Hvad er en forbrændingsmotor & hvordan det virker?

Hvad er forbrændingsmotor?

en forbrændingsmotor (ICE) er en varmemotor, hvor forbrændingen af et brændstof med en iltningsmiddel (normalt luft) forekommer i et forbrændingskammer, der er en integreret del af arbejdsvæskestrømningskredsløbet.

i en forbrændingsmotor udøver udvidelsen af de høje temperatur-og højtryksgasser, der produceres ved forbrænding, en direkte kraft på nogle komponenter i motoren. Kraften påføres typisk på stempler, turbineblade, en rotor eller en dyse.

denne kraft bevæger komponenten over en afstand, omdanner kemisk energi til brugbar kinetisk energi og bruges til at køre, bevæge eller drive uanset hvad motoren er fastgjort til. Dette erstatter den eksterne forbrændingsmotor til applikationer, hvor motorens vægt eller størrelse er vigtig.

udtrykket forbrændingsmotor henviser normalt til en motor, hvor forbrændingen er intermitterende, såsom de mere populære firetaktsmotorer og totaktsmotormotorer sammen med varianter som f.eks seks-takts stempelmotor og roterende Vankelmotor.

den anden klasse af forbrændingsmotorer bruger kontinuerlig forbrænding: gasturbiner, jetmotorer og de fleste raketmotorer, som hver især er en forbrændingsmotor på samme princip som tidligere beskrevet. Skydevåben er også en form for en forbrændingsmotor, selvom de er så specialiserede, at de normalt behandles som en separat kategori.

i modsætning hertil afgives energi i eksterne forbrændingsmotorer, såsom damp-eller Stirling-motorer, til en arbejdsvæske, der ikke består af forbrændingsprodukter, blandes med dem eller er forurenet af dem. Arbejdsvæsker til eksterne forbrændingsmotorer inkluderer luft, varmt vand, trykvand eller endda flydende natrium, der opvarmes i en kedel.

Læs mere: Hvad er ekstern forbrændingsmotor?

ICEs drives normalt af energitætte brændstoffer som brændstof eller dieselbrændstof, væsker fremstillet af fossile brændstoffer. Mens der er mange stationære applikationer, bruges de fleste Is ‘ er i mobile applikationer og er den dominerende strømforsyning til køretøjer som biler, fly og både.

Hvem opfandt forbrændingsmotoren?

i 1823 patenterede Samuel brun den første forbrændingsmotor, der blev anvendt industrielt i USA; en af hans motorer pumpede vand på Croydon-kanalen fra 1830 til 1836.

den første kommercielt succesrige forbrændingsmotor blev oprettet af Pristienne Lenoir omkring 1860, og den første moderne forbrændingsmotor blev oprettet i 1876 af Nicolaus Otto. I 1872 opfandt amerikaneren George Brayton den første kommercielle flydende forbrændingsmotor.

Kristienne Lenoir blev født i Mussy-la-Ville i 1822, men er nu en del af Belgien. I begyndelsen af 1850 ‘ erne immigrerede han til Paris, Frankrig, hvor han arbejdede som ingeniør og eksperimenterede med elektricitet.

i 1860 patenterede han en gasfyret enkeltcylindret forbrændingsmotor, som han monterede på en trehjulet vogn. Selvom det fungerede rimeligt godt, var det ikke brændstofeffektivt, lavede meget støj og blev ofte overophedet. Motoren ville lukke helt ned, hvis der ikke blev leveret vand til afkøling, og der kræves en tank til at holde det gasformige brændstof.

i 1863 byggede han en trehjulet vogn, der kørte på brændstof. Under en demonstration i Paris dækkede bilen en afstand på 11 km på omkring 3 timer, hvilket svarer til en gennemsnitlig hastighed på 3 km / t.

ikke for hurtigt overhovedet! Hvad var så imponerende ved en vogn end at bevæge sig så langsomt? Det faktum, at det blev drevet af en motor, snarere end en hest eller muldyr, gjorde det til en reel innovation. Hans motorer var relativt succesrige med i alt omkring 500 motorer bygget, men efterlod klart plads til meget forbedring.

Lenoir blev fransk statsborger i 1870 for at hjælpe franskmændene under den fransk-preussiske krig. I 1881 modtog han L. L. Honneur, en pris for ekspertise, for hans fremskridt inden for telegrafi. Selvom Lenoir praktisk talt opfandt bilen, var Lenoir fattig i sine senere år. Han døde i Frankrig i 1900.

