Forbrenningsmotor

En forbrenningsmotor, eller intern forbrenningsmotor, er en fellesbetegnelse på varmekraftmaskiner der drivstoffet som blir tilført forbrennes i selve motoren, slik at produktene av forbrenningen direkte utfører et arbeid på for eksempel et stempel. Forbrenningsmotoren ble oppfunnet av Nikolaus August Otto og patentert i 1860. To år senere, i 1862, hadde Jean-Joseph Étienne Lenoir fullført konstruksjonen av den første bilen med forbrenningsmotor.

Det er tildels vanlig å bruke betegnelsen ekstern forbrenningsmotor på motorer der varmen utvikles utenfor motoren, som f.eks. dampmaskinen.

Forbrenningsmotorer brukes i hovedsak i biler, fly, båter og andre motoriserte kjøretøy.

Virkemåte

I en forbrenningsmotor blir det tilført en blanding av luft og drivstoff i forbrenningskammeret, som så blir komprimert og antent, enten ved selvantenning eller ved hjelp av en tennplugg. Forbrenningen gjør at drivstoffgassene i forbrenningskammeret får høyere temperatur, det vil si at de får større kinetisk energi, og følgelig større fart. Molekylenes kollisjon med veggene i forbrenningskammeret kjenner vi som trykk. Trykket er proporsjonalt med den kinetiske molekylenergien, altså temperaturen. Gassmolekylene mister litt av farten sin når de gjør et arbeid på motoren. Litt av den termiske energien har altså blitt til kinetisk energi.

En forbrenningsmotor utvikler mye varme, og alle motorer er avhengig av en eller annen form for kjøling. Dette gjøres ved enten væskekjøling eller luftkjøling.

Historie i Norge

Den første optimale forbrenningsmotoren var konstruert av franskmannen Jean Joseph Etienne Lenoir, en totaktmotor drevet av lysgass, i 1860. Denne forbrenningsmotoren var den første av en rekke oppfinnelser som kom videre fra prøvestadiet og som fant en rekke bruksområder tross sin lav virkningsgrad. Forbrenningsmotoren hadde dermed slått gjennom som varmemaskin, det vil si maskiner som omdanner varmeenergi til mekanisk arbeid, og var gjenstand for improviseringer i de neste tiår som da tennpluggen var oppfunnet av Robert Bosch i 1902.

Forbrenningsmotorens historie i Norge har en vag og utydelig begynnelse, som startet da Paul Henning Irgens etter retur fra et langt virke som verkstedslæring i København, Tyskland, England og Frankrike slo seg ned i Christiania ved år 1878. Etter å ha startet et reparasjonsverksted, begynte han å lage seg en «petroleumsmotor» med flytende brennstoff som petroleum, og skulle ha montert denne motoren i en båt i 1880. Han hadde utkast til en «motordrosje» som har blitt datert til det samme året med tegningene som er bevart, men lite om selve motoren. En brann i 1927 ødela Irgens` arkiver så alt som befant seg i tiden før 1890, da Irgens tok patent på et «gassutviklingsapparat», er usikkert.

Irgens` båtmotoren fra 1891 med en kraftytelse på to hk var dokumentert av tidsskriftet Teknisk Ukeblad, og to år senere lagd han en liknende motor ved Kværner Brug, som var bedre skildret for ettertiden, blant annet om at den minner om Benz-motoren fra 1885 med forgasser. Den første forbrenningsmotor med forgasser var bygd av tyskerne Nicolas August Otto og Eugen Langen i 1867, og disse kom med sin første firetakts bensinmotor i 1875. Irgens hadde et originalt forgassersystem som tillatt bruk av flytende drivstoff som oppvarmes for gassproduksjon. Han hadde begrenset suksess med sin oppfinnelse som var benyttet som båtmotor, blant annet til livbåtene på polarskipet «Fram».

Bensindrevne varmkraftmaskiner med elektrisk tenning ble raskt utbredt i Norge, men forgassermotoren fikk en konkurranse i glødehodemotoren som har et kuleformet og glødende legeme som en ytre varmekilde i forbrenningskammeret, og som kan benytte forskjellige flytende drivstoffalternativer, endog sildolje og tran. Dermed benyttet man navnet «råoljemotor» på glødehodemotoren som var et populært valg som båtmotor og stasjonær motor i Norge. Dieselmotoren oppfunnet av Rudolf Diesel kom til Norge i 1902 da Aalgaard Uldvarefabrik i Arendal importerte en stasjonærmotor. Diesel hadde først satset på markedet for stasjonærmotor med sin første motor i 1897. Oppfinnelsen blir en suksess med høy virkningsgrad og lavt drivstofforbruk enn de fleste andre varmemotorer, og dermed ble svært utbredt i løpet av det tjuende århundret.

Dieselmotoren kom relativt sent til Norge hvor den var stort sett foretrukket som skipsmotor, ettersom den var kostbart i sammenligning med glødehodemotoren som er enkel å produsere og svært praktisk med rimelig drivstoff. Men glødehodemotoren var med gode grunner kalt halvbroren til dieselmotoren, og i 1920-tallet oppsto semidieselmotoren, som opererer som en glødehodemotor på tomgang og som en dieselmotor på turtall og ved belastning. Det var et stort marked i Norge med mange motorfabrikker som satset på glødehodemotor og semidiesel, men i 1960-årene kom kompakte og lettbygde dieselmotorer fra utlandet. Den siste semidieselmotoren var produsert i 1975.

Typer

• Stempelmotor
• Gassturbin
• Wankelmotor
• Rakettmotor

Se også

• Motor

Litteratur

• Arnulf Jensen, Stasjonær - og båtmotorer 2009 ISBN 978-82-996333-3-8

Eksterne lenker

• Animated Engines – Beskriver forskjellige typer
• How Internal Combustion Works – Med animasjon