Förbränningskammare

av

Detta avsnitt behöver ytterligare citat för verifiering. Hjälp gärna till att förbättra den här artikeln genom att lägga till citat till tillförlitliga källor. Otillgängligt material kan komma att ifrågasättas och tas bort. (Augusti 2020) (Lär dig hur och när du tar bort det här mallmeddelandet)

I en förbränningsmotor applicerar trycket som orsakas av den brinnande luft/bränsleblandningen en direkt kraft på en del av motorn (t.ex. för en kolvmotor appliceras kraften på kolvens ovansida), som omvandlar gastrycket till mekanisk energi (ofta i form av en roterande utgående axel). Detta står i kontrast till en extern förbränningsmotor, där förbränningen sker i en separat del av motorn där gastrycket omvandlas till mekanisk energi.

Diagram över var en förbränningskammare är placerad inuti en cylinder.

Motorer med gnisttändningRedigera

Motor med överliggande kamaxel- förbränningskammaren är volymen mellan kolven (visas i gult), insugningsventilen (blått) och utloppsventilen (röd).

I motorer med gnisttändning, t.ex. bensinmotorer (bensinmotorer), är förbränningskammaren vanligtvis belägen i cylinderhuvudet. Motorerna är ofta konstruerade så att botten av förbränningskammaren är ungefär i linje med toppen av motorblocket.

Moderna motorer med överliggande ventiler eller överliggande kamaxel(ar) använder toppen av kolven (när den är nära övre dödpunkt) som botten av förbränningskammaren. Ovanför detta omfattar förbränningskammarens sidor och tak inloppsventilerna, avgasventilerna och tändstiftet. Detta bildar en relativt kompakt förbränningskammare utan några utskjutande delar på sidorna (dvs. hela kammaren är belägen direkt ovanför kolven). Vanliga former för förbränningskammaren liknar vanligtvis en eller flera halvsfärer (t.ex. hemi-, pent-, kil- eller njurformade kamrar).

Flathead-motor – förbränningskammaren (visas i gult) ligger ovanför kolven (orange) och insugs-/utstötningsventilen (blått)

Den äldre flathead-motorns konstruktion använder sig av en ”badkar”-formad förbränningskammare, med en långsträckt form som sitter ovanför både kolven och ventilerna (som är placerade bredvid kolven). IOE-motorer kombinerar delar av motorer med överliggande ventiler och flathead-motorer; insugningsventilen är placerad ovanför förbränningskammaren, medan avgasventilen är placerad under den.

Formen på förbränningskammaren, insugningsöppningarna och avgasöppningarna är nyckeln till att uppnå en effektiv förbränning och maximera effektuttaget. Cylinderhuvudena är ofta utformade för att uppnå ett visst ”virvelmönster” (roterande komponent i gasflödet) och turbulens, vilket förbättrar blandningen och ökar gasernas flödeshastighet. Formen på kolvtoppen påverkar också mängden virvel.

En annan konstruktionsegenskap för att främja turbulens för god blandning av bränsle och luft är squish, där bränsle- och luftblandningen ”pressas” vid högt tryck av den stigande kolven.

Tändstiftets placering är också en viktig faktor, eftersom detta är startpunkten för flamfronten (de brinnande gasernas främre kant) som sedan vandrar nedåt mot kolven. En bra konstruktion bör undvika trånga sprickor där stillastående ”slutgas” kan fastna, vilket minskar motoreffekten och eventuellt kan leda till att motorn knackar. De flesta motorer använder ett enda tändstift per cylinder, men vissa (t.ex. Alfa Romeo Twin Spark-motorn från 1986-2009) använder två tändstift per cylinder.

Motorer med kompressionständningRedigera

Skruvad kolv för en dieselmotor

Detta avsnitt behöver utökas. Du kan hjälpa till genom att komplettera den. (Augusti 2020)

Motorer med kompressionständning, till exempel dieselmotorer, klassificeras vanligtvis som antingen:

  • Direktinsprutning, där bränslet sprutas in i förbränningskammaren. Vanliga varianter är bland annat direktinsprutning med enhet och common rail-insprutning.
  • Indirektinsprutning, där bränslet sprutas in i en virvelkammare eller förförbränningskammare. Bränslet antänds när det sprutas in i denna kammare och den brinnande luft/bränsleblandningen sprids till huvudförbränningskammaren.

Motorer med direktinsprutning ger vanligen bättre bränsleekonomi, men motorer med indirekt insprutning kan använda en lägre bränslesort.

Harry Ricardo var framstående när det gällde att utveckla förbränningskammare för dieselmotorer, varav den mest kända var Ricardos Comet.

GasturbinerRedigera

Huvudartikel: Förbrännare

I ett system med kontinuerligt flöde, till exempel en förbrännare i en jetmotor, kontrolleras trycket och förbränningen skapar en volymökning. Förbränningskammaren i gasturbiner och jetmotorer (inklusive ramjets och scramjets) kallas för brännkammare.

Brännkammaren matas med högtrycksluft från kompressionssystemet, tillsätter bränsle och förbränner blandningen och matar de heta högtrycksavgaserna in i motorns turbinkomponenter eller ut ur avgasmunstycket.

Det finns olika typer av brännkammare, främst:

  • Kan-typ: Can-brännare är fristående cylindriska förbränningskammare. Varje ”burk” har sin egen bränsleinsprutare, foder, förbindelseledningar och hölje. Varje ”burk” får en luftkälla från en enskild öppning.
  • Kanaltyp: Liksom förbrännare av burktyp har ringformiga förbrännare av burktyp diskreta förbränningszoner som ligger i separata foder med egna bränsleinsprutare. Till skillnad från en burkförbrännare har alla förbränningszoner ett gemensamt lufthölje.
  • Rörformig typ: Ringformiga förbränningsmotorer har inga separata förbränningszoner utan bara ett kontinuerligt foder och hölje i en ring (ring).

RaketmotorRedigera

Detta avsnitt behöver utökas. Du kan hjälpa till genom att lägga till det. (Mars 2014)

Se även: Raketmotor § Förbränningskammare

Om gasens hastighet ändras produceras dragkraft, till exempel i munstycket på en raketmotor.

Lämna en kommentar