Een verbrandingsmotor is een warmtemotor die thermische energie opwekt door brandstof te verbranden. Vervolgens zet het deze energie om in mechanische arbeid of een reactie-effect.

De term verbrandingsmotor wordt meestal opgevat als een zuigermotor, maar dit is onjuist, aangezien een verbrandingsmotor niet altijd alleen een zuigermotor hoeft te zijn.

Dit artikel zal licht werpen op de verbrandingsmotor in bredere zin, kijkend naar de voordelen, nadelen, classificatie en functie ervan.

Hoe werkt een verbrandingsmotor?

Een verbrandingsmotor verbrandt brandstof, die dankzij een chemische reactie wordt omgezet in warmte. Deze warmte verwarmt op zijn beurt het werkgas, waardoor de druk of het volume toeneemt, waardoor de motor mechanisch werk of reactie kan uitvoeren.

Relateret artikel - 

Motorzuigers: hoe werken ze?

Het mechanische werk van de motor wordt uitgevoerd door druk uit te oefenen op het bewegende deel van de motor (bijvoorbeeld de zuigers). Bij een raket- of straalmotor wordt het mechanische werk van de machine echter niet gebruikt voor beweging. In plaats daarvan wordt het reactieve effect van de stof die uit de motor komt gebruikt, waardoor deze in de tegenovergestelde richting beweegt.

Een verbrandingsmotor kan als volgt werken:

• Met brandstoffen die vast, vloeibaar of gasvormig zijn
• De omgeving waarin het werkt is vaak atmosferische zuurstof of een stof die zuurstof afgeeft tijdens verbranding.
• Verbranding kan plaatsvinden binnen (interne verbranding) of buiten de motor (externe verbranding)
• Het bewegende deel van de motor, dat wordt aangedrukt door het werkgas, kan in verschillende richtingen bewegen.
• Het werkgas kan gescheiden zijn, maar kan ook uitlaatgassen bevatten
• Het werkgas wordt continu uitgewisseld, maar kan ook permanent in de motor zijn opgesloten

Aangezien er verschillende soorten verbrandingsmotoren in verschillende ontwerpen zijn die volgens verschillende criteria werken, is het noodzakelijk om ze op te splitsen in verschillende onafhankelijke punten.

Deze indeling is echter slechts summier, omdat elk type verbrandingsmotor is onderverdeeld in verdere subgroepen.

Afdeling verbrandingsmotoren

Volgens de plaats waar de verbranding plaatsvindt:

• Motoren met interne verbranding (bijvoorbeeld spark, diesel, wankelmotor en verbrandingsturbine)
• Motoren met externe verbranding, waarbij echter moet worden onderscheiden of de energie de werkruimte binnenkomt via de toevoer van werkgassen (bijvoorbeeld een gasturbine) of door warmteoverdracht via een verwarmer van de werkstof (bijvoorbeeld Stirlingmotor)

Volgens de werkcyclus:

• Motoren met een continue cyclus (bijvoorbeeld een verbrandingsturbine)
• Motoren met een onderbroken cyclus (tweetakt en viertaktmotoren)

Volgens het werkingsprincipe:

• Zuigermotoren met inwendige verbranding, meer specifiek zuigermotoren (de meeste zuigermotoren met zuigermotor) en zuigermotoren (Wankelmotor)
• Bladmotoren (turbines)
• Reactieve motoren (raketmotoren, of ook straalmotoren)

Volgens de methode om verbranding te activeren:

• Motoren met vonkontsteking - een vonk van een bougie veroorzaakt verbranding
• Motoren met verbrandingsontsteking - verbranding wordt veroorzaakt door hoge temperatuur en compressie van het werkmengsel
• Gloeilampmotoren - een externe warmtebron kan het verwarmen
• Motoren met gecombineerde ontsteking

Een andere divisie van verbrandingsmotoren

Volgens het type verbrande brandstof:

• Gas (verbranden van gasvormige brandstoffen, bijvoorbeeld CNG en dus aardgas) - vloeistof (verbranden van benzine, diesel of andere stoffen)
• Vast (poederkool)
• Multi-fuel (kan overschakelen op het verbranden van verschillende soorten brandstof)
• Dual-fuel (ze verbranden verschillende soorten brandstof tegelijk)

De meest gebruikte brandstof voor een verbrandingsmotor is:

• Benzine
• Diesel
• Gecomprimeerd aardgas (CNG)
• Vloeibaar petroleumgas (LPG)
• Alcoholen (methanol, ethanol)
• Vloeibare waterstof
• Kerosine
• en andere...

Naast brandstof is lucht een essentieel onderdeel van het mengsel voor de meeste verbrandingsmotoren, omdat het de zuurstof bevat die nodig is voor verbranding.

Volgens de plaats van bereiding van het mengsel:

• Het maken van het mengsel vindt plaats buiten de werkruimte (carburateur, SPI, MPI)
• Het maken van het mengsel vindt plaats in de werkruimte (directe brandstofinjectie, bijvoorbeeld Common-rail )

Volgens de bereidingswijze van het mengsel:

• Motoren met carburateurmengselbereiding
• Motoren met brandstofinjectie

Volgens de methode van luchtvervoer:

• Naturally Aspired Engines - de inlaat zorgt voor een vacuüm dat wordt veroorzaakt door de beweging van de zuiger in de cilinder
• Supercharged motoren - de cilinder wordt gevuld onder een grotere druk dan de omringende atmosfeer

Elk type verbrandingsmotor heeft zijn voor- en nadelen. Laten we ze eens bekijken.

Voordelen van verbrandingsmotoren

• Zuigerverbrandingsmotoren bereiken een hoge energieomzettingsefficiëntie (snelle start)
• Ze kunnen worden ontworpen om verschillende brandstoffen te verbranden, maar ook in verschillende afmetingen en voor verschillende doeleinden

Nadelen van verbrandingsmotoren

• Ongunstige impact op het milieu en de gezondheid van mensen en andere organismen
• Ze hebben een vreemde energiebron nodig voor hun start - behalve raketmotoren
• Zuigerverbrandingsmotoren hebben nadelige prestatiekenmerken
• Beperkte levensduur