斯特林发动机燃料来源广泛,具有很高的热效率,具有很少的气体污染,工作的时候具有很低的噪音,且工作时性能很稳定,以及它具有简单的结构,是维修方便的一种新型发动机。本文主要研究内容与成果如下:(1)应用Schmidt分析法,结合matlab数学软件,设计一款低功率的α型斯特林发动机模型,并对其主要的部件:加热头、冷却器、高温侧活塞、低温侧活塞、飞轮以及连杆的尺寸进行设计,并理论上验证设计的合理性。(2)应用Solidworks软件,对所设计的α型斯特林发动机模型,在空间上进行三维建模,了解实物各个零部件的结构分布,以确保每个部件设计的合理性与位置分布的正确性,使实物更具体直观。(3)应用等温分析法,结合α型斯特林发动机的计算公式,对所设计的α型斯特林发动机模型进行结构性能参数分析,找出关键影响因子:温度比、相位角、死容积比等参数对发动机输出功率的影响,并对参数进行合理的选取,应用正交试验分析法,进行正交试验设计,对影响小型斯特林性能因子进行方差和极差的分析,以此来获得影响因子的较优水平组合以及显著性,使得斯特林发动机的输出功率达到较优性能值。(4)对所设计α型斯特林发动机模型进行稳态性能分析,分析加热器管壁平均温度、发动机转速、平均循环压力等稳态性能影响因子对斯特林发动机有效效率、指示效率与外燃效率等性能参数的影响,并用originlab进行数据的科学处理及作出曲线图,获取影响因子的较优范围,使得斯特林发动机的热效率达到较优的性能状态。(5)进行斯特林机模型试验分析,定性验证所设计的斯特林机模型的可行性。同时,分析了斯特林发动机两个气缸摆放的高度与惯心轮的高度差对斯特林发动机性能的影响。