第二阶段运行过程是，飞轮惯性力推动冷活塞向左移动到气缸顶部、热活塞向下移动到气缸中部（图4是该阶段结束状态），在过程中工质体积变化不大，工质从冷气缸进入热气缸，在经过回热器与加热器时吸收大量热量，工质气压迅速上升。图3左侧是工质的p-v图，循环曲线红色段是该阶段的变化曲线，曲线上的红点是变化起始点。

运行下一步进入第三阶段，图4是运行第三阶段起始状态。

第三阶段运行过程是，被加热的高温工质推动热气缸活塞向下移动，实现工质膨胀做功，热源使热气缸中气体在膨胀做功时温度不变，减缓气压下降，热活塞移动到热气缸端头。图4左侧是工质的p-v图，循环曲线红色段是该阶段的变化曲线，曲线上的红点是变化起始点。

运行下一步进入第四阶段，图5是运行第四阶段起始状态。

该阶段运行过程是，飞轮的惯性力推动热活塞向上移动到气缸中部、冷活塞向左移动到气缸端头（图2是该阶段结束状态），在过程中工质体积变化不大，工质通过换热器时把部分热量传给换热器，又经冷源吸收部分热量，工质温度下降。图5左侧是工质的p-v图，循环曲线红色段是该阶段的变化曲线，曲线上的红点是变化起始点。

该阶段运行结束即整个循环完成，又进入第一阶段起始状态，开始下一个循环。

以上只是介绍了各个阶段工质的容量、压力、温度的变化现象，连杆机构何时有力量推动活塞压缩工质、工质什么情况下能推动活塞做功，是与曲柄销的转角位置密切相关，变化较复杂，从字面上一下子很难讲清楚，有兴趣的读者可自己参考图片与动画分析琢磨。

以下是斯特林发动机模型的运行动画，动画左侧的p-v图是循环示意图，仅供帮助理解运行过程。

在斯特林发动机中最关键的部件是热交换器，也就是加热器、回热器、冷却器，它们直接影响发动机的性能，斯特林发动机之所以发展这么慢就是热交换器的技术不成熟。例如，内燃机可在气缸内燃烧，瞬间膨胀产生高压推动活塞做功，而外燃机这个过程就慢多了，如果单靠加大加热器容量与传热面积会增加流通容积影响性能，也会增加成本；回热器的性能同样直接影响发动机的效率。这方面的技术知识请读者查阅相关技术资料或书籍。