Polttomoottorilla

Polttomoottorilla tarkoitetaan sisäistä polttomoottoria, joka muuttaa polttoaineen kemiallisen energian mekaaniseksi energiaksi palamalla polttoaineen seoksessa sylintereissä. Palamisen aiheuttama korkea paine työntää mäntää ja saa kampiakselin liikkumaan, jolloin syntyy liike-energia.

Tyypit ja toimintaperiaate. Yleisimmät polttomoottorit ovat nelitahtisia ja kaksitahtisia sekä bensiinillä että dieselillä toimivia. Nelitahtinen sykli koostuu imu-, puristus-, palamis- ja pakokaasuvaiheesta, kaksitahtinen kiertää nämä vaiheet kahdessa pyörähdyksessä. Bensiini-/sähkösytyt moottorit käyttävät kipinää tulen alulle panemaan palamisen, dieseliä käyttävät puristusruiskut tai suorasuihkutus ja palaminen tapahtuu ilman kipinää.

Rakenteeltaan polttomoottori koostuu sylintereistä, mäntästä, kampiakselista, venttiileistä sekä polttoaineenruiskutuksesta tai sytytysjärjestelmästä. Toiminta perustuu seoksen syöttöön, puristukseen ja palamiseen, jonka paine siirtää mäntää ja muuntaa paine-energiaa mekaaniseksi liikkeeksi. Polttoaineen syöttö ja hallinta tapahtuvat usein sytytys- tai ruiskutusjärjestelmällä sekä moottorinohjausjärjestelmällä.

Käyttökohteet. Polttomoottoreita käytetään yleisesti autoissa, moottoripyörissä, veneissä sekä teollisissa laitteissa ja maa- sekä meri-ikkunoiden koneissa. Ne ovat keskeinen energianlähde monille ajoneuvoille ja laitteille.

Historia ja kehitys. Polttomoottorien kehitys alkoi 1800-luvulla, ja nelitahtinen Otto-syklin mukaan nimetty tekniikka vakiintui 1900-luvulla. Dieselin kehittämä kompressor- ja sytytyskiertoa hyödyntävä dieselmoottori toi lisää polttoainetehokkuutta. Massatuotanto ja tunnistetut päästöstandardit vauhdittivat jatkuvaa parantamista, pienemmän polttoaineenkulutuksen sekä pienemmät päästöt.

Tulevaisuus ja ympäristö. Päästöjen vähentäminen ja polttoaineenkulutuksen parantaminen ovat keskeisiä tavoitteita. Polttomoottoreita kehitetään kevyemmillä materiaaleilla, suorasuihkutuksella, turbomoottoreilla ja hybridiratkaisuilla. Uusien polttoaineiden, kuten biopolttoaineiden ja synteettisten polttoaineiden, käyttöä tutkitaan yhteenssaautettavana vaihtoehtona fossiiliselle polttoaineelle.