Hvordan fungerer en forbrændingsmotor?

i en forbrændingsmotor (ICE) forekommer tændingen og forbrændingen af brændstoffet i selve motoren. Forbrænding, også kendt som forbrænding, er den grundlæggende kemiske proces til frigivelse af energi fra en brændstof-luftblanding. Motoren omdanner derefter noget af energien fra forbrændingen til arbejde.

motoren består af en fast cylinder og et bevægeligt stempel. De ekspanderende forbrændingsgasser skubber stemplet, som igen roterer krumtapakslen. Når stemplet komprimerer brændstof-luftblandingen, antænder gnisten det og forårsager forbrænding. Udvidelsen af forbrændingsgasserne skubber stemplet under kraftslaget.

i sidste ende driver denne bevægelse køretøjets hjul gennem et system af gear i drivaggregatet.

to typer forbrændingsmotorer er i øjeblikket i produktion: gnisttændingsmotoren og dieselmotoren med kompressionstænding. De fleste af dem er firetakts, hvilket betyder, at det tager fire stempelstrøg at gennemføre en cyklus. Cyklussen består af fire forskellige processer: indtag, kompression, forbrænding og kraftslag og udstødning.

Gnisttændingsbrændstof og dieselmotorer med kompressionstænding adskiller sig i den måde, de leverer og antænder brændstof på. I en gnisttændingsmotor blandes brændstoffet med luft og suges derefter ind i cylinderen under indsugningsprocessen. Når stemplet komprimerer brændstof-luftblandingen, antænder gnisten det og forårsager forbrænding.

udvidelsen af forbrændingsgasserne skubber stemplet under kraftslaget. I en dieselmotor trækkes luften bare ind i motoren og komprimeres derefter. Dieselmotorer sprøjter derefter brændstoffet i en passende, afmålt mængde i den varme trykluft, der antænder det.

anvendelser af forbrændingsmotorer

forbrændingsmotorer er de mest anvendte og udbredte kraftgenererende enheder, der i øjeblikket findes. Eksempler inkluderer bensinmotorer, dieselmotorer, gasturbinemotorer og raketfremdrivningssystemer.

IC-motor har mange applikationer som,

• Bensinmotorer: Automotive, Marine, Aircraft
• gasmotorer: industriel kraft
• dieselmotorer: Automotive, jernbaner, magt, Marine
• gasturbiner: kraft, fly, Industrial, Marine

klassificering af forbrændingsmotorer

der er to slags forbrændingsmotorer, der i øjeblikket er i produktion: gnisttændingsmotoren og kompressionsmotoren tænding dieselmotor. De fleste af disse er firetaktscyklusmotorer, hvilket betyder, at der er behov for fire stempelslag for at gennemføre en cyklus.

IC-motorer kan klassificeres på grundlag af brugt brændstof, termodynamisk cyklus, antændelsestype, type kølesystem, cylinderarrangement, opladningsmetode osv. Nu studerer vi det i detaljer.

1) i henhold til driftscyklus:

vi ved, at IC-motorer konverterer kemisk energi til mekanisk energi i cyklisk drift. Der er mange termodynamiske cyklusser f.eks Carnot cyklus, Otto cyklus, Diesel cyklus, Rankine cyklus, etc. IC-motorer arbejder på tre cykler Otto cycle og Diesel cycle og Dual cycle. Så ifølge det kan IC-motorerne klassificeres i følgende typer.

1. Otto Cycle Engine:

det er også kendt som en gnisttændingsmotor eller konstant volumenvarmetilsætningsmotor, Bensinmotor osv. I denne cyklus finder varmetilsætning (brændstofforbrænding) og afvisning (udstødning) sted ved konstant volumen, og ekspansion og kompression finder sted på isentropic. Disse motorer giver lav effekt ved høj hastighed.

2. Dieselcyklusmotor

dette er kendt som en kompressionstændingsmotor, dieselmotor, motor med konstant tryk osv. I denne cyklus finder varmetilsætning (brændstofforbrænding) sted ved konstant tryk, og varmeafvisning finder sted ved konstant volumen. Denne motor giver høj effekt ved lav hastighed.

3. Duel cyklus motor:

den dobbelte cyklus er en kombination af Otto cyklus og diesel cyklus. I denne motor finder varmetilsætningen sted både ved konstant volumen og konstant tryk i et eller andet forhold.

nogle motorer arbejder på Stirling cycle og Ericsson cycle, men disse bruges ikke kommercielt.

