Hình 2.1. Robert Stirling (1790-1878)người phát minh ra đ ng cộ ơ Stirling
Robert Stirling (1790-1878) một mục sư người Scotland, ơng là người đầu tiên đã phát minh ra động cơ chạy bằng khơng khí nĩng vào năm 1816. Động cơ của Stirling thiết kế gồm cĩ một xi-lanh thẳng đứng đường kính khoảng 60 cm, cơng suất khoảng 1,5 kW.
Hình 2.2. Mơ hình đ ng cộ ơ Stirling của Robert Stirling năm phát minh năm1816.
Phát minh này được tạo ra nhằm thay thế cho động cơ hơi nước đang phổ biến lúc bấy giờ, nồi hơi của động cơ hơi nước thường xảy ra hiện tượng nổ do áp suất cao của hơi nước và nhiên liệu khơng thích hợp.
Tuy nhiên, những ý tưởng phát minh ra một loại động cơ mới thay thế cho đợng cơ hơi nước đã cĩ từ đầu những năm 1699 khi điều luật đầu tiên về khí thải ra đời. Năm 1807 một nhà phát minh người Anh George Cayley đã phát minh ra động cơ chạy bằng khí nĩng. Nhưng cho đến năm 1816 mơ hình động cơ Stirling của Robert Stirling được chú ý hơn cả và được xem là đáng giá nhất. Đây cũng là một loại động cơ nhiệt thuộc nhĩm động cơ đốt ngồi như động cơ hơi nước nhưng nguyên lý sinh cơng của hai loại động cơ này lại hồn tồn khác hẳn nhau. Đợng cơ Stirling sử dụng một nguồn nĩng để nung nĩng mơi chất cơng tác bên trong xi lanh làm cho nĩ giãn nở và sinh cơng, sau đĩ lại dùng một nguồn lạnh để giải nhiệt cho mơi chất cơng tác trước khi đẩy nĩ trở lại về phía đầu nĩng.
Động cơ Stirling được phát triển mạnh nhất vào năm 1850 khi một kỹ sư người Thụy Điển tên là J.Ericsson đã nghiên cứu và chế tạo ra những động cơ Stirling thực tế cĩ cơng suất từ 0,5 đến 5 HP. Chỉ riêng trong năm đĩ họ đã tiêu thụ được khoảng 2000 chiếc động cơ ở Anh và Mỹ. Những sau đĩ động cơ Stirling tiếp thục được nghiên cứu và chế tạo nhằm hồn thiện về kết cấu cũng như nâng cao cơng suất và hiệu suất. Tuy nhiên, sau khi động cơ xăng xuất hiện năm 1878 và động cơ diesel 1893, động cơ Stirling đã được sản suất ít dần và gần như bị lãng quyên trong một thời gian dài trong suốt nửa đầu thế kỷ 20.
Vào những năm cuối của thập niên 40 của thế kỷ 20, động cơ Stirling lại xuất hiện khá phổ biến dưới dạng tổ hợp máy phát điện xách tay do cơng ty Philips Electronics của Hà Lan chế tạo. Cũng trong khoảng thời gian này động cơ Stirling cịn được nghiên cứu thử nghiệm như một loại máy lạnh.
Hình 2.3. Tổ hợp động cơ Stirling- Máy phát điện của cty Philips
Trong lĩnh vực này động cơ Stirling đã đạt được những thành quả nhất định. Tuy nhiên, một thời gian ngắn sau đĩ, sự xuất hiện của ăcqui động cơ Stirling lại bị loại bỏ một lần nữa nhường chỗ cho những nguồn ăcqui cung cấp điện tiện dụng hơn nhiều.
Khơng dừng lại ở đĩ động cơ Stirling vẫn được nghiên cứu cải tiến bởi tính chất nổi bật của mình. Nếu chu trình nhiệt động học được thực tiễn hĩa thì hiệu suất nhiệt của động cơ Stirling sẽ tương đương với hiệu suất nhiệt của chu trình Carnot, tức là hiệu suất nhiệt sẽ cao hơn hiệu suất của bất kỳ động cơ nhiệt nào đã được sáng chế.
Những nghiên cứu phát triển ứng dụng động cơ Stirling trên các phương tiện giao thơng cũng đã được các nhà sản suất ơ tơ quan tâm từ giữa thế kỷ 20. Mặt khác do động cơ Stirling cĩ thể biến đổi trực tiếp năng lượng mặt trời thành cơ năng nên đã được nghiên cứu ứng dụng trên các con tàu khơng gian từ năm 1995. Ngày nay, nghiên cứu động cơ Stirling để sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh cũng đang được đẩy mạnh. Trong những năm gần đây ở các nước như Mỹ, Nhật và Châu Âu loại động cơ này đang được nghiên cứu trang bị cho tàu vũ trụ, phi thuyền sử dụng năng lượng mặt trời, tàu ngầm và các thiết bị làm lạnh.