Arbeitskolben

Der Stirlingmotor, auch Heißgasmotor genannt, ist eine Wärmekraftmaschine, in der ein abgeschlossenes Arbeitsgas wie Luft oder Helium von außen an zwei verschiedenen Bereichen abwechselnd erhitzt und gekühlt wird, um mechanische Energie zu erzeugen. Der Stirlingmotor arbeitet nach dem Prinzip eines geschlossenen Kreisprozesses und ist ein Beispiel für die Energieumwandlung von einer schlecht nutzbaren Energieform (thermische Energie) in die besser einsetzbare Energieform mechanischer Energie. Der Stirlingmotor kann mit einer beliebigen externen Wärmequelle betrieben werden. Es gibt Modelle, die bereits bei Anfassen durch die Wärme der menschlichen Hand in Gang kommen.[1]

Schnitt durch einen Stirlingmotor mit Rhombenantrieb

Inhaltsverzeichnis

Überblick

Das Arbeitsgas wird im erwärmten Bereich ausgedehnt und im kalten Bereich zusammengedrückt. Deshalb erzeugt es nutzbare mechanische Arbeit. Eine Stirlingmaschine, bei der der erwärmte Raum kälter ist als der gekühlte, muss von außen angetrieben werden und arbeitet als Kältemaschine. Stirlingmotoren haben typischerweise einen permanent heißen (erhitzten) und einen permanent kalten (gekühlten) Raum, zwischen denen das Arbeitsgas hin und her bewegt wird. In nahezu allen Stirlingmotoren gibt das heiße Arbeitsgas einen Teil seiner Wärmeenergie auf dem Weg zum kalten Raum an einen Speicher, den sogenannten Regenerator ab. Dieser nimmt die Wärme vorübergehend auf und gibt sie wieder an das Gas ab, wenn es vom kalten Raum zurück in den warmen Raum geschoben wird. Der Regenerator verbessert den Wirkungsgrad des Stirlingmotors, er speichert bis zu 80 % der pro Zyklus umgesetzten Wärme. Stirlingmotoren werden in der Regel als Hubkolbenmaschinen ausgeführt, es gibt aber auch Flachplatten-, Freikolbenmaschinen und Kreiskolbenmotoren.

Man unterscheidet zwischen drei Hauptbauarten: dem Alpha-, Beta- und dem Gamma-Typ.

  • Beim Alpha-Typ sind zwei Kolben (bei der Hubkolbenbauweise) in separaten Zylindern untergebracht und wirken um 90° versetzt auf eine gemeinsame Kurbelwelle. Beide Kolben verrichten also je nach Kurbelwellenposition Arbeit oder sie verdrängen oder verdichten das Gas. Der Regenerator ist unbeweglich und verbindet an der Zylinderkopfseite beide Kolben. Eine verbreitete Bauart ist der doppeltwirkende Vierzylinder-V-Motor, bei dem der Kurbeltrieb vom hohen Druck des Arbeitsgases entlastet wird.
  • Beta-Typ: Beide Kolben laufen in einem Zylinder, wobei der Verdränger bei kleinen Leistungen als Regenerator wirken kann. Der andere Kolben ist der Arbeitskolben, wandelt thermische Energie in Arbeit um und schließt den Arbeitsraum ab.
  • Beim Gamma-Typ sind Arbeits- und Verdrängerkolben in verschiedenen miteinander verbundenen Zylindern untergebracht.

Abgrenzung von anderen Motorarten und Besonderheiten

Beim Stirlingmotor bleibt das Gas innerhalb des Motors und wird nicht ausgetauscht. Wenn die externe Wärmequelle auch keine Abgase erzeugt, gibt es keine Emissionen. Darin unterscheidet sich dieser Motor z. B. von Dampfmaschinen und Verbrennungsmotoren.

