verbrandingscyclus

Verbrandingscyclus is een thermodynamische cyclus die het proces van verbranding beschrijft in een motor of turbine. Binnen een verbrandingskamer reageert een brandstof met een oxidator, waardoor chemische energie wordt omgezet in warmte en arbeid. De cyclus omvat doorgaans de opeenvolgende fasen van ingestroomd werk, compressie van het gasmengsel, ontsteking en verbranding, expansie en uiteindelijk het afvoeren van de verbrandingsgassen.

In verbrandingsmotoren wordt de cyclus vaak geïllustreerd met de fasen inlaat, compressie, verbranding/ontsteking, expansie en uitlaat. Er bestaan idealisatie-modellen zoals de Otto-cyclus, die verbranding bij constant volume aanneemt en vaak wordt toegepast op tweetakt en viertakt benzinemotoren; en de Diesel-cyclus, waarbij de verbranding bij ongeveer constant druk plaatsvindt en vooral relevant is voor dieselmotoren. Voor gasturbines is de Brayton-cyclus van toepassing, met isentropische compressie, toevoeging van warmte (verbranding) bij vrijwel constante druk, en isentropische expansie.

In de praktijk wijken werkelijke systemen af van deze ideale cycli door verliezen aan warmte, wrijving, pompverliezen en minder dan volledige verbranding. Daardoor zijn de prestaties afhankelijk van factoren zoals de compressieverhouding, het soort brandstof, mengselvorming en de efficiëntie van warmtewisselaars. Moderne verbrandingstechniek verbetert efficiëntie en emissies via turbocompressie, intercooling, directe injectie en geavanceerde bediening van toevoer en timing.

Samengevat beschrijft de verbrandingscyclus de omzetting van chemische energie in mechanische arbeid via een reeks fasen waarbij brandstof en oxidator reageren binnen een verbrandingskamer.