2) i henhold til den anvendte brændstoftype:

de fleste af os kender til disse motorer. Der er tale om dieselmotorer og dieselmotorer. I dag gasformigt brændstof som LPG, CNG, brint osv. bruges også i IC-motorer. Disse motorer kaldes ikke-traditionelle motorer.

3) ifølge Opladningsmetoden:

opladningen betyder, hvordan optagelsen af brændstof-luftblandingen finder sted. Dette kan klassificeres som følger.

1. naturlig aspireret motor:

i denne motor finder optagelse af luft-brændstofblandingen (SI-motor) eller luft alene (CI-motor) sted på grund af trykforskel inde i cylinderen og atmosfærisk tryk.

2. Superladede motorer:

i denne motor bruges en separat kompressor til optagelse af ladning inde i cylinderen. Denne kompressor køres ved hjælp af motorkraft (forbundet med krumtapakslen med bæltedrev).

3. Turboladet motor:

denne motor bruger en turbine, der trækker luft ind i cylinderen og kører ved hjælp af udstødningsgas. Det er også som supercharge, men kompressoren drives af en turbine, der roteres af udstødningsgasser.

4) ifølge tænding:

i IC motor tænding af ladning kan finde sted på to måder. I den første bruges et separat tændrør eller en hvilken som helst anden enhed til at antænde brændstoffet (Gnisttændingsmotor), og den anden er brændstofantændt på grund af varme genereret under kompression eller brændstof (Kompressionstændingsmotor).

så ifølge disse metoder er to motorer tilgængelige gnisttændingsmotor eller SI-motor (Bensinmotor) og kompressionstændingsmotor eller CI-motor (dieselmotor).

5) ifølge en type tændingssystem:

i bensinmotorer brugte vi et tændrør til at antænde brændstoffet. Denne gnist ved tændrøret, producerer ved et tændingssystem. Ifølge tændingssystemet er der to typer motorer. Den første er batteri tændingsmotor (brug et batteri til at generere gnist) og en anden er en magneto tændingsmotor (brug en lille generator til at generere gnist).

6) Ifølge Design af motor:

1. frem-og tilbagegående Motor:

i denne type motor anvendes et stempel, der bevæger sig i frem-og tilbagegående bevægelse ved hjælp af trykkraft genereret ved forbrænding af brændstof. Krumtapakslen konverterer denne frem-og tilbagegående bevægelse til roterende bevægelse. De fleste af bilmotorerne er frem-og tilbagegående type.

Læs mere: Hvad er frem-og tilbagegående Motor?

2. Rotationsmotor:

i en roterende motor anvendes en rotor. Den trykkraft, der genereres ved forbrænding af brændstof, udøves på denne rotor, som yderligere roterer hjulet. Vankelmotoren er en type roterende motor. Disse motorer bruges i øjeblikket ikke i bilmotorer.

7) i henhold til køling:

to typer køling anvendes i IC-motorer, luftkøling og vandkøling. Så motorerne er luftkølede motorer eller vandkølede motorer. Begge disse kølesystemer har deres egne fordele, som vi vil diskutere senere. Motorolie fungerer også som kølemedium.

8) ifølge slag af motor:

vi ved, at slagtilfælde er den maksimale afstand et stempel kan rejse inde i en cylinder eller mellem TDC til BDC. Hvis en motor bevæger sig fra TDC til BDC, kaldes den et slag. Hvis det vender tilbage til BDC, kaldes det to slag. En krumtapaksel gør en rotation i to slag. Ifølge det er tre typer motorer blevet opfundet.

1. Totaktsmotor:

i denne motor gør krumtapakslen en rotation i et kraftslag. Denne motor giver mere kraft i forhold til andre. Den bruges i skydespil, skibe, generatorer mv.

Læs mere: Hvad er totaktsmotor? Hvad er en firetaktsmotor?

2. Firetaktsmotorer:

denne motor giver to krumtapakselrotationer i et kraftslag. De giver lav effekt, men høj effektivitet. Det bruges i biler, lastbiler, cykler mv.

3. Seks taktsmotorer:

disse motorer er i udviklingsprocessen. Som navnet antyder, vil det give tre krumtapaksler rotation i et strømslag.

9) ifølge et arrangement af motor:

disse motorer kan bedre forstås ved diagrammer sammenlignet med ord.

Ofte Stillede Spørgsmål.