随着红外遥感探测技术的快速发展，小型低温制冷机在遥感探测任务中展现出广阔的应用前景与发展空间，高可靠斯特林制冷机即是其中典型产品。红外探测器必需在低温下才能实现高的探测性能，而制冷机的工作寿命直接影响红外遥感设备的使用年限。近年来，系统对制冷机可靠性提出了越来越高的要求，针对其可靠性问题的研究也越来越成为关注的焦点。　　 本课题基于可靠性失效物理分析方法，以牛津型斯特林制冷机为研究对象，分析了制约其长寿命运行的四种主要失效模式：磨损、气体污染、泄漏和疲劳；结果表明，泄漏和疲劳可以通过优化设计和工艺进行有效控制，而磨损和气体污染才是影响制冷机寿命的关键因素。因此，本文重点对磨损和气体污染所引起的制冷机失效开展了深入的研究：　　 针对磨损，本文首先通过对密封间隙内气膜压力分布的求解，对比分析了密封间隙在均匀分布和楔形分布下气膜承载能力的不同，以及对活塞径向偏移的作用。其次通过计算密封间隙旁通泄漏量，结合压缩机性能测试实验，对比分析了不同间隙尺寸对其性能的影响。再次通过分析导致活塞径向偏移的作用力，研究了活塞起偏角及各作用力的相对大小。最后通过对磨合控制工艺的分析，获得了其试验剖面；并基于机械损伤不可回复的特点，用两台制冷机实验验证了通过该磨合工艺后的制冷机将达到“无摩擦”运行状态。　　 针对气体污染，首先通过对关键材料的放气测试，分析了其出气特性规律；接着通过对整机气体取样测试，分析了主要污染气体种类及含量；之后通过对高温下电机磁铁性能退化测试，分析了除气净化工艺改进的可行性。其次通过开展三类污染实验：本底污染、高温运行加速污染和人工添加污染实验，研究了制冷性能随气体污染衰减的规律，给出了退化模型；并通过13组实验数据与模型之间的拟合分析，进一步验证了该模型的适用性。最后通过模型简化，分析了杂质气体在蓄冷器轴向的凝结质量分布形状，进而可得出凝结的起始点、最大凝结质量点和凝结的主要温区范围；并以H2O作为杂质气体，对整机受污染状况进行了数值模拟，通过对比蓄冷器轴向局部物性参数的变化，验证了简化模型分析的合理性。　　 最后，本文基于失效机理分析，提出了适用于牛津型斯特林制冷机的，针对污染单一失效的寿命评价模型及试验方法，并对整机的可靠性评价进行了探索研究。