Die gesamte Wärmeenergie muss beim Stirlingmotor durch Wärmeleitung quer durch die dicke Zylinderwand, wie sie wegen des hohen Innendrucks erforderlich ist, zu- und abgeführt werden. Das schafft erhebliche Probleme, weil die Wärmedurchgangskoeffizienten aller Metalle relativ klein sind. Bei Stirlingmotoren höherer Leistung umgeht man dieses Problem, indem der Verdrängerkolben das Arbeitsgas durch dünne beheizte Röhrchen drückt. Das hat den Nachteil, dass das „Totvolumen“ VUT recht groß und das erreichbare Leistungsgewicht (Masse pro Leistung) vergrößert wird. Stirlingmotoren mit hoher Leistung haben deshalb einen sehr hohen mittleren Betriebsdruck.

Die für die Funktion erforderliche heiße Zone und kalte Zone kann unterschiedlich gestaltet sein:

  • Beim Alpha-Typ besteht der Motor aus zwei getrennten Zylindern, einem heißen Arbeitszylinder und einem kalten Kompressorzylinder. Diese sind durch einen Kanal verbunden.
  • Beim Beta-Typ nutzen beide Kolben einen gemeinsamen Zylinder. Der Arbeitskolben bewegt sich in der fortwährend gekühlten Kaltzone, während sich der Verdrängerkolben immer in der Heißzone befindet.
  • Der Gamma-Typ hat einen großen Verdrängerzylinder mit einer heißen und einer kalten Seite sowie einen kleinen Arbeitszylinder, der an der heißen oder der kalten Seite angeschlossen sein kann („hot end connected Gamma“ bzw. „cold end connected Gamma“).

Der problematische Wärmeaustausch wird vereinfacht, wenn ein Regenerator als Zwischenspeicher für Wärmeenergie verwendet wird. Die zwischengespeicherte Wärme muss nicht abgeführt und zugeführt werden, was verkleinerte Kühl- bzw. Heizflächen erlaubt. Beim Beta-Typ kleiner Leistungen kann der Verdrängerkolben zugleich als Regenerator wirken, beim Alpha-Typ sitzt er zwischen den Zylindern. Das Gas wird in stetem Wechsel durch den Regenerator in die Heißzone und dann in die Kaltzone geschoben. Dabei wird es von außen erhitzt, gekühlt und nimmt intern vom Regenerator Wärme auf und gibt an diesen Wärme ab. Die im Regenerator zwischengespeicherte Wärmemenge kann bis zum Vierfachen der zugeführten Wärme betragen.

Beim Stirlingmotor ist es unerheblich, woher die Wärme stammt. Er benötigt im Gegensatz zum Ottomotor auch keinen besonderen Treibstoff, weil der Zylinderkopf von außen befeuert wird. Diesen kann man z. B. in den Brennpunkt eines Parabolspiegels setzen und Sonnenenergie oder auch thermisch nutzbare Abwärme aus anderen Quellen verwenden.

Funktionsweise

Der Stirlingmotor ist ein sogenannter Heißgas-Motor.

Stirlingmotor, Alpha-Konfiguration

Ein Alpha-Stirling besteht aus zwei Kolben in getrennten Zylindern. Ein Kolben ist heiß, der andere kalt. Der heiße Zylinder ist in einem Hochtemperatur-Wärmetauscher eingebettet, der kalte in einem Niedertemperatur-Wärmetauscher. Dieser Motortyp hat eine hohe Literleistung. Allerdings kann es durch die hohen Temperaturen im heißen Zylinder zu Problemen mit den Dichtungen kommen. [2]

Die folgenden Diagramme zeigen keine für die Krafterzeugung notwendigen internen Wärmetauscher im Kompressions- und Ausdehnungsbereich. Ein Regenerator würde zum Beispiel im Rohr zwischen den zwei Zylindern angebracht werden. Auch die Kurbelwelle wurde weggelassen.

