Binnebrandenjin: Verskil tussen weergawes
Content deleted Content added
→Werking: Skakel |
Verbeter |
||
Lyn 1:
'n '''Binnebrandenjin''' oftewel die '''suier binnebrandenjin''' is enige [[enjin]] wat funksioneer deur [[brandstof]] binne in die enjin te verbrand. Daarteenoor
kry mens ook [[buitebrandenjin]]s soos die [[stoomenjin]] en die [[Stirling enjin]]s, wat brandstof aan die buitekant van die enjin laat brand. [[Stralerenjin]]s en [[gasturbine]]s gebruik ook interne verbranding maar die term 'binnebrandenjin' verwys normaalweg na enjins waar die verbranding met tussenposes plaasvind en waar daar [[resiprokerende enjin|resiprokerende masjinerie]] teenwoordig is.
==Geskiedenis==
[[Francois Issac de Rivaz]] het die eerste binnebrandenjin in [[1807]] gebou. Die enjin was egter onprakties vanweë die gebruik van 'n mengsel van [[Waterstof]] en [[Suurstof]] as brandstof en as gevolg van gebrekkige kraglewering.
Die eerste patent vir 'n binnebrandenjin is toegeken deur die [[Patentekantoor van die V.S.A|Verenigde State se patente kantoor]] aan Samuel Morey in [[1826]]. Dit is een van die [[X-Patente]] wat vernietig is in 'n brand in Julie [[1836]] en is eers weer in [[2004]] opgespoor.
In [[1858]], het [[Jean Lenoir]] die eerste praktiese binnebrandenjin uitgevind. Dit het op [[steenkoolgas]] staatgemaak wat in die silinder ingesuig is aan die begin van elke slag en dan ontsteek is om die suier na die ander kant van die silinder te stoot. Die proses is dan herhaal aan die ander kant van die silinder wat die enjin 'n dubbelslag enjin gemaak het.
In [[1867]], het [[Nikolaus August Otto|Nikolaus Otto]] die eerste [[vierslagsiklus|vierslag]]binnebrandenjin gebou. Die enjin was meer doeltreffend as die ontwerp van Lenoir en is suksesvol bemark vir industriële doeleindes. Die ontwerp is later verbeter deur [[Gottlieb Daimler]] wat gefokus het op die praktiese gebruik van die
tegnologie in [[motorvoertuig|motorvoertuie]] met die noemenswaardige byvoeging van 'n petrol[[vergasser]]. In [[1890]], het [[Wilhelm Maybach]] die eerste viersilinderbinnebrandenjin gebou. Beide Maybach en Daimler was aanvanklik werknemers by Otto se maatskappy maar het die maatskappy verlaat in [[1882]] om hulle eie maatskappy te stig.
In dieselfde tydperk is die [[tweeslagsiklus|tweeslag]]binnebrandenjin vervolmaak. In [[1867]] het [[Sir Dougald Clerk]] die eerste [[tweeslagsiklus|tweeslag]]binnebrandenjin uitgevind. Die ontwerp is later vereenvoudig deur [[Joseph Day]] in [[1891]].
==Aanwending==
Binnebrandenjins word algemeen aangewend vir beweeglike aandrywingstelsels. Hulle kom voor in [[Voertuig|voertuie]], [[motorfiets]]e en [[boot|bote]], 'n wye verskeidenheid [[vliegtuig|vliegtuie]] en [[lokomotief|lokomotiewe]]. Die binnebrandenjin is egter met stralerenjins vervang in [[Straalvliegtuig|straalvliegtuie]]. Binnebrandenjins word ook baie gebruik vir ander industriële toepassings, bv. kragopwekking, stoomopwekking en selfs in ruimtetuie.
Die [[elektriese enjin]] kan meeding met die binnebrandenjin vir baie aanwendings van beweegbare aandrywing. In die toekoms mag die elektriese enjin ook kan meeding vir voertuig aandrywing. Tans is die koste van [[battery (elektrisiteit)|batterye]] en die gebrek aan bekostigbare aanboord [[Elektriese generator|elektriese opwekking]] die grootste struikelblokke tot hul gebruik in motorvoertuie.
Line 61 ⟶ 43:
==Klassifikasie==
Daar is 'n wye verskeidenheid binnebrandenjins na aanleiding van hulle vele aanwendings. Soortgelyk is daar 'n wye verskeidenheid maniere om binnebrandenjins te klassifiseer waarvan sommiges hieronder gelys word.
===Enjinsiklus===
Enjins wat gebaseer word op die [[tweeslagsiklus]] het twee slae vir elke kragslag en word gebruik in [[grassnyer]]s, [[bromponie]]s, [[buiteboord]]enjins en sommige
[[motorfiets]]e. Hulle maak oor die algemeen meer geraas, is minder doeltreffend en kleiner as die vierslag-eweknieë. Enjins wat gebaseer is op die [[vierslagsiklus]] of [[Otto siklus]] het een kragslag vir elke vier slagte en word gebruik in motorvoertuie, groter [[boot|bote]] en [[vliegtuig|vliegtuie]]. Daar is 'n aantal variasies op die siklusse waarvan die meer vernaamste voorbeelde die [[Atkinson siklus|Atkinson]] en [[Miller siklus|Miller]] siklusse is. Diesel enjins word dikwels beskou as 'n vierslagsiklus met 'n drukverhitte ontstekingstelsel maar die [[Diesel siklus]] word dikwels onderskei van die normale [[Otto siklus]].
===Brandstoftipe===
[[Dieselenjins]] is dikwels swaarder, rasiger maar meer kragtig teen laer toere as die [[petrolenjins]]. Hulle is ook meer brandstofdoeltreffend in sommige omstandighede en word dikwels in swaarvoertuie, skepe en sommige [[lokomotief|lokomotiewe]] gebruik.
Petrolenjins word in die meeste ander voertuie gebruik insluitende die meeste [[motorvoertuig|motorvoertuie]], [[motorfiets]]e en [[bromponie]]s. Petrol- en Diesel-
enjins produseer beduidende emmisies. Daar is ook enjins wat loop op [[waterstofenjin|waterstof]], [[vloeibare petroleumgas]] (VPG) en [[biodiesel]].
===Silinders===
Binnebrandenjins kan enige aantal silinders bevat, met getalle tussen een en twintig die algemeenste. Meer silinders lei tot groter [[wringkrag]] maar onvermeidelik tot groter enjins en groter brandstofverbruik.
* Die meeste motorvoertuie se enjins het vier tot agt silinders, met sommige hoë werkverrigtingenjins wat tot tien of twaalf kan hê, en sommige klein motors en lorries wat slegs twee of drie het. In die verlede het party roterige motors soos die [[DKW]] en die [[SAAB 92]] tweesilinder tweeslag enjins gehad.
* [[Radiale enjin|Radiale]] [[vliegtuig]]enjins, nou verouderd, het van vyf tot agt en twintig silinders gehad.
* [[Motorfiets]]e het tipies van een tot vier silinders met 'n klein hoeveelheid hoë werkverrigtingsmodelle wat tot ses silinders het.
* Klein toestelle soos [[kettingsaag|kettingsae]] en huishoudelike [[grassnyer]]s het tipies net een silinder alhoewel tweesilinder kettingsae tog bestaan.
===Ontstekingstelsel===
Binnebrandenjins kan geklassifiseer word deur hulle [[ontstekingstelsel]]s. Vandag gebruik die meeste enjins 'n [[vonkprop|elektriese]] of [[drukverhitte ontsteking|drukverhitte]] stelsel vir ontsteking. [[Buitevlamontsteker|Buitevlam]]- en [[warmbuisontsteker|warmbuis]]stelsels is egter ook in die verlede gebruik.
===Enjinuitleg===
Binnebrandenjins kan geklassifiseer word volgens hulle [[enjinuitleg|uitleg]] wat hulle fisiese grootte en gladheid (met gladder enjins word bedoel minder [[vibrasie]]s) bepaal. Sommige uitlegte sluit in [[reguit enjin|reguit inlyn of inlyn uitleg]], die meer kompakte [[V-enjin|V-uitleg]] en die wyer maar gladder [[plat enjin|plat of ''boxer''-uitleg]]. Vliegtuigenjins kan ook 'n [[radiale enjin|radiale uitleg]] aanneem wat effektiewe verkoeling in die hand werk. Meer uitsonderlike konfigurasies soos die "[[H-enjin|H]]", "X"-, of "[[W-enjin|W]]-uitlegte is al ook ingespan.
Line 110 ⟶ 73:
===Enjinkapasiteit===
'n Enjin se kapasiteit is die [[enjinverplasing|verplasing]] of [[veegvolume]] deur die suiers van die enjin. Dit word algemeen gemeet in [[liter]]s vir groter enjins en in [[kubieke sentimeter]]s vir kleiner enjins. Enjins met groter kapasiteite is gewoonlik kragtiger en lewer 'n groter wringkrag by laer toere (opm'e) maar verbruik ook meer brandstof.
'n Enjin se kapasiteit kan, buiten om meer silinders by te voeg om twee ander maniere vergroot word. Die eerste is om die slaglengte te vergroot en die tweede is om die
suierdiameter te vergroot. In ieder geval mag dit nodig wees om verdere verstellings te maak tot die brandstofinlaat om die enjin se optimale werkverrigting te verseker.
'n Enjin se genoteerde kapasiteit kan dikwels meer 'n kwessie van [[bemarking]] as van [[ingenieurswese]] wees. Die [[Morris Minor]] 1000, die Morris 1100 en die
[[Austin-Healy Sprite]] Merk II het almal enjins van dieselfde slaglengte en binnemaat gehad volgens hulle spesifikasies en was afkomstig van dieselfde vervaardiger. Die enjin kapasiteite was egter genoteer as 1000cc, 1100cc en 1098cc respektiewelik in die verkoopsliteratuur en op die voertuie se kentekens.
===Ander Klassifikasies===
Alle binnebrandenjins is [[warmte-enjin]]s en daarom het hulle 'n bogrens tot die doeltreffendheid wat hulle kan bereik. Die doeltreffendheid word gedefinieer deur die
teoretiese [[Carnot warmte-enjin]]. 'n Paar binnebrandenjins wat draaiende in plaas van lineêre suierbeweging gebruik staan bekend as die [[Wankelenjin]], [[Orbitale enjins]] of as [[kwasiturbine]]s.
==Werkverrigting==
Die hoof maatstaf van 'n binnebrandenjin is die [[wringkrag]] wat dit lewer teen enige gegewe spoed. Die spoed van die enjin beteken hier die aantal [[omwentelinge per minuut]] wat die enjin maak. Die [[SI]]-eenheid vir hoeksnelheid is [[radiaal|radiale per sekonde]] en 'n omskakeling vanaf [[omwentelinge per minuut]] kan met die volgende formule verkry word:
<math>\omega=\frac{2\pi}{60}\Omega</math>
Line 156 ⟶ 105:
omwentelinge per minuut is.
As 'n soliede silinder aan die enjin vasgemaak word sal die draaimoment van die silinder eenvoudig 'n funksie wees van sy deursnee en massa. Deur van dié feit en die bogenoemde vergelyking gebruik te maak, is dit moontlik om 'n toestel te bou wat die enjin se wringkrag kan meet - so 'n toestel word 'n [[dinamometer]] genoem.
Nadat die enjin se wringkrag gemeet is kan die enjin se kraglewering bereken word met die volgende vergelyking:
<math>P=T\omega</math>
waar <math>P</math> die enjin se kraglewering in [[watt|watts]] is, <math>T</math> die enjin se wringkrag in Newton meter is, en <math>\omega</math> die spoed van die enjin in [[radiale per sekonde]] is.
Deur van 'n eenvoudige omskakelingsfaktor (ongeveer 0.75 kW = 1 Britse perdekrag) gebruik te maak kan die kraglewering ook in [[perdekrag]] uitgedruk word.
Kraglewering is 'n nuttige maatstaf vanuit 'n ingenieursoogpunt omdat dit die werktempo wat moontlik is, aandui, alhoewel motorgeesdriftiges sal sê dat dit wringkrag is
wat 'n bestuurder "voel". Die rede hiervoor is dat met identiese ladings die wringkrag eweredig is aan versnelling. Dit is moontlik om die werkverrigting van 'n enjin deur [[enjinverstelling]] te verbeter. Daar moet egter in ag geneem word dat die [[ingenieur]]s 'n balans tref in die tussen die ekonomiese oorwegings, fisiese gewigbeperkinge, vibrasievereistes asook [[brandstofdoeltreffendheid]] tydens ontwerp.
Dit is ook belangrik om kennis te neem dat die wringkrag van 'n enjin vergroot kan word deur spoed op te offer deur gebruik te maak van [[rat]]verhoudings. Die kraglewering behoort teoreties dieselfde te bly maar in werklikheid word van die krag verloor deur die [[wrywing]] tussen die ratte).
'n Aanduiding van 'n enjin se werkverrigting kan verkry word deur die enjin se wringkrag teenoor sy snelheid te plot - dit staan bekend as 'n [[dinamometer|dino]][[grafiek van 'n funksie|grafiek]]. 'n Voorbeeld grafiek vir die 2.7 liter 6-silinder enjin wat in die [[2004]] [[Porsche Boxster]] gebruik word is hieronder aangeheg. Neem kennis dat 'n enjinontwerper die piek van die wringkragkurwe omtrent enige plek kan plaas waar hy verkies, afhangende van die enjin se aanwending. A breë, plat wringkragkurwe is ideaal. Ander toepassings soos enjins vir vliegtuie, bote, pompe en genarators het dikwels 'n maksimum wringkrag by 'n baie laer spoed en het 'n skerper kurwe sodat kragewering oor 'n nouer band van bedryfsnelhede gemaksimeer kan word. Die silinderprofiel is hoofsaaklik verantwoordelik vir die vorm van die kragkurwe.
<center>[[beeld:Boxsterdyno af.png]]</center>
| |||