Was ist eine Brennkammer?
Eine Brennkammer ist der Bereich in einem Motor, in dem Kraftstoff verbrannt wird. Bei einem Verbrennungsmotor wird Kraftstoff in dem Raum direkt über seinen Kolben verbrannt. Verbrennungsmotoren sind in kleinen, mobilen Fahrzeugen weit verbreitet. In dem externen Verbrennungsmotor wird Kraftstoff in einem Raum verbrannt, der physikalisch von den Wänden seiner Zylinder getrennt ist. Externe Verbrennungsmotoren wurden im 19. Jahrhundert in großem Umfang zum Antrieb großer Dampfschiffe und Züge eingesetzt.
Der Brennraum einer Brennkraftmaschine ist teilweise von der Oberfläche eines Kolbens begrenzt. Wenn Kraftstoff in dieser Brennkammer gezündet wird, können heiße Gase direkt auf den Kolben einwirken, um ihn nach unten zu drücken. Da der Druck des Gases hoch ist, dehnt es sich schnell aus, um dem Kolben zu folgen und weiter darauf zu drücken. Bis der Gasdruck wieder niedrig ist, hat das Gas den Kolben in seine untere Position gedrückt. Eine mit den Kolben verbundene Kurbelwelle dreht sich, wenn die Kolben schwingen.
Eine weit verbreitete Anwendung des Verbrennungsmotors ist die Leistung für mobile Fahrzeuge wie Automobile, Boote und Propellerflugzeuge. Die Wärme in einer Brennkammer wird im Motor selbst erzeugt, sodass sie schnell auf die Motorkolben einwirken kann. Durch diesen relativen Wirkungsgrad können Verbrennungsmotoren kleiner und leichter als ihre Gegenstücke mit externer Verbrennung sein. Aus diesem Grund werden Verbrennungsmotoren häufig für mobile Anwendungen mit relativ geringem Leistungsbedarf eingesetzt.
Die Dampfmaschine ist dagegen eine externe Brennkraftmaschine. Dies bedeutet, dass sich die Brennkammer außerhalb der Zylinder befindet. Externe Verbrennungsmotoren erfordern eine Wärmeübertragung durch die festen Wände des Motors. Die Wärmeübertragung durch einen stationären festen Gegenstand wird Leitung genannt. Die Wärmeleitung kann bei geringen Temperaturunterschieden ein langsamer Prozess sein. Daher verwenden Dampfmaschinen in der Regel große Brennräume, in denen viel Wärme erzeugt wird.
In der Dampfmaschine wird Kohle in einer als Feuerkammer bekannten Brennkammer verbrannt, um Wärme zu erzeugen. Die Wärme fließt durch die Wände eines anderen Behälters mit Wasser, der als Kessel bezeichnet wird. Wenn das Wasser kocht, wird Hochdruckdampf vorübergehend in einen oder mehrere Zylinder geleitet, um auf einen Kolben zu wirken. Die lineare Bewegung des Kolbens wird in eine kreisförmige Bewegung einer Kurbelwelle umgewandelt, um den Motor anzutreiben.
Sowohl interne als auch externe Verbrennungsmotoren sind Formen des Hubkolbenmotors. Diese Motoren wandeln schließlich chemische Energie in mechanische Arbeit um, wobei Wärme die Zwischenform von Energie ist. Selbst unter idealen Bedingungen können sie nicht 100% der gespeicherten chemischen Energie in mechanische Arbeit umwandeln, da immer etwas Wärme aus dem System entweicht.