Bilmotorer Forklart

Med unntak av noen få fullt elektriske biler, er våre biler drevet av forbrenningsmotorer. Den vanligste typen av bilmotoren er fire-takter, eller Otto syklus, motor. I disse motorene, er kraft generert ved å brenne en blanding av brennstoff, vanligvis bensin, og luft i et stempelkammer. De bevegelige stemplene slår en drivaksel, hvis energi blir overført til drivakselen ved overføringen.
Her vil vi se på en enkel firetaktsmotor syklus. Beskrivelsen vil holde for alle firetaktsmotor, uansett hvor mange sylindre den bruker. Dieselmotorer opererer på lignende prinsipper, selv om enkelte detaljer er forskjellig. Den Wankel rotasjonsmotoren bruker ikke tradisjonelle sylindere, selv om det også er en forbrenningsmotor.

Den Ignition Cycle

I det første slag (markert som "1" i bildet ovenfor), blir stemplet trukket ned fra toppen av kammeret. På samme tid, åpnes innløpsventilen, slik at luft og brennstoff for å fylle tennkammeret.
I det andre slag ( "2" i bildet), beveger stempelet opp igjen i kammeret, komprimere den brennstoff-luftblandingen. På toppen av dette slag, produserer tennpluggen en gnist som antenner den trykksatte brensel-luftblandingen, slik at varme gasser til å ekspandere og tvinge stempelet tilbake ned i kammeret.
Den tredje slag ( "3" i bildet) blir også kalt arbeidsslag. Det er den eneste slag i syklusen under hvilken motoren produserer nyttig mekanisk energi. I arbeidsslag, blir stemplet trukket ned av den eksploderende brensel-luft-blanding. Tenningen av brenselet frigjør den lagrede energi i den; den nedadgående bevegelse av stempelet i kammeret overføringer som energi til drivakslingen.
Den fjerde slag ( "4" i bildet) er oppgangen hjerneslag. I dette trinn av syklusen, beveger stempelet tilbake opp til toppen av kammeret. Som det gjør det, åpnes utløpsventilen, og den bevegelige stempel presser tenngassene ut av stempelkammeret. Ved slutten av dette slag, er stempelet tilbake i posisjon for å gjenta syklusen.

Fordeler og ulemper

Den firetaktsmotor har vært i bruk i over 100 år, og har blitt allestedsnærværende i vårt samfunn. Den slår vår viktigste modusen for landbasert transport. Dens allsidighet er den viktigste fordelen; motorer av denne type er forholdsvis enkle å betjene og vedlikeholde, og kan tilpasses for en rekke brensel: bensin, diesel, kerosen og til og med propan. Som en eldre teknologi, disse motorene er også relativt billig; den indiske bilprodusenten Tata har nylig avduket Nano, en bil (med en firetaktsmotor) er tilgjengelig for tilsvarende bare $ 3.000.
Det er noen alvorlige ulemper for standard bilmotor, imidlertid. De produserer flere forurensende gasser, deriblant drivhusgassen karbondioksid og karbonmonoksid, som kan være en dødelig gift i store doser. Også disse motorene er ikke veldig effektivt. Fordi de bare produsere strøm på ett slag i fire, kan de ikke være mer enn 25 prosent effektiv i å hente energi fra drivstoffet. Faktisk er de fleste firetaktsmotorer er betydelig mindre effektiv enn det, fordi mye av sin energi er utgitt som ubrukelig varme.
Det meste av moderne motorteknologi fokuserer på å balansere disse fordeler og ulemper, for å produsere de mest effektive biler på det mest rimelige priser.