Eksplodmotoro

Motoro Mercedes-Benz V6, kun 6 cilindroj (1996).

Eksplodmotoro estas brulmotoro, kiu funkcias per interna brulado. La plej ofta eksplodmotoro estas tiu, kiu bruligas benzinon. Aliaj eksplodmotoroj uzas dizelbrulaĵon, hidrogenon, metanon, propanon, k.a. Motoroj tipe uzas nur unu specon de brulaĵo, kaj bezonas adaptiĝon por alĝustigi la miksaĵon aero-brulaĵan por uzi aliajn brulaĵojn.

En benzina motoro, miksaĵo benzin-aera disĵetiĝas en cilindron. Piŝto premas la miksaĵon kaj elektra fajrero bruligas ĝin. La eksplodo kreas varmegon, kaj la varmegaj gasoj repuŝas la piŝton. La eksplodgasoj forventumiĝas, kaj la ciklo rekomenciĝas. La movado de la piŝto kreas rondmovadon. Valvoj regas la ĵetadon de la benzinaera miksaĵo kaj ellasas gasojn kiam taŭgas.

Tipoj de eksplodmotoroj

Dutakta ciklo. En dutakta ciklo laboraj paŝoj estas duoble pli oftaj.

• Piŝtaj motoroj — kiel brulujo estas uzata cilindro, kie varma energio transformiĝas en la meĥanikan, kiu el alterndirekta movado de la piŝto transformiĝas al la rotacia helpe de krank-biela meĥanismo. Laŭ speco de uzata brulaĵo ekzistas:
  • otto-motoro, aŭ benzinmotoro — miksaĵo de brulaĵo kaj aero estas preparata en karburilo kaj poste en eniga kolektujo, aŭ en eniga kolektujo pere de dispersiloj (meĥanikaj aŭ elektraj), aŭ senpere en cilindroj pere de dispersiloj, poste la miksaĵo estas enigata en cilindron, premata, kaj poste ekbruligata helpe de sparko, aperanta inter elektrodoj de sparkilo.
  • dizel-motoro — speciala dizela brulaĵo estas ŝprucata en cilindron kun granda premo. Ekbrulo efektiviĝas pro efiko de alta premo kaj, sekve de temperaturo en la kamero.
  • gasa motoro — motoro bruliganta hidrokarbonidojn, estantajn en gasa formo en normalaj kondiĉoj.
  • gasadizela motoro — ĉefa parto de brulaĵo estas preparata, kiel en unu el specoj de gasaj motoroj, sed ekbruligata ne per sparkilo, sed per bruliga parto de dizela brulaĵo, enŝprucigata en cilindron kiel en dizela motoro.
• Wankel-motoro, aŭ rotor-piŝta motoro — danke al rotacio en brulkamero de multfaca rotoro dinamike formiĝas volumenoj, en kiuj efektiviĝas ordinara ciklo de eksplodmotoro.
• gaso-turbina motoro — energio de dilatiĝantaj produktoj de brulado transdoniĝas al aletoj de gasa turbino.

Uzado

Eksplodmotoroj estas plej ofte uzataj por impulso de veturiloj kaj porteblaj maŝinoj. En moveblaj aparatoj eksplodmotoroj estas avantaĝaj, ĉar ili havas altan rilaton inter potenco kaj pezo. Funkciante ĉefe per nafto, tiaj motoroj aperis en preskaŭ ĉiaj transportveturiloj, kiel aŭtomobiloj, kamionoj, motorcikloj, ŝipoj, kaj en multaj aviadiloj kaj lokomotivoj.

Kiam bezonatas tre altaj potenco-pezo kvocientoj, eksplodmotoroj estas uzataj en formo de gasturbinoj. Tio okazas ekzemple ĉe reagaviadiloj, helikopteroj, grandaj ŝipoj kaj elektraj generatoroj.

Eksplodmotoro ĉe motorciklo.

La diferencaj variaĵoj de la du cikloj, kaj en dizelo kaj en benzino, havas siajn proprajn aplikterenojn.

