En förbränningsmotor förlitar sig på en serie kemiska reaktioner för att omvandla bränsle till mekanisk energi. Den primära reaktionen är förbränningen bränsle, vanligtvis bensin eller diesel. Här är en uppdelning av de viktigaste stegen som är inblandade:
1. Intagslag:
* luftintag: Motorn ritar i luften genom insugningsgrenröret. Denna luft är vanligtvis en blandning av kväve, syre och andra gaser.
* Bränsleinsprutning: Bränsle injiceras i förbränningskammaren, antingen direkt (direkt injektion) eller indirekt (genom ett intaggrenrör).
2. Komprimeringsslag:
* komprimering: Kolven komprimerar luftbränsleblandningen och ökar dess temperatur och tryck.
3. Förbränning:
* tändning: Ett tändningssystem (tändstift i bensinmotorer eller högt tryck i dieselmotorer) tänder luftbränsleblandningen.
* Förbränning: Den antändade blandningen bränner snabbt och skapar en högtrycksgas som skjuter kolven ner.
* kemisk reaktion: Denna förbränningsreaktion är mycket komplex, men den förenklade kemiska ekvationen för förbränning av bensin är:
C8H18 + 12,5 O2 → 8 CO2 + 9 H2O + Energi
Denna ekvation representerar den fullständiga förbränningen av oktan (C8H18), en viktig komponent av bensin. Reaktionen producerar koldioxid (CO2), vatten (H2O) och en stor mängd energi.
4. Kraftslag:
* expansion: De expanderande högtrycksgaserna driver kolven nedåt och genererar kraft.
5. Avgasslag:
* avgaser: De förbrukade avgaserna skjuts ut ur cylindern genom avgasgrenröret.
Ytterligare överväganden:
* ofullständig förbränning: I verkliga motorer uppnås sällan fullständig förbränning. Ofullständig förbränning kan leda till bildning av skadliga biprodukter såsom kolmonoxid (CO), oförbrända kolväten (HC) och kväveoxider (NOx).
* Catalyst: Moderna motorer använder katalytiska omvandlare för att minska utsläppen genom oxidation av CO och HC till mindre skadliga CO2 och H2O och reducera NOx till kväve (N2) och syre (O2).
* Bränsletillsatser: Tillsatser i bränsle kan påverka förbränning och utsläpp. Till exempel användes bly i bensin för att förbättra förbränningen, men dess skadliga effekter ledde till dess utfasning.
Sammanfattningsvis involverar de kemiska reaktionerna i en förbränningsmotor den kontrollerade förbränningen av bränsle för att generera kraft, medan ansträngningar görs för att minimera bildandet av skadliga biprodukter.
