motores de alta pressão. O problema foi resolvido usando gases de trabalho de redução (hidrogênio) ou neutro (gás de hélio) ou sem o uso de lubrificantes convencionais.