• 2T benzino: havis grandan aplikadon en la motorcikloj, motoroj de ultramalpezaj aviadiloj (UMA) kaj eksterbordaj boatmotoroj ĝis ioma cilindraro, sed poste ĝi perdis multan terenon en tiu kampo pro la kontraŭpoluaj regularoj. Aktuale ili plue estas uzataj por la plej malgrandaj cilindraroj de motorcikloj kaj scooters (50 cc), aŭ iomete pli malgrandaj motorcikloj de kunkonkurenco kaj de motokroso, malgrandaj motoroj de ĉensegiloj kaj de aliaj porteblaj malpezaj maŝinoj, kaj de malgrandaj elektrogeneraj grupoj (2015).
• 4T benzino: dominas en la aplikadoj en motorcikloj de ĉiaj cilindraroj, aŭtomobiloj, sporta aviadilaro kaj eksterbordaj boatmotoroj.
• 2T dizelo: dominas en la ŝipaj aplikadoj de granda povo, ĝis 100 000 CV nuntempe, kaj por fervoja tirado. En sia pinta momento ĝi estis uzata en aviado kaj atingis ioman sukceson.
• 4T dizelo: dominas en la surtera transporto, aŭtomobiloj kaj ŝipaj aplikadoj ĝis ioma povego. Ĝi ekaperis en la sporta aviado.

Historio

Kvartakta ciklo (aŭ Otto-ciklo)
1. Enlaso
2. Kunpremo
3. Povumo
4. Ellaso

La invento de la eksplodmotoro povas esti historiigita el du italoj: nome la pastro Eugenio Barsanti, el la ordeno de la Piaristoj, kaj Felice Matteucci, hidraŭlika inĝeniero kaj meĥanikisto, kiu jam en 1853 detaligis dokumentojn de funkciigo kaj konstruado de tiaj motoroj kaj patentojn registrotajn en kelkaj eŭropaj landoj kiel Granda Britio, Francio, Italio kaj Germanio.

Antaŭe estis precedencoj de diversaj inventoj kiuj intencis apliki eksplodaĵojn al meĥanismoj. Inter kiuj menciindas jenajn:

• La fajropiŝto uzata en Sudorienta Azio kaj en la insuloj de Pacifiko por ekbruli fajron, profitante la kunpremadon el la adiabata procezo de la aero en cilindron el ligno kaj piŝto.
• Sistemo de romia akvomuelejo en Hierapoliso.
• 673: Invento de la greka fajro, kiu estas aplikita al bloviloj.
• 1201: Al Jazari.
• 13a jarcento: la rakedoj de nigra pulvo (rakedmotoroj, de interna brulado) estis uzitaj de ĉinoj, mongoloj kaj araboj.
• 1509: Leonardo da Vinci priskribis "atmosferan" motoron.
• 17a jarcento: la inventistor Christian Huygens faris eksperimentojn per motoro de nigra pulvo.
• 1772: Antoine Laurent Lavoisier determinis la komponon de la atmosfera aero, kiel mikso de oksigeno kaj de nitrogeno. Plej brulmotoroj funkcias per atmosfera aero kaj tial koni ties komponon estis fundamenta por disvolvigi la inventon de la motoro.
• 1780: Alessandro Volta inventis ludilpafilon kiu pafis korkoŝtopilon per la eksplodo de mikso de aero kaj hidrogeno bruligita per elektra sparko.
• 1791: John Barber proponis turbinon en formularo de la brita patento # 1833 ("A Method for Rising Inflammable Air for the Purposes of Producing Motion and Facilitating Metallurgical Operations").
• 1798: La sultano Tippu, reganto de Misoro (Hindio) faris la unuan dokumentitan uzadon de ferrakedoj kontraŭ britaj soldatoj.

Al la unuaj prototipaj modeloj de Barsanti kaj Matteucci mankis la fazo de kunpremado; tio estas, la fazo de enlaso finiĝis tro frue per la fermo de la valvo de enlaso antaŭ la piŝto alvenu al la mezo, kio okazigis, ke la sparko, kiu generis la brulon kiu pelis la iradon de la piŝto, estis malforta. Kiel konsekvenco la funkciado de tiuj unuaj motoroj estis nesufiĉa. Estis la fazo de kunpremado kio havigis gravan efikon al la eksplodmotoro de interna brulado, kio sukcesis atingi la definitivan anstataŭigon de la vapormotoroj kaj akcelis la disvolvigon de la aŭtomobiloj, ĉar tio sukcesis disvolvigi potencon egalan aŭ pli grandan en dimensioj konsiderinde multe pli malpliigitaj.

La motoro tia kian oni konas ĝin aktuale estis disvolvigita de la germana Nikolaus Otto.

La unuaj praktikaj aplikadoj de la brulmotoroj de interna brulado estis la motoroj eksterboataj (eksterŝipaj). Tio okazis ĉar la ĉefa malhelpo por la praktika aplikado de la interna eksplodmotoro en surteraj vehikloj estis la fakto ke diference de la vapormaŝino, tiuj ne povis komenci el senmova sinteno. La ŝipmotoroj ne suferas tiun problemon, ĉar la helicoj estas liberaj de momento de grava inerteco.

La motoro tia kian oni konas ĝin aktuale estis disvolvigita de la germana Nikolaus Otto, kiu en 1886 patentis la dezajnon de brulmotoro de interna brulado kun kvar movomomentoj (rigardu movobildon), bazitan sur la studoj de la franca inventisto Alphonse Beau de Rochas de 1862, kiu siavice bazis sian modelon sur la modelo de interna brulado de Barsanti kaj Matteucci.

Vidu ankaŭ

• Brulmotoro
• Elektromotoro
• Gasturbino
• Hibrida motoro

Bibliografio

• Heinz Grohe, Gerald Russ; Otto- kaj Dizelaj motoroj; (faklibro en germana lingvo): Otto- und Dieselmotoren : Arbeitsweise, Aufbau und Berechnung von Zweitakt- und Viertakt-Verbrennungsmotoren / Heinz Grohe, Gerald Russ; 15-a eldono, loko: Würzburg : Eldonejo Vogel, 2010; 261 p. : il. serio: (Kamprath-Reihe); Vogel-faklibro: (Vogel-Fachbuch) ISBN 978-3-8343-3186-1 (k.); 3-8343-3186-4
• L J K Setright: 'Some Unusual Engines', Mechanical Engineering Publications Limited. London, 1975. ISBN 0 85928 208 9
• 'Enciclopedia CEAC del motor y automóvil', Barcelona, 1974. ISBN 84-329-1007-4
• Takashi Suzuki, PhD: 'The romance of engines', SAE, 1997. ISBN 1-56091-911-6
• sir Harry Ricardo kaj J G G Hempson: 'The High-Speed Internal-Combustion Engine', Represo de 2004 de la 5a eldono de 1968.
• Max Bentele: 'Engine revolutions', SAE 1991. ISBN 1-56091-081-X
• Herschel Smith: 'A History of Aircraft Piston Engines', SunFlower University Press, 1986. ISBN 0-07-058472-9
• Bill Ginston: 'Development of Piston Aero Engines', PSL 1999. ISBN 978 1 85260 619 0
• Arias-Paz: 'Manual del Automóvil', 'Motocicletas'. Dossat.

Plia legado

• 'Motores de combustión interna', Dante Giacosa, Ed. Hoepli
• 'Manual de la técnica del automóvil', BOSCH. ISBN 3-934584-82-9
• 'Internal Combustion Engines', R. K. Singal. Katson Books, 2012. ISBN 978-93-5014-214-1
• 'Enciclopedia CEAC del Motor y el Automóvil', VVAA.
• 'The Book of Basic Machines', U.S. Navy Training Manual, 2013. ISBN 978-1-62087-465-3
• 'Basic Mechanical Engineering', R. K. Rajput, Laxmi Publications Ltd, 2009. ISBN 978-93-80386-36-2
• 'Manual de Automóviles', M Arias-Paz, varias ediciones.
• 'The Romance of Engines', Takashi Suzuki, Ph.D., SAE 1997. ISBN 1-56091-911-6

Eksteraj ligiloj

• Eŭropa Agentejo por la energio. Datumoj pri profito de procezoj kaj meĥanismoj Arkivigite je 2013-02-22 per la retarkivo Wayback Machine
• "The High-Speed Internal Combustion Engine", Harry Ricardo, eldono de 1931
• Kiel mezuri la premforto de kunpremado

• En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Motor de combustión interna en la hispana Vikipedio.