Könnte ein Hubkolbenmotor nicht durch Verbrennung, sondern durch Lichtbogen angetrieben werden?

Die Hitze eines Blitzes bewirkt, dass sich die Umgebungsluft schnell ausdehnt und dabei Donner verursacht.

Ein Hubkolbenverbrennungsmotor zündet ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, um die dabei entstehende schnelle Expansion zum Druckaufbau und zum Bewegen von Kolben zur Erzeugung einer Drehbewegung zu nutzen.

Würde ein Hubkolbenmotor funktionieren, der nur Luft verwendet, die von einem sehr leistungsstarken Lichtbogen erwärmt wird?

Es wäre sicherlich sehr ineffektiv, wäre ohne Kabel schwer genug mit Strom zu versorgen und würde wahrscheinlich den Motorblock zum Schmelzen bringen, aber könnte es im Prinzip funktionieren?

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— maklemenz
quelle

Ich verstehe den Zweck der Frage nicht wirklich. Sie könnten wahrscheinlich etwas erzeugen, das einen Lichtbogen erzeugt und die erzeugte Wärme abgibt, aber es wird offensichtlich nicht effizient sein (und eine Sache, die wir weniger nutzen könnten, sind ineffiziente Motoren).

— JMac

@JMac Dies ist nur für meine Neugier

— Maklemenz

Aus heutiger Sicht scheint es viel zu weit zu gehen, um darauf zu antworten. Sie können vielleicht etwas herausfinden, das unglaublich langsame Geschwindigkeiten oder ähnliches erreichen kann, aber es ist kein praktisches technisches Problem. Ich glaube nicht, dass es viel Grund gibt, wirklich zu versuchen, vernünftige Annäherungen zu finden.

— JMac

Ich denke, die Einschränkung "ein Auto für ein paar Sekunden bewegen" ist hier der Stolperstein, und zwar unnötigerweise ("Auto" definieren?) - grundsätzlich ist dies keineswegs zu weit gefasst. Es gibt eine ähnliche Frage in der Fragewissenschaft von vor einiger Zeit mit mehreren einigermaßen prägnanten Antworten.

— Air

Willkommen bei Engineering.SE! Wenn dies nur aus Neugier oder zum Verfassen einer Science-Fiction-Geschichte mit einer bestimmten Grundlage in der Realität und ohne strenge Entwurfsparameter ist, würde ich empfehlen, die Frage auf WorldBuilding.SE als schwerwissenschaftliche Frage zu verschieben. Das heißt, wenn sie Ihnen einige Ideen geben und Sie einige bessere Spezifikationen und Definitionen haben, kommen Sie mit diesen hierher zurück und wir können die Fragen definitiv beantworten.

— Mark

Ja, aber es wäre wahrscheinlich ein sehr schlechter Motor.

Wie Sie in Ihrer Frage festgestellt haben, gibt es große praktische Probleme bei der Verwendung des Lichtbogens als Stromquelle im Vergleich zur Verwendung zur Zündung des Kraftstoffgemisches in einem herkömmlichen Ottomotor. Aber Sie haben Recht zu bemerken, dass sowohl der Lichtbogen als auch der Verbrennungsprozess eine schnelle Expansion innerhalb der Kammer verursachen und dass diese schnelle Expansion einen Kolben antreiben könnte.

Was Sie vorschlagen, ist die Umwandlung von elektrischer Energie in Wärmeenergie in kinetische Energie und nützliche Arbeit (Sie möchten das Auto bewegen). Damit verbunden ist eine Form der Energiespeicherung, von der wir im Vergleich zu herkömmlichen Technologien annehmen können, dass sie chemisch ist. Also chemisch -> elektrisch -> thermisch -> mechanisch. Sie müssen mindestens drei Energieumwandlungen von einer Form in eine andere durchführen, damit diese Technologie funktioniert.

Dem gegenüber steht die Elektromotorentechnologie, die Energie in Batterien (oder Brennstoffzellen) speichert und relativ effizient Arbeit leistet. Chemisch -> elektrisch -> mechanisch.

Vergleichen Sie es auch mit dem konventionellen Verbrennungsmotor, der in Kohlenwasserstoffkraftstoffen relativ dicht Energie speichert und pro Tankzyklus relativ mehr Arbeit erzeugt. Chemisch -> thermisch -> mechanisch.

Ihre vorgeschlagene Lösung fügt der Elektromotorlösung einen weiteren Konvertierungsschritt hinzu. Es scheint die schlechtesten Eigenschaften beider etablierter Lösungen zu kombinieren, da Sie die gleichen Speicherherausforderungen haben, mit denen Sie arbeiten müssen wie mit dem Elektroauto. Ich würde es also nicht als praktische Technologie bezeichnen. Möglicherweise können Sie jedoch einen funktionsfähigen Prototyp dieser Art von Motor herstellen, der als Neuheit oder Lehrmittel verwendet werden kann.

— Luft
quelle

Ein Prototyp (ob in Betrieb oder nicht) mit einem Lichtbogen in einer Metall- "Brennkammer" kann jedoch einige "schockierende" unerwünschte Nebenwirkungen haben! Ganz zu schweigen von Problemen wie "Hoppla, ich habe den Kolben einfach an den Zylinder geschweißt."

— Alephzero

Es ist interessant, das inhärente Problem bei Verbrennungsmotoren zu erwähnen. Wie Sie sagen, ist es besser, den Strom direkt zum Antreiben eines Motors zu verwenden. Die oben beschriebene Methode verwendet Elektrizität, um Wärme für die Expansion zu erzeugen. Moderne Verbrennungsmotoren verwenden chemische Energie, um Wärme für die Expansion der Luft zu erzeugen und diese kinetische Energie für den Antrieb der Kolben zu nutzen. Der moderne Verbrennungsmotor ist für mich fast kriminell ineffizient! Ich habe oft gesagt, wenn Stanley Steamer einen Ford hergestellt hätte, würden wir heute in einer anderen Welt leben.

— Gwydionforge