Vad är en förbränningsmotor och hur det fungerar?

vad är förbränningsmotor?

en förbränningsmotor (ICE) är en värmemotor där förbränningen av ett bränsle med en oxidator (vanligtvis luft) sker i en förbränningskammare som är en integrerad del av arbetsfluidflödeskretsen.

i en förbränningsmotor utövar expansionen av högtemperatur-och högtrycksgaser som produceras genom förbränning en direkt kraft på vissa komponenter i motorn. Kraften appliceras vanligtvis på kolvar, turbinblad, en rotor eller ett munstycke.

denna kraft flyttar komponenten över ett avstånd, omvandlar kemisk energi till användbar kinetisk energi och används för att driva, flytta eller driva vad motorn är ansluten till. Detta ersätter den externa förbränningsmotorn för applikationer där motorns vikt eller storlek är viktig.

termen förbränningsmotor hänvisar vanligtvis till en motor där förbränningen är intermittent, såsom de mer populära fyrtakts-och tvåtaktskolvmotorerna, tillsammans med varianter som sextaktskolvmotorn och den roterande Wankel-motorn.

den andra klassen av förbränningsmotorer använder kontinuerlig förbränning: gasturbiner, jetmotorer och de flesta raketmotorer, som var och en är en förbränningsmotor på samma princip som tidigare beskrivits. Skjutvapen är också en form av en förbränningsmotor, även om de är så specialiserade att de vanligtvis behandlas som en separat kategori.

i externa förbränningsmotorer, såsom ång-eller Stirlingmotorer, avges energi till en arbetsvätska som inte består av förbränningsprodukter, blandas med dem eller förorenas av dem. Arbetsvätskor för externa förbränningsmotorer inkluderar luft, varmt vatten, tryckvatten eller till och med flytande natrium som värms upp i en panna.

Läs mer: Vad är extern förbränningsmotor?

ICEs drivs vanligtvis av energitäta bränslen som bensin eller dieselbränsle, vätskor gjorda av fossila bränslen. Även om det finns många stationära applikationer används de flesta Ice i mobila applikationer och är den dominerande strömförsörjningen för fordon som bilar, flygplan och båtar.

Vem uppfann förbränningsmotorn?

År 1823 patenterade Samuel Brown den första förbränningsmotorn som applicerades industriellt i USA; en av hans motorer pumpade vatten på Croydon Canal från 1830 till 1836.

den första kommersiellt framgångsrika förbränningsmotorn skapades av Jacobtienne Lenoir omkring 1860 och den första moderna förbränningsmotorn skapades 1876 av Nicolaus Otto. 1872 uppfann Amerikanen George Brayton den första kommersiella förbränningsmotorn med flytande bränsle.

Chubbienne Lenoir föddes i Mussy-la-Ville 1822, som då var i Luxemburg, men nu är en del av Belgien. I början av 1850-talet emigrerade han till Paris, Frankrike, där han arbetade som ingenjör och experimenterade med el.

1860 patenterade han en gaseldad encylindrig förbränningsmotor, som han monterade på en trehjulig vagn. Även om det fungerade ganska bra var det inte bränsleeffektivt, gjorde mycket ljud och överhettades ofta. Motorn skulle stängas helt om vatten inte tillfördes för att kyla ner det och en tank krävdes för att hålla det gasformiga bränslet.

år 1863 byggde han en trehjulig vagn som körde på bensin. Under en demonstration i Paris täckte bilen ett avstånd på 11 km på cirka 3 timmar, vilket motsvarar en genomsnittlig hastighet på 3 km / h.

inte för snabbt alls! Vad var så imponerande med en vagn än att röra sig så långsamt? Tja, det faktum att det drivs av en motor, snarare än en häst eller mule, gjorde det till en riktig innovation. Hans motorer var relativt framgångsrika med totalt cirka 500 motorer byggda men lämnade tydligt utrymme för mycket förbättring.

