Motor Stirling

Motor Stirling, tipo de motor que obtiene potencia mecánica de la expansión de un gas encerrado a alta temperatura. El motor fue patentado por el sacerdote escocés Robert Stirling y se usó como una pequeña fuente de potencia en muchas industrias durante el siglo XIX y los albores del XX. La necesidad de motores de automóvil con emisiones bajas de gases tóxicos hizo recuperar el interés por el motor Stirling, cuyos prototipos se habían fabricado con hasta 500 CV y con un rendimiento de un 30 a un 45%. Los motores de combustión interna tienen un rendimiento que va del 20 al 25%. Véase Motor de combustión interna.

El ciclo que proporciona el movimiento es el denominado ciclo Stirling, que consiste, en su forma más simple, en la compresión de una cantidad fija del llamado gas de trabajo (hidrógeno o helio) en la cámara de frío. Este frío comprime el gas, que se transfiere a la cámara de calor, calentada a su vez por un quemador externo. El gas se expande en la cámara y pone en marcha un pistón que proporciona el movimiento. El gas caliente expandido se enfría en ese momento y vuelve a la cámara de frío, donde el ciclo comienza de nuevo. El motor es capaz de transformar el calor en trabajo porque la expansión del gas a alta temperatura proporciona más trabajo que el que se requiere para comprimir la misma cantidad de gas a baja temperatura.

El calor de la cámara de expansión lo proporciona un quemador continuo externo, que puede funcionar con petróleo, alcohol, gas natural, propano o butano, y las emisiones producidas tienen cantidades mucho más bajas de carbono y gases tóxicos. El motor Stirling funciona suavemente, porque las variaciones de presión en las cámaras de comprensión y expansión son sinusoidales, es decir, relativamente graduales, tanto en ciclos explosivos como en los de combustión interna. La necesidad de una eliminación rápida del calor de los gases de trabajo requiere un radiador grande, lo que hace que este tipo de motores resulten menos adecuados para los automóviles pequeños.

Existe un elemento adicional al motor, llamado regenerador, que, aunque no es indispensable, permite alcanzar mayores rendimientos. El regenerador es un intercambiador de calor interno que tiene la función de absorber y ceder calor en las evoluciones a volumen constante del ciclo. El regenerador consiste en un medio poroso con conductividad térmica despreciable, que contiene un fluido. El regenerador divide al motor en dos zonas: una zona caliente y otra zona fría. El fluido se desplaza de la zona caliente a la fría durante los diversos ciclos de trabajo, reventando el regenerador.

Puede emplear 1, 2, 3 o más pistones