Os tipos de motores Stirling e suas diferenças entre o Beta, Gama e Alfa

Nessa página, temos 3 grupos de motores Stirling mais conhecidos, dentre eles o Gama, Beta e Alfa:

Motor Stirling Beta 

O motor Stirling Beta é constituído por um único cilindro, de dois pistões em linha, onde o pistão interno faz o deslocamento do fluído de trabalho "ar ou gás" entre as duas câmaras "quente e fria".

O segundo pistão, conhecido como pistão de trabalho, mantém suspenso o pistão deslocador, visivelmente aparente e responsável pelo trabalho do motor. Além de auxiliar no confinamento do fluído de trabalho no interior do motor.

Veja uma animação de um motor Stiling Beta simples:



Outro motor Stirling de configuração Beta com transmissão rômbica, também conhecido como "Stirling Beta Robótic", possui um diferencial no mecanismo aliado ao virabrequim. Este mecanismo reduz atrito do pistão de trabalho sobre o cilindro e da haste do pistão deslocador sobre o pistão de trabalho. Porque não ocorre a inclinação lateral da biela, como em virabrequim convencional.



Veja um vídeo da parte interna de um motor Stirling Beta Robotico:




Motor Stirling Gama

Este está entre o modelo mais conhecido, é constituído por dois cilindros independentes, onde o pistão quente faz o deslocamento do fluído de trabalho (ar ou gás) entre a extremidade "quente e fria", suspenso por uma haste deslizantes sobre buchas, pelo centro do cilindro quente e este pistão é totalmente escondido pelo o cilindro quente.

O segundo pistão, conhecido como pistão de trabalho, encontra-se separado do cilindro quente, diferentemente do motor Beta. Esse é responsável pelo trabalho do motor (compressão, expansão, descompressão e contração do fluído de trabalho).

Onde o pistão de trabalho encontra-se ao lado da estrutura principal.




O segundo "Motor Stirling Gama" é um modelo onde os pistões se encontram em posição de "L", onde os dois pistões trabalham em um ângulo de 90° ligados a um único ponto no virabrequim.

Exemplo de um motor:


Todos os motores do modelo Gama, possuem um pistão deslocador suspenso por uma haste dentro do cilindro quente e o pistão de trabalho é responsável pela absorção da pressão, transformando em movimento mecânico, além de fazer a compressão e descompressão do ar.


Motor Stirling Alfa

O motor do tipo Stirling Alfa, possui um funcionamento diferenciado em relação ao Gama e Beta, onde a maioria das pessoas possuem dificuldades para o distinguir.

O motor do tipo modelo Alfa, é constituído por dois cilindros independentes, onde o pistão quente é responsável pela produção do movimento mecânico decorrente da pressão e vácuo interno do motor. O pistão quente é totalmente visível pelo lado de fora, pela extremidade onde a biela é fixa, diferentemente do Gama e Beta.


O pistão frio é o responsável pela compressão e descompressão do fluído de trabalho no motor.

Este primeiro modelo, possui dois cilindros em paralelo.

Exemplo prático é este vídeo abaixo:




Este segundo modelo Alfa, possui os pistões em posição em um formato de "L", onde os pistões trabalham em um ângulo de 90°, ligados a um único ponto no virabrequim.

Outro exemplo prático é este vídeo abaixo:




Este terceiro modelo Alfa, é conhecido por "Motor Stirling Ross Yoke", este é considerado uns dos modelos mais eficiente entre todos eles, devido o baixo atrito dos pistões sobre os cilindros.

Neste vídeo abaixo, é possível assistir o motor em funcionamento:




Como funciona um motor Stirling Alfa?

O pistão quente é o responsável pela produção do movimento mecânico decorrente da pressão e vácuo interno do motor.
O pistão frio é o responsável pela compressão e descompressão do ar interno do motor.


Qual é a diferença entre o motor Gama e o Alfa?

A principal diferença física entre os dois modelos está no pistão quente.

No Gama, o pistão não possui contato com as paredes do cilindro quente, circulado em verde na foto abaixo e também é suspenso por um guia no fim do cilindro quente, circulado em vermelho.



No Alfa, todo o pistão quente possui contato físico na superfície interna do cilindro quente, circulado em verde na foto abaixo, também é visível pelo lado de fora e não necessita de guia, circulado em vermelho.

No modelo Stirling Gama, o pistão quente está tolamente suspenso dentro do cilindro quente, onde não possui contanto físico com a parede do cilindro quente.




No modelo Stirling Alfa, o pistão quente é semelhante ao pistão frio, sendo que dois pistões possuem contato físico em toda a superfície interna do cilindro.



Regenerador: ele possui a função de absorver parte do calor que iria ser rejeitado pelo motor e depois pré aquecer o ar frio, permitindo assim uma maior eficiência desse ciclo.

Qualquer dúvida ou sugestão de melhorias, entrem em contato!

Leandro Wagner.