Lenoir blev fransk medborgare 1870 för att hjälpa fransmännen under det fransk-preussiska kriget. År 1881 fick han l Ubicgion d ’ honneur, ett pris för excellens, för sina framsteg inom telegrafi. Även om Lenoir praktiskt taget uppfann bilen, var Lenoir fattig under sina senare år. Han dog i Frankrike 1900.

hur fungerar en förbränningsmotor?

i en förbränningsmotor (ICE) uppstår tändning och förbränning av bränslet i själva motorn. Förbränning, även känd som förbränning, är den grundläggande kemiska processen för att frigöra energi från en bränsle-luftblandning. Motorn omvandlar sedan en del av energin från förbränningen till arbete.

motorn består av en fast cylinder och en rörlig kolv. De expanderande förbränningsgaserna trycker på kolven, som i sin tur roterar vevaxeln. Efter att kolven komprimerar bränsle-luftblandningen tänds gnistan och orsakar förbränning. Expansionen av förbränningsgaserna trycker kolven under kraftslaget.

slutligen, genom ett system med växlar i drivlinan, driver denna rörelse fordonets hjul.

två typer av förbränningsmotorer är för närvarande i produktion: gnisttändningsbensinmotorn och kompressionständningsdieselmotorn. De flesta av dem är fyrtakts, vilket innebär att det tar fyra kolvslag för att slutföra en cykel. Cykeln består av fyra olika processer: intag, kompression, förbränning och kraftslag och avgaser.

gnisttändning bensin och kompressionständning dieselmotorer skiljer sig i hur de levererar och antända bränsle. I en gnisttändningsmotor blandas bränslet med luft och sugs sedan in i cylindern under inloppsprocessen. Efter att kolven komprimerar bränsle-luftblandningen tänds gnistan och orsakar förbränning.

expansionen av förbränningsgaserna trycker kolven under kraftslaget. I en dieselmotor dras luften bara in i motorn och komprimeras sedan. Dieselmotorer sprutar sedan bränslet i en lämplig, uppmätt mängd i den heta tryckluften, som tänder den.

tillämpningar av förbränningsmotorer

förbränningsmotorer är de mest använda och mest använda kraftgenererande enheterna som för närvarande finns. Exempel inkluderar bensinmotorer, dieselmotorer, gasturbinmotorer och raketframdrivningssystem.

IC-motorn har många applikationer som,

• bensinmotorer: Automotive, Marine, Flygplan
• gasmotorer: industriell kraft
• dieselmotorer: Automotive, järnvägar, Power, Marine
• gasturbiner: Power, Flygplan, Industrial, Marine

klassificering av förbränningsmotorer

det finns två typer av förbränningsmotorer för närvarande i produktion: gnisttändning bensinmotor och kompressionständning diesel motor. De flesta av dessa är fyrtaktscykelmotorer, vilket innebär att fyra kolvslag behövs för att slutföra en cykel.

IC-motorer kan klassificeras på grundval av bränsle som används, termodynamisk cykel, typ av tändning, typ av kylsystem, cylinderarrangemang, laddningsmetod etc. Nu studerar vi det i detalj.

1) enligt driftscykel:

vi vet att IC-motorer omvandlar kemisk energi till mekanisk energi vid cyklisk Drift. Det finns många termodynamiska cykler, t.ex. Carnot-cykel, Otto-cykel, Dieselcykel, Rankine-cykel, etc. IC motorer arbetar på tre cykler Otto cykel och Diesel cykel och den dubbla cykeln. Så enligt det kan IC-motorerna klassificeras i följande typer.

1. Otto cykelmotor:

det är också känt som en gnisttändningsmotor eller konstant volym värmetillsatsmotor, bensinmotor etc. I denna cykel sker värmetillsats (bränsleförbränning) och avstötning (avgas) vid konstant volym och expansion och kompression sker vid isentropisk. Dessa motorer ger låg effekt vid hög hastighet.

2. Dieselcykelmotor

detta är känt som en kompressionständningsmotor, dieselmotor, konstant tryckmotor etc. I denna cykel sker värmetillägg (bränsleförbränning) vid konstant tryck och värmeavstötning sker vid konstant volym. Denna motor ger hög effekt vid låg hastighet.

3. Duel Cycle Engine:

dubbelcykeln är en kombination av Otto-cykeln och dieselcykeln. I denna motor sker värmetillsats både vid konstant volym och konstant tryck i något förhållande.

vissa motorer arbetar på Stirling-cykeln och Ericsson-cykeln men dessa används inte kommersiellt.

