Hur fungerar en bensinmotor?

Om man stoppar in en kolv i en cylinder (som en kork i en flaska) som på fig 1 och antänder bensinen ovanför kolven kommer trycket att öka och kolven kommer att flyga ut ur cylindern. Men flygande kolvar har man ingen användning för. I fig 2 har vi kopplat ihop kolven med en vevaxel och om vi nu antänder bensinen ovanför kolven kommer den att röra sig nedåt igen men nu drar den även runt vevaxeln. Vi har fått en motor! Men om det ska fungera måste vi upprepa detta och i fig 3 ser vi hur vevaxeln trycker upp kolven i cylindern där en ny bensinblandning väntar på att antändas och trycka ner kolven. Detta sker flera gånger per sekund i en bensinmotor och den snurrande vevaxeln kan driva något.

Fråga: Hur fungerar en bensinmotor och vad är det för skillnad mellan en bensinmotor och elmotor?

Madicken Ahlstrand

Svar: Bägge dessa motorer skapar det man kallar mekanisk energi – de kan driva fram en bil eller en moped – eller en elvisp.

Om vi börjar med bensinmotorn så drivs den av bensin som är en väldigt brandfarlig vätska. Om man blandar bensinen med luft kan den till och med explodera och det är detta man utnyttjar i en bensinmotor. I denna motor har man en kolv och en cylinder vilket är lite som en kork i en flaska. Blir det tryck i flaskan vill korken flyga ut.

Samma sak blir det om man har bensin i cylindern och sedan stoppar i en kolv. Om man nu antänder bensinen med en elektrisk gnista (med ett tändstift) kommer bensinen att explodera och då stiger trycket i cylindern så mycket att kolven flyger ut – precis som korken i flaskan. Eftersom det är något som brinner kallas detta för kemisk energi som nu omvandlas till mekanisk energi.

Fast en flygande kolv har man ingen nytta av om man ska bygga en bensinmotor. Då fäster man kolven i något som kallas för vevaxel. Det som händer då är att kolven får vevaxeln att snurra och då kommer ju vevaxeln att trycka tillbaka kolven in i cylindern och om man då antänder en ny mängd bensin kommer ju kolven att vilja åka ut igen och då drar den ju runt vevaxeln en gång till. Det blir ungefär som när man cyklar – fötterna rör sig uppåt och nedåt men de får pedalerna att snurra och med kedjan driver de bakhjulet.  I en bensinmotor händer detta flera gånger per sekund så vevaxeln hinner aldrig att stanna utan kan driva något som hjulen på bil eller moped – eller propellern på ett flygplan.

En elektrisk motor (förkortas elmotor) drivs av elektricitet – eller elektrisk energi som man också kan kalla det. Elmotorn omvandlar då elektrisk energi till mekanisk energi, precis om bensinmotor gjorde med kemisk energi. Fast i en elmotor är det inget som brinner och exploderar utan här använder man sig av magnetism.

Säg att man har en väldigt stark kylskåpsmagnet. Om man drar i magneten så följer kylskåpsdörren med. Detta med att magneter drar till sig vissa metaller använder man sig av i elmotorer. Här finns ingen vevaxel utan bara en rak axel. Runt om denna sitter det en massa elektromagneter och när man kopplar på ström på dessa elektromagneter drar de runt axeln som börjar snurra och nu har vi även här fått ut mekanisk energi som kan driva något.

Sammanfattning:

En bensinmotor arbetar med omvandla kemisk energi till mekanisk energi.

En elmotor arbetar med att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi.

Jim Lundberg

En elmotor drivs av elektrisk ström men det är egentligen magnetism som gör jobbet. Till vänster ser vi hur en magnet dragit åt sig en spik. Men det blir inte heller någon motor. Då gör man som till höger. Man har en axel med två ”vingar”. denna kallas för ankare i en elmotor då den påminner lite i formen om ett ankare som man har till båtar. Nu gäller det att med hjälp av magneter dra runt ankaret. För att detta ska vara möjligt använder vi elektromagneter, alltså magneter som bara blir magnetiska när de får elektricitet. Men det gäller nu att lura ankaret så att det inte stannar vid en elektromagnet, precis som spiken till vänster.
Då gör man så att man kopplar in elektriciteten en kort stund på exempelvis två magneter i taget. Om man börjar med att koppla in magnet 1 och 3 så kommer ankarets två vingar att dra sig mot dessa magneter. Men när vingarna är framme vid de magneterna stänger man av dom och kopplar istället in magnet 2 och 4. Nu dras ankarets vingar istället mot dessa magneter och när vingarna nått dessa stänger man av dom och kopplar in magnet 1 och 3 igen. Det finns flera varianter på hur en elmotor fungerar så den på bilden är en förenklad variant. På detta sätt får man ankaret att snurra och kan då driva något – precis som vevaxeln i bensinmotorn.

Läs mer om motorer och generatorer här:

Rulla till toppen