En förbränningsmotor är en värmemotor som genererar värmeenergi genom att bränna bränsle. Den omvandlar sedan denna energi till mekaniskt arbete eller en reaktionseffekt.

Begreppet förbränningsmotor förstås vanligtvis som en kolvförbränningsmotor, men detta är felaktigt, eftersom en förbränningsmotor inte alltid behöver vara enbart en kolvförbränningsmotor.

Den här artikeln kommer att belysa förbränningsmotorn i en bredare mening och titta på dess fördelar, nackdelar, klassificering och funktion.

Hur fungerar en förbränningsmotor?

En förbränningsmotor förbränner bränsle, som omvandlas till värme tack vare en kemisk reaktion. Denna värme värmer i sin tur upp arbetsgasen, vilket ökar dess tryck eller volym, vilket gör att motorn kan utföra mekaniskt arbete eller reaktion.

Relaterad artikel - 

Motorkolvar: Hur fungerar de?

Motorns mekaniska arbete utförs genom att applicera tryck på den rörliga delen av motorn (till exempel kolvarna). Men med en raket- eller jetmotor används inte maskinens mekaniska arbete för rörelse. Istället används den reaktiva effekten av ämnet som kommer ut ur motorn, vilket säkerställer dess rörelse i motsatt riktning.

En förbränningsmotor kan fungera enligt följande:

• Med bränslen som är fasta, flytande eller gasformiga
• Miljön där den arbetar är ofta atmosfäriskt syre eller ett ämne som avger syre vid förbränning.
• Förbränning kan ske inuti (intern förbränning) eller utanför motorn (extern förbränning)
• Den rörliga delen av motorn, som pressas av arbetsgasen, kan röra sig i olika riktningar.
• Arbetsgasen kan vara separat, men den kan även innehålla avgaser
• Arbetsgasen byts kontinuerligt ut, men den kan även vara permanent innesluten i motorn

Eftersom det finns flera typer av förbränningsmotorer i olika konstruktioner som fungerar enligt olika kriterier är det nödvändigt att dela upp dem i flera oberoende punkter.

Denna uppdelning är dock bara kort, eftersom varje typ av förbränningsmotor är indelad i ytterligare undergrupper.

Uppdelning av förbränningsmotorer

Beroende på platsen där förbränningen äger rum:

• Motorer med förbränning (till exempel gnista, diesel, wankelmotor och förbränningsturbin)
• Motorer med extern förbränning, där det dock är nödvändigt att särskilja om energin kommer in i arbetsutrymmet genom tillförsel av arbetsgaser (till exempel en gasturbin) eller genom värmeöverföring genom en värmare av arbetsämnet (till exempel Stirlingmotor)

Enligt arbetscykeln:

• Motorer med en kontinuerlig cykel (till exempel en förbränningsturbin)
• Motorer med en avbruten cykel (tvåtakts och fyrtaktsmotorer)

Enligt arbetsprincipen:

• Kolvmotorer, närmare bestämt kolvmotorer (de flesta fram- och återgående förbränningsmotorer) och kolvmotorer (Wankelmotor)
• Bladmotorer (turbiner)
• Reaktiva motorer (raketmotorer, eller även jetmotorer)

Enligt metoden för att utlösa förbränning:

• Motorer med tändtändning - en gnista från ett tändstift utlöser förbränning
• Motorer med förbränningständning - förbränning utlöses av hög temperatur och kompression av arbetsblandningen
• Varmglödande motorer - en extern värmekälla kan värma den
• Motorer med kombinerad tändning

En annan uppdelning av förbränningsmotorer

Beroende på vilken typ av bränsle som förbränns:

• Gas (förbränning av gasformiga bränslen, t.ex. CNG och därmed naturgas) - flytande (förbränning av bensin, diesel eller andra ämnen)
• Fast (pulveriserat kol)
• Multibränsle (kan växla till förbränning av flera typer av bränsle)
• Dual-fuel (de förbränner olika typer av bränsle samtidigt)

Det vanligaste bränslet för en förbränningsmotor är:

• Bensin
• Diesel
• Komprimerad naturgas (CNG)
• Liquefied petroleum gas (LPG)
• Alkoholer (metanol, etanol)
• Flytande väte
• Fotogen
• och andra...

Förutom bränsle är luft en viktig komponent i blandningen för de flesta förbränningsmotorer, eftersom den innehåller syre som är nödvändigt för förbränning.

Beroende på platsen för beredning av blandningen:

• Skapandet av blandningen sker utanför arbetsutrymmet (förgasare, SPI, MPI)
• Skapandet av blandningen sker i arbetsutrymmet (direkt bränsleinsprutning, till exempel, Common-rail )

Enligt metoden för framställning av blandningen:

• Motorer med förgasarblandningsberedning
• Motorer med bränsleinsprutning

Enligt metoden för lufttransport:

• Naturally aspirated engines - insug ger ett vakuum som orsakas av kolvens rörelse i cylindern
• Överladdade motorer - cylindern fylls under större tryck än den omgivande atmosfären

Varje typ av förbränningsmotor har sina fördelar och nackdelar. Låt oss ta en titt på dem.

Fördelar med förbränningsmotorer

• Kolvförbränningsmotorer uppnår hög energiomvandlingseffektivitet (snabb uppstart)
• De kan konstrueras för att förbränna olika bränslen, men även i olika storlekar och för olika ändamål

Nackdelar med förbränningsmotorer

• Ogynnsam påverkan på miljön och människors och andra organismers hälsa
• De kräver en främmande energikälla för sin start - förutom raketmotorer
• Kolvförbränningsmotorer har ofördelaktiga prestandaegenskaper
• Begränsad livslängd