2) beroende på typ av bränsle som används:

de flesta av oss vet om dessa motorer. Dessa är bensinmotorer och dieselmotorer. Numera gasformigt bränsle som LPG, CNG, väte, etc. används också i IC-motorer. Dessa motorer kallas icke-traditionella motorer.

3) Enligt laddningsmetoden:

laddningen betyder hur upptagningen av bränsle-luftblandningen sker. Detta kan klassificeras enligt följande.

1. naturlig aspirerad motor:

i denna motor sker upptagning av luftbränsleblandningen (SI-motor) eller enbart luft (CI-motor) på grund av tryckskillnad inuti cylindern och atmosfärstrycket.

2. Superladdade motorer:

i denna motor används en separat kompressor för laddning inuti cylindern. Denna kompressor körs med motoreffekt (ansluten till vevaxeln med remdrift).

3. Turboladdad motor:

denna motor använder en turbin som drar luft in i cylindern och körs med hjälp av avgaser. Det är också som supercharge men kompressorn drivs av en turbin som roteras av avgaser.

4) enligt tändning:

i IC-motor kan tändning av laddning ske på två sätt. I den första används en separat tändstift eller någon annan anordning för att antända bränslet (Gnisttändningsmotor) och den andra är bränsletändning på grund av värme som genereras under kompression eller bränsle (Kompressionständningsmotor).

så enligt dessa metoder finns två motorer tillgängliga gnisttändningsmotor eller SI-motor (bensinmotor) och kompressionständningsmotor eller CI-motor (dieselmotor).

5) Enligt en typ av tändsystem:

i bensinmotorer använde vi en tändstift för att antända bränslet. Denna gnista vid tändstiftet, producera genom ett tändsystem. Enligt tändsystemet finns två typer av motorer där. Den första är batteritändningsmotorn (använd ett batteri för att generera gnista) och en annan är en magnetotändningsmotor (använd en liten generator för att generera gnista).

6) Enligt motorns konstruktion:

1. fram-och återgående Motor:

i denna typ av motor används en kolv som rör sig i fram-och återgående rörelse genom att använda tryckkraft som genereras genom förbränning av bränsle. Vevaxeln omvandlar denna fram-och återgående rörelse till roterande rörelse. De flesta bilmotorerna är fram-och återgående typ.

Läs mer: Vad är fram-och återgående Motor?

2. Roterande motor:

i en roterande motor används en rotor. Tryckkraften som genereras av förbränning av bränsle utövas på denna rotor, vilket ytterligare roterar hjulet. Wankel-motorn är en typ av roterande motor. Dessa motorer används för närvarande inte i bilmotorer.

7) enligt kylning:

två typer av kylning används i IC-motorer, luftkylning och vattenkylning. Så motorerna är luftkylda motorer eller vattenkylda motorer. Båda dessa kylsystem har sina egna fördelar, som vi kommer att diskutera senare. Motorolja fungerar också som kylmedium.

8) enligt motorslag:

vi vet att stroke är det maximala avståndet en kolv kan färdas inuti en cylinder eller mellan TDC till BDC. Om en motor flyttar från TDC till BDC kallas den ett slag. Om det återgår till BDC kallas det två slag. En vevaxel gör en rotation i två slag. Enligt det har tre typer av motorer uppfunnits.

1. Tvåtaktsmotor:

i denna motor gör vevaxeln en rotation i ett kraftslag. Denna motor ger mer kraft jämfört med andra. Den används i skyttar, fartyg, generatorer etc.

Läs mer: Vad är tvåtaktsmotor? och vad är en fyrtaktsmotor?

2. Fyrtaktsmotorer:

denna motor ger två vevaxelrotationer i ett kraftslag. De ger låg effekt men hög effektivitet. Den används i bilar, lastbilar, cyklar etc.

3. Sextaktsmotorer:

dessa motorer är i utvecklingsprocessen. Som namnet antyder kommer det att ge tre vevaxlar rotation i ett kraftslag.

9) enligt ett arrangemang av motorn:

dessa motorer kan förstås bättre med diagram jämfört med ord.

Vanliga frågor.