在科技高速发展的当今社会，石油消耗大增，石化能源不足，环境污染严重，能源、环保问题成为世界人民关注的首要问题。“十二五”规划更是把新能源纳入其中，重点解决能源替代品及能源替代技术等问题。在各种能源中，一直被人们所利用的的生物质能更是被列为重中之重，同时燃料具有广泛性的斯特林发动机也重新受到重视。斯特林发动机目前主要应用于航天航海事业，此外在太阳能、动力机械、汽车等方面对于该热机也有少量研究，而其使用的能源主要来自于化石燃料、气体燃料和太阳能等。对于利用生物质能实现民用还几乎是一块空地，有待人们去开发。　　 本文将以生物质直燃β型斯特林发动机为研究对象，通过对传统斯特林发动机的结构特点、性能和参数进行分析，针对本设计要求建立数学模型并进行设备主要参数的分析与确定。从燃烧室、热交换系统、传动系统、密封系统和控制系统等方面对整机进行了结构分析与设计。通过生物质直接燃烧提供热能，驱动动力活塞带动传动机构工作，从而实现生物质直燃斯特林发动机连续运转。　　 本文在MATLAB/Simulink环境下对生物质直燃斯特林发动机的菱形机构运动状态进行仿真分析，通过仿真曲线得到曲柄半径、连杆、连架杆、偏心距以及活塞行程之间的关系。同时通过MATLAB软件对整机性能进行了模拟分析，仿真曲线指出填充压力、温度、扫气体积以及缸体容积对发动机输出功率的影响。最后在Pro/ENGINEER环境下建立整台设备的三维模型，通过动态装配实现整机的仿真运动，直观、形象的反应了生物质直燃斯特林发动机的工作状态。为今后该机的开发与应用提供了有效的参考，具有一定的指导意义。　　 本文的设计与研究，为生物质能源的利用提供了一种新技术，为生物质直燃_B型斯特林发动机的研究与设备开发提供了理论依据，为新能源的开发提供了一种新思路。生物质直燃斯特林发动机以其能源的利用性和高效性将具有广阔的市场前景。