Sprengihreyfill

Sprengihreyfill (e. internal combustion engine; ICE) eða brunahreyfill er vél sem nýtir bruna (ekki sprengingu, þrátt fyrir heitið) til að hreyfa stimpil vélarinnar, sem síðan knýr sveifarásinn. Tvö helstu ferli þeirra eru otto-ferlið, þar sem blöndu af súrefni og eldsneyti er þjappað saman í brunahólfi (strokk), og dísel-ferlið þar sem lofti er þjappað saman í þjappslagi og olíu er sprautað rétt fyrir efri dástöðu. Sjálfsíkveikja eldsneytis á sér stað í aflslagi díselvéla en kveikjuhetta (betur þekkt sem kerti) býr til rafneista sem kveikir í blöndu eldsneytis og lofts í ottó-ferli. Við brunann losnar hita- og hreyfiorka sem knýr þannig sveifarás vélar. Aflslag er einungis hluti ferlisins og eru nær allar vélar því fjölstrokka, sveifarás tengist kasthjóli sem geymir orku aflslaga og knýr þannig vél í gegnum næstu slög. Nikolaus August Otto fann upp brunahreyfilinn árið 1862 og kallast hann því stundum Otto-hreyfill.

Mynd af stimpli í algengri fjórgengisvél

Sprengihreyflar eru enn notaðir, t.d. í flugvélum (og verða áfram), og enn í bílum, en hafa verið bannaðir í fólksbíla í ýmsum löndum, til að ýta undir rafbílavæðingu, vegna mengun frá þeim og hávaða, og óhagkvæmni þegar þeir eru notaðir eingöngu. Engin lönd banna enn ef bíllinn er líka með rafmagnsmótor, þ.e. bíllinntvinnbíll (e. (plug-in) hybrid). Margir strætóar eru nú þegar án svona hreyfils, eru eingöngu rafdrifnir, og yfir 90% of keyðtum bílum í Noregi eru nú án sprengihreyfils. Ísland er númer tvö í upptöku rafbíla, þ.e. að útrýma sprengihreyflum í almenn farartæki.

Flestir bílar nota (enn) fjórgengisvél, og flest mótorhjól (og sláttuvélar) nota tvígengisvélar, en sum fjórgengis, og sumir bílar tvígengis (sérstaklega mjög gamlir). Alveg eins og sláttuvélar eru í vaxandi mæli rafknúin, eru mótorhjól (og reiðhjól) það líka eins og bílar.

Gufuvélar, eins og í gömlum lestum nota ekki svona hreyfil (nota e. external combustion engine), en menga líka (nota líka e. fossil fuel).

Tegundir sprengihreyfla

• Tvígengisvél hefur tvö slög.
• Fjórgengisvél hefur fjögur slög.
• Fimmgengisvél hefur fimm slög.
• Sexgengisvél hefur sex slög (einnig kölluð Beare Head).
• Bourke-vél.
• Wankel-vél.

Eldsneyti

Eldsneyti sem brunahreyflar brenna eru meðal annars bensín, díselolía, svartolía, jarðgas, vetni, flugvélabensín, gas úr úrgangi, lífdísill, lífbútanól, hnetuolía og fleiri plöntuolíur, lífetanól, lífmetanól (metýl eða tréspíri) og önnur lífeldsneyti.

Aðal krafan sem gerð er til eldsneytisins er að auðveldlega sé hægt að flytja það úr geymi til vélarinnar og að það geymi næga orku til að knýja áfram vélina. Þyngri olíur eins og svartolíu er nauðsynlegt að hita svo seigjustig sé nægjanlega lágt svo að unnt sé að dæla eldsneytinu.

Súrefni er algengasti brunahvatinn og hefur þá kosti að ekki þarf að geyma það innan vélarinnar heldur getur hún tekið það úr umhverfinu jafnóðum og hún nýtir það. Þetta léttir vélina og eykur afl hennar á móti þyngd. Margar vélar eru búnar forþjöppu, en hún nýtir orku sem tapast annars með afgasi (útblæstri) til að knýja hverfil. Hverfill þessi þjappar lofti og eykur þar með fjölda súrefnisatóma í brunaholi vélar, mögulegt er að brenna meira af eldsneyti og afl eykst til muna. Langflestar díselvélar nýta forþjöppu og hefur töluverðrar aukningar gætt í framleiðslu fólksbíla með slíkan útbúnað. Sumar vélar nýta köfnunarefni (nítrað súrefni) sem hvata við brunann. Þetta eykur afl t.d. í kappakstri en er dýrt til lengdar. Önnur efni s.s. klór eða flúor hafa verið notuð í tilraunaskyