I motori a combustione interna ed esterna sono due tipi di motori termici: convertono l'energia termica in energia meccanica. Il differenza principale tra il motore a combustione interna ed esterna è quello nei motori a combustione interna, il fluido di lavoro brucia all'interno del cilindro, mentre nei motori a combustione esterna, la combustione avviene all'esterno del cilindro e il calore viene quindi trasferito al fluido di lavoro.
In un motore a combustione interna, il fluido di lavoro è costituito da un fluido combustibile posto all'interno di un cilindro. Quattro tempi Motori diesel e benzina (benzina) sono motori a combustione interna. In questi motori, il fluido subisce la combustione all'interno del cilindro e si espande. L'espansione spinge un pistone che è collegato a un albero a gomiti e produce movimento. Ci sono piccole differenze nei principi di funzionamento tra motori a benzina e motori Diesel: il motore a benzina segue il cosiddetto Ciclo Otto mentre il motore Diesel segue il Ciclo diesel. Anche il motore Diesel non utilizza una scintilla per produrre combustione, ed è più efficiente di un motore a benzina.
Motori a turbina a gas (da non confondere con vapore motori a turbina, che è un tipo di motore a combustione esterna) utilizzato negli aerei è anche un tipo di motore a combustione interna. Qui, a compressore prende l'aria dall'atmosfera e la comprime fino ad alte pressioni. Il carburante viene aggiunto all'aria pressurizzata e acceso. Quest'aria si muove attraverso una serie di turbine, facendole ruotare. Alla fine, l'aria esce da uno scarico.
Una turbina a gas per un aereo
In un motore a combustione esterna, il la combustione avviene fuori dal cilindro. Il calore deve quindi essere trasferito al cilindro dove il lavoro è fatto. Motori a vapore sono un esempio di motori a combustione esterna. Nei motori a vapore, l'acqua viene fatta bollire in un contenitore, producendo vapore. Il vapore quindi si espande e viaggia attraverso una serie di tubi, arrivando infine al pistone, che si trova altrove.
I motori a vapore sono stati utilizzati per alimentare i veicoli in passato, i treni a vapore sono un chiaro esempio. Tuttavia, con l'avvento dei motori Diesel, i motori a vapore sono caduti in disuso. Questo perché le perdite di energia nei motori a vapore sono comparativamente molto maggiori. Una quantità significativa di calore viene persa durante il percorso dalla caldaia al pistone. I motori a vapore sono anche abbastanza voluminosi, dando loro bassi rapporti potenza-peso. Oggi i motori a vapore sono comunemente usati nelle centrali elettriche.
Un vecchio treno alimentato a vapore
Motori stirling sono un altro tipo di motori a combustione esterna. Questi hanno anche un basso rapporto peso / potenza, tuttavia, in teoria, dovrebbero essere in grado di raggiungere alti livelli di efficienza. Si sta facendo un sacco di ricerche per vedere se l'effettiva efficienza di questi motori potrebbe essere migliorata. Dal momento che i motori Stirling potrebbero teoricamente utilizzare qualsiasi fonte di energia, potrebbero anche avere un grande potenziale in futuro quando le fonti di energia rinnovabile sarebbero in uso più ampio.
Nel motori a combustione interna, la combustione avviene all'interno del cilindro contenente il fluido di lavoro.
Nel motori a combustione esterna, la combustione avviene all'esterno del cilindro. Il calore deve essere trasferito separatamente nel fluido di lavoro.
Immagine di cortesia:
"Turbina a gas ad alto rapporto di by-pass Rolls-Royce RB211 ..." di Chris Allen (Derby Industrial Museum - RB211) [CC BY-SA 2.0], via geografia
"Swiss Steam Train Wedding 2" di Andrew Nash (Opera propria) [CC BY-SA 2.0], via flickr