1. Der Großteil des Gases ist aufgeheizt im heißen Zylinder, und die folgende Ausdehnung hat den heißen Kolben an den unteren Rand des Zylinders gedrückt. Die Expansion setzt sich im kalten Zylinder fort. Dieser ist 90° hinter dem heißen Zylinder und entzieht dem heißen Gas weitere Kraft.
2. Das Gas hat seine größtmögliche Ausdehnung erreicht. Der heiße Kolben drückt das meiste Gas in den kalten Zylinder, wo das Gas abkühlt und der Druck sinkt.
3. Das meiste Gas ist nun im kalten Zylinder und kühlt sich weiter ab. Angetrieben von Fliehkraft oder anderen Kolbenpaaren auf derselben Welle komprimiert der kalte Kolben das restliche Gas.
4. Der Arbeitstakt. Das Gas erreicht seine kleinste Ausdehnung. Es dehnt sich in den heißen Zylinder aus, wird von den heißen Zylinderwänden erhitzt, und treibt den heißen Kolben.
Alpha type Stirling. Animierte Version.

Stirling Beta

Im abgeschlossenen Gasraum bewegen sich bei der sogenannten Beta-Konfiguration zwei Kolben: der sogenannte Verdrängerkolben und der Arbeitskolben. Beide Kolben arbeiten mit um 90 Grad versetzten Kurbeltrieben auf ein Schwungrad. Die nutzbare Arbeit wird alleine vom Arbeitskolben aufgebracht, der Verdrängerkolben wird bewegt, um das Gas zu verschieben. Der Arbeitsablauf des Stirlingmotors kann in die folgenden vier Takte unterteilt werden:

Stirling-Kreisprozess

Bild 1→2: Das Gas wird im Inneren des Stirlingmotors im heißen Bereich erhitzt, indem von außen Wärme zugeführt wird. Durch die Erwärmung dehnt sich das Gas aus. Dadurch wird der Arbeitskolben fortgeschoben. Durch die Bewegung des Arbeitskolbens wird auch der Verdrängerkolben bewegt. Der Arbeitskolben und der Verdrängerkolben bewegen sich um 90° phasenverschoben. Dadurch wird im ersten Takt der Verdrängerkolben kaum bewegt (Sinusfunktion). In diesem Takt verrichtet der Arbeitskolben am Schwungrad Arbeit.

Bild 2→3: Das Schwungrad dreht sich aufgrund seiner Massenträgheit weiter. Der Verdrängerkolben schiebt nun das Gas vom heißen in den kalten Bereich, wo es abkühlt. Meistens übernimmt der Verdrängerkolben auch gleichzeitig die Aufgabe eines Wärmespeichers (Regenerator genannt): er nimmt einen Teil der Wärme des heißen, zur kalten Seite strömenden Gases auf. Im kalten Bereich wird das Gas durch Kühlrippen (Luftkühlung) oder z. B. durch einen wassergekühlten Mantel abgekühlt. Die Position des Arbeitskolbens ändert sich dabei kaum. Der Druck im Gasraum fällt aufgrund der Abkühlung ab.

Bild 3→4: Nun gilt es zu unterscheiden: Wenn im Stirlingmotor ein hoher Innendruck herrscht, so muss Arbeit zugeführt werden, um den Arbeitskolben wieder zurückzuschieben, weil dafür das unter hohem Druck stehende Gas komprimiert werden muss. Die Arbeit, die zugeführt werden muss, wird vom Schwungrad aufgebracht. Herrscht im Stirlingmotor hingegen ein geringer Innendruck, so kann auch bei diesem Takt Arbeit verrichtet werden, indem die Außenluft auf den Stirlingmotor drückt.

Bild 4→1: Das Schwungrad dreht sich und dadurch wird der Verdrängerkolben nach oben bewegt. Dies hat zur Folge, dass das Gas aus dem oberen kühlen Bereich in den heißen Bereich verschoben wird, wo es sich erwärmen kann. Der Regenerator gibt dabei die im zweiten Takt gespeicherte Wärme an das Gas ab und wärmt es so vor. Der Zyklus beginnt von vorne.

Der Regenerator (bei Bauformen ohne Verdrängerkolben auch Diaphragma genannt) nimmt im Betrieb eine mittlere Temperatur an, die zwischen denjenigen der heißen und der kalten Seite liegt. Er speichert aufgrund seiner Wärmekapazität die Wärme zwischen den Gaswechseltakten und sorgt im Idealfall dafür, dass das Gas mit dieser mittleren Temperatur in den heißen bzw. kalten Bereich gelangt und nicht mit den höheren bzw. niedrigeren Temperaturen der jeweiligen Bereiche. Genau dieses Prinzip führt zu einem Wirkungsgrad von 50 % des Carnotwirkungsgrades.

Theoretische Erklärung

Zustandsänderungen

V-p-Diagramm des Stirling-Prozesses

Das Arbeitsmedium wird in einem Kreisprozess aus zwei Isothermen und zwei Isochoren periodisch expandiert und komprimiert. Für die Zustandsänderungen gilt unter Verwendung folgender Abkürzungen:

Q,W = Wärmemenge, Arbeit in J
n = Stoffmenge des Arbeitsgases in mol
Cv = Molare Wärmekapazität bei v=konst. in J/mol
R = Universelle Gaskonstante in J mol-1 K-1
To,Tu = obere, untere Prozesstemperatur in K
V2,V3 = Volumen in oberem Totpunkt in m³
V1,V4 = Volumen in unterem Totpunkt in m³

Takt 1→2 ist eine isotherme Ausdehnung, bei der vom Gas Arbeit verrichtet wird. Die zugeführte Wärme Qzu entspricht der verrichteten Arbeit Wab nach der Formel:

Q_{zu} = W_{ab} = n\cdot R\cdot T_0 \cdot \ln \frac{V_2}{V_1}

Takt 2→3 ist eine isochore Abkühlung, bei der das Gas durch Wärmeabfuhr an den Regenerator wieder in den Ausgangszustand gebracht wird; die abzuführende Wärmemenge beträgt:

Q_{2,3} = n\cdot C_V\cdot (T_o - T_u)

Takt 3→4 ist eine isotherme Kompression, deren zugeführte Volumenänderungsarbeit gleich der abzuführenden Wärmemenge Qab ist:

Q_{ab} = W_{zu} = n\cdot R\cdot T_u \cdot \ln \frac{V_3}{V_4}

Takt 4→1 ist eine isochore Erwärmung, deren Wärmemenge vom Regenerator an das Gas abgegeben wird; diese beträgt:

Q_{4,1} = n\cdot C_V\cdot (T_o - T_u)


Nutzarbeit

Energiebilanz

Im oben dargestellten pV-Diagramm ist die vom Graphen umschlossene Fläche die von der Maschine verrichtete Arbeit, im T-s-Diagramm wird sie in diesem Fall als Differenz der zugeführten und abgeführten Wärme dargestellt und ergibt die schraffierte Fläche. Ermittelt wird die Nutzarbeit Wt aus der Energiebilanz entsprechend der linken Skizze:

zugeführte Energien = abgeführte Energien
Qzu = Qab + Wt
Wt = Qzu − | Qab |

mit obigen Beziehungen für Qzu und Qabwird

W_t = n\cdot R\cdot T_0 \cdot \ln \left(\frac{V_2}{V_1}\right) - n\cdot R\cdot T_u \cdot \ln \left( \frac{V_3}{V_4} \right) \ ;mit \frac{V_2}{V_1} = \frac{V_3}{V_4} = \frac{V_{OT}}{V_{UT}}

und man erhält die Nutzarbeit zu:

W_t=n\cdot R \cdot \ln \left( \frac{V_{OT}}{V_{UT}} \right) \cdot (T_0 -T_U)

Wirkungsgrad

Carnot-Wirkungsgrade für verschiedene Temperaturen TK des kälteren Wärmereservoirs.

Der Wirkungsgrad ist die Schwachstelle des Stirlingmotors.

Stirlingmotoren können prinzipiell keinen hohen Carnot-Wirkungsgrad erreichen, da die maximale Arbeitstemperatur durch die Temperaturfestigkeit des Erhitzers begrenzt ist. In der Praxis kann das Arbeitsgas kaum über 800 Kelvin erwärmt werden. Bei diesen niedrigen Temperaturdifferenzen beträgt der Carnot-Wirkungsgrad nur ungefähr 66 % und liegt damit deutlich unter dem von herkömmlichen Verbrennungsmotoren. Diesen Nachteil haben auch Dampfturbinen. Allerdings erreichen Dampfturbinen rund 66 % ihres Carnot-Wirkungsgrades und damit einen effektiven Wirkungsgrad von > 40 %. Stirlingmotoren mit Regenerator erreichen nur 50 % ihres Carnot-Wirkungsgrades, der effektive Wirkungsgrad liegt entsprechend niedriger.

Merkmale

Rhombenantrieb eines Stirlingmotors
  • Die Wärmeerzeugung muss nicht notwendigerweise auf Verbrennung beruhen, sondern es kann jede Wärmequelle (Solarenergie beim Solar-Stirling, Erdwärme o. ä.) genutzt werden.
  • Es gibt Stirlingmotoren, die nur wenige Kelvin Temperaturdifferenz benötigen, z. B. der Flachplatten-Stirlingmotor von Prof. Ivo Kolin (Universität Zagreb 1989).
  • Wenn die Wärmeerzeugung durch Verbrennung geschieht, sind beliebige Brennstoffe möglich. Außerdem kann die Verbrennung kontinuierlich und von außen erfolgen und erlaubt so günstige Abgaswerte.
  • Fehlende Explosions- und Abgasgeräusche machen einen Stirlingmotor sehr leise.
  • Der Verbrauch von Schmieröl ist gering.
  • Die Leistungsänderung durch Steuerung des Wärmestromes ist sehr langsam und deshalb für Kraftfahrzeuge nicht geeignet. Andere Methoden der Leistungsregelung sind möglich, jedoch in der Regel aufwändiger. So kann die Leistung eines Stirlingmotors über den mittleren Betriebsdruck (Abblasen oder Zupumpen von Arbeitsgas) oder über Phasenverschiebung der Kolben geregelt werden.
  • Stirlingmotoren arbeiten mit hohen Drücken, benötigen große Wärmeübertrager und sind deshalb schwer.
  • Der Stirlingmotor kann schon als Einzylindermotor völlig frei von Massenkräften laufen
  • Es gibt sehr viele verschiedene Bauformen, was vielseitige Anwendbarkeit und Weiterentwickelbarkeit ermöglicht.
  • Stirlingmotoren erzeugen hohe Drehmomente vor allem bei niedrigen Drehzahlen.
  • Bestimmte Bauformen können selbständig unter Last anlaufen.

Mögliche Anwendungen

Der Stirlingmotor kann als Kühler oder als Wärmepumpe eingesetzt werden. Dabei wird der Stirlingmotor mechanisch angetrieben und transportiert Wärme vom kalten in den heißen Bereich. Es handelt sich in diesem Fall um einen linksläufigen Kreisprozess.

Immer wieder wird Stirlingmotoren nachgesagt, sie seien die Motoren der Zukunft. Bisher haben sie sich aber nicht auf breiter Front durchgesetzt. Eine bereits bestehende Anwendung ist beispielsweise als Kühlaggregat in Wärmebildkameras.

Mögliche Anwendungsbereiche sind:

Für zukünftige Raumfahrtprojekte wird u.A. von der NASA ein Generator mit radioaktiven Wärmequellen (z. B. Plutonium-238) entwickelt. Das als ASRG (Advanced Stirling Radioisotope Generator) bezeichnete Aggregat zur Energieversorgung von Satelliten und Landern soll gegenüber herkömmlichen Radioisotopengeneratoren einen bis zu viermal höheren Wirkungsgrad haben, was sowohl Gewicht als auch Kosten sparen kann, da weniger Plutonium mitgeführt werden muss.[4][5]

Eine technische Besonderheit des Stirlingmotors ist die Möglichkeit der extremen Miniaturisierung. Dies macht ihn besonders geeignet für den Einsatz als Wärmepumpe in Satelliten und Raumschiffen.

Darüber hinaus wird daran gearbeitet, Stirlingmotoren als Wasserpumpen in der Dritten Welt einzusetzen. Hierbei wird als Wärmequelle die Sonneneinstrahlung verwendet. Der große Vorteil gegenüber Dieselmotoren ist der wesentlich geringere Wartungsaufwand, was die Investition in einen solchen Motor als Wasserpumpe nachhaltiger macht, da er auch weiterbetrieben werden kann, wenn keine Entwicklungsgelder mehr investiert werden können, beispielsweise für Wartung und Instandhaltung. Weitere Informationen finden sich unter Weblinks mit Einzelheiten zur Anwendung als Wasserpumpe.

In der Medizintechnik wird zur Zeit ein Stirlingmotor entwickelt, der als Pumpe für eine Hydraulikflüssigkeit arbeitet, die wiederum die Blutpumpe von Herzunterstützungssystemen antreibt. Zum Einsatz kommt ein Freikolbenmotor mit einem thermischen Energiespeicher, der eine Speicherkapazität von acht Stunden aufweist und in einer Stunde wieder zu laden ist. Das System hat eine thermische Leistung von 21 Watt bei einer Leistungsabgabe von 3,3 Watt und wird derzeit an Tieren erprobt.

Bei U-Booten wird der Stirlingmotor als luftunabhängiger Antrieb eingesetzt, zum Beispiel bei der Gotland-Klasse der schwedischen Marine.

Geschichte

Der Stirlingmotor wurde 1816 vom damals 26-jährigen schottischen Geistlichen Robert Stirling erfunden. Es ist nach der Dampfmaschine die zweitälteste Wärmekraftmaschine. Stirling wollte mit seinem Motor eine Alternative zu den damals aufkommenden Hochdruckdampfmaschinen bieten, die zahlreiche Opfer durch Kesselexplosionen forderten.

Philips-Stirlingmotor von 1953
180 Watt, 9,5 bar Arbeitsdruck

Eine erste Blüte erlebte der Stirlingmotor am Ende des 19. Jahrhunderts als Einzel-Energiequelle in den Privathaushalten des aufkommenden Bürgertums. Er war für damalige Verhältnisse in kleinen Ausführungen ein Massenprodukt des Fabrikanten Louis Heinrici und stellte ungefähr das Pendant zu unseren heutigen Elektromotoren dar. Er wurde beispielsweise für den Antrieb von Ventilatoren verwendet.

Eine Weiterentwicklung erlebte der Stirlingmotor in den dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts durch die niederländische Firma Philips. Das Unternehmen baute in diesem Zeitraum große Mengen Radios für den Export und suchte nach einer leicht zu bedienenden und transportablen Kraftmaschine für die Stromerzeugung der energieintensiven Elektronenröhren in Gegenden ohne Stromversorgung. In diesem Zusammenhang entwickelte man den Philips-Stirlingmotor, einen Motor mit einem Zylinder und zwei Kolben auf einer gemeinsamen Kurbelwelle. Während der Arbeitskolben direkt auf die Kurbelwelle wirkte, wurde der Verdrängerkolben über einen Winkelhebel und ein elastisches Pleuel angetrieben. Er hatte eine Phasenverschiebung von 90°. Später verwendete man ein Rhombengetriebe, bei dem beide Kolben miteinander verbunden waren; die Kolbenstange des inneren Kolbens wirkte dabei durch die hohlgebohrte Kolbenstange des äußeren Kolbens. Diese Bauart lief völlig ohne Unwucht und ließ sich beinahe beliebig verkleinern, hatte jedoch das Problem der Dauerfestigkeit der Dichtung zwischen den beiden Kolbenstangen.

Durch den Zweiten Weltkrieg wurde die Entwicklung unterbrochen. Ab Mitte des vergangenen Jahrhunderts stellte sich die Frage der Energieversorgung von Radios durch den Einsatz der ersten Transistoren nicht mehr. Dafür forschten diverse Industrieunternehmen weiter am Stirlingmotor als Schiffs- und Automobilantrieb sowie wegen der Vielstofftauglichkeit im militärischen Bereich, ohne auf diesen Gebieten eine konkurrenzfähige Serienreife zu erzielen.

Ab ca. 1975 gewinnt der Stirlingmotor an Bedeutung im Zusammenhang mit Blockheizkraftwerken (BHKW) und Kraft-Wärme-Kopplung. In Kleinst-BHKWs kommt dabei auch die besondere Bauform des Stirling-Freikolbenmotors, verblockt mit einem Lineargenerator, zum Einsatz.

Die weltgrößte genossenschaftlich organisierte Unternehmensgruppe Mondragón Corporación Cooperativa (MCC) wird ab Herbst 2008 jährlich 30.000 Stirling-Maschinen für den gesamten europäischen Markt produzieren.[3]

Einzelnachweise

  1. Dieter Viebach: Der Stirlingmotor: einfach erklärt und leicht gebaut, ökobuch-Verlag, ISBN 3-922964-70-2 (1. Aufl. 1998), S. 82.
  2. Animation: keveney.com: Zwei Zylinder Stirlingmotor
  3. a b „Hoffnung der Energiewirtschaft. Stromerzeugende Heizung in Serie“, taz, 25. Januar 2008
  4. Development of Advanced Stirling Radioisotope Generator for Space Exploration NASA-Dokument, Englisch
  5. MSL-Verschiebung und neue Energiequellen, www.raumfahrer.net, 9. Januar 2009

Literatur

  • Martin Werdich, Kuno Kübler: Stirling-Maschinen. Grundlagen - Technik - Anwendung, ökobuch-Verlag, ISBN 3-922964-96-6 (10. Aufl. 2005) – hervorragende Einführung ins Thema mit Beschreibung vieler Bauformen und Anwendungen
  • Fritz Steimle, Jürgen Lamprichs, Peter Beck: Stirling-Maschinen-Technik, C. F. Müller-Verlag, ISBN 3-7880-7773-5 (2. Aufl. 2007) - Grundlagen, Konzepte, Entwicklungen, Anwendungen
  • Frank Schleder: Stirlingmotoren - thermodynamische Grundlagen, Kreisprozessrechnung, Niedertemperatur- und Freikolbenmotoren. Vogel Würzburg 2008, ISBN 978-3-8343-3116-8
  • Brent H.Van Arsdel: Around the world by Stirling engine - environmentally friendly Stirling engines, their applications worldwide and into space. American Stirling Co., San Diego 2003, ISBN 978-0-9713918-0-2
  • Ivo Kolin: Stirling motor - history, theory, practice. Zagreb Univ. Publ., Dubrovnik 1991
  • Colin D. West: Principles and applications of Stirling engines. Van Nostrand Reinhold, New York 1986, ISBN 0-442-29273-2
  • Gustav Schmidt: Theorie der Lehmann'schen calorischen Maschine Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1871 Band XV Heft 1 Januarheft Seiten 1-12 dazu Tafel III und Heft 2 Februarheft Seiten 97 bis 112

Weblinks


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