Motori me djegie të brendshme është një mekanizëm gjenerues i energjisë që ka revolucionarizuar transportin dhe makineritë. Ai funksionon në parimin e shndërrimit të energjisë kimike në energji mekanike përmes djegies së lëndëve djegëse si benzina ose nafta.
Përbërësit kryesorë: Në thelbin e tij, motori me djegie të brendshme përbëhet nga një cilindër, një piston, valvola, një bosht me gunga dhe një kandele (në motorët me benzinë) ose një injektor karburanti (në motorët me naftë).
Cikli me katër goditje: Funksionimi i shumicës së motorëve me djegie të brendshme bazohet në ciklin me katër goditje. Këto goditje janë marrja, ngjeshja, fuqia (ose djegia) dhe shkarkimi.
Shndërrimi i energjisë: Procesi i djegies në cilindër krijon gaz me presion të lartë, i cili ushtron një forcë mbi piston. Kjo forcë lineare shndërrohet në lëvizje rrotulluese nga boshti me gunga, i cili më pas mund të drejtojë rrotat e një automjeti ose makineri të tjera.
Motorët me djegie të brendshme mund të kategorizohen në bazë të llojit të karburantit, numrit të goditjeve ose mënyrës në të cilën ajri dhe karburanti përgatiten dhe futen në dhomën e djegies.
Llojet e karburantit: Motorët me djegie të brendshme mund të punojnë me një sërë karburantesh duke përfshirë benzinë, naftë, bio-naftë, etanol dhe madje edhe hidrogjen. Zgjedhja e karburantit ndikon në dizajnin, efikasitetin dhe emetimet e motorit.
Procesi i djegies: Procesi i djegies gjeneron nxehtësi dhe zgjeron gazrat brenda cilindrit, duke krijuar presion mbi piston. Procesi ideal përshkruhet nga cikli Otto për motorët me benzinë dhe cikli Diesel për motorët me naftë.
Cikli Otto: Cikli teorik Otto mund të përshkruhet në katër faza të ngjashme me motorin me katër goditje, por në një kuptim termodinamik - me dy procese izokorike (vëllim konstant) për shtimin dhe refuzimin e nxehtësisë, dhe dy procese isentropike (i kthyeshëm adiabatik) për ngjeshja dhe zgjerimi.
Cikli i naftës: Cikli i naftës ndryshon kryesisht në procesin e shtimit të nxehtësisë që ndodh në presion konstant dhe në raportet më të larta të kompresimit, të cilat nuk përziejnë karburantin dhe ajrin deri në momentin e djegies.
Efikasiteti i një motori me djegie të brendshme është një masë se sa mirë e konverton energjinë kimike të karburantit në punë mekanike. Faktorët që ndikojnë në efikasitetin përfshijnë modelin e motorit, llojin e karburantit dhe sa plotësisht digjet karburanti.
Emetimet nga motorët me djegie të brendshme përfshijnë dioksidin e karbonit (CO \(_2\) ), monoksidin e karbonit (CO), oksidet e azotit (NO \(_x\) ) dhe hidrokarburet e padjegura. Këto emetime kontribuojnë në ndotjen e ajrit dhe ngrohjen globale. Përparimet në teknologji, si sistemet e injektimit të karburantit, konvertuesit katalitikë dhe karburantet alternative, synojnë të përmirësojnë efikasitetin dhe të reduktojnë emetimet e dëmshme.
Me shqetësimet në rritje mjedisore dhe shtytjen drejt energjisë së qëndrueshme, ka kërkime të rëndësishme të fokusuara në përmirësimin e efikasitetit dhe reduktimin e ndikimit mjedisor të motorëve me djegie të brendshme. Inovacionet përfshijnë motorë hibridë që kombinojnë motorë me djegie të brendshme me motorë elektrikë, kohë të ndryshueshme të valvulave dhe motorë të aftë të funksionojnë me lloje të shumta karburanti ose biokarburantesh.
Për më tepër, zhvillimi i qelizave të karburantit me hidrogjen përfaqëson një alternativë të mundshme në të ardhmen ndaj motorëve tradicionalë me djegie të brendshme, duke ofruar premtimin e transportit pa emetime kur përdoret hidrogjeni i prodhuar nga burimet e rinovueshme të energjisë.
Një shembull për të ilustruar punën e një motori me djegie të brendshme mund të jetë një konfigurim i thjeshtë eksperimental i një modeli motori me katër goditje. Modele të tilla përdoren shpesh në mjediset arsimore për të demonstruar goditjet e marrjes, ngjeshjes, fuqisë dhe shkarkimit në një mënyrë të qartë dhe praktike, duke i ndihmuar nxënësit të vizualizojnë proceset e brendshme të motorit.
Ndërsa motorët e vërtetë janë më kompleksë, duke përfshirë shumë komponentë dhe sisteme shtesë (si sistemet e ftohjes, lubrifikimit dhe shpërndarjes së karburantit), parimi themelor mbetet i njëjtë dhe mund të kuptohet përmes këtyre modeleve bazë.
Motori me djegie të brendshme luan një rol kyç në shoqërinë moderne, duke fuqizuar automjetet, makineritë dhe gjeneratorët. Pavarësisht shtytjes drejt energjisë së rinovueshme dhe automjeteve elektrike, motorët me djegie të brendshme ka të ngjarë të mbeten të rëndësishëm për të ardhmen e parashikueshme, falë përparimeve të vazhdueshme që synojnë përmirësimin e efikasitetit të tyre dhe reduktimin e gjurmës së tyre ekologjike. Kuptimi i parimeve bazë, llojeve dhe funksionimit të këtyre motorëve ofron një bazë për të vlerësuar kompleksitetin dhe risitë në teknologjinë e automobilave dhe më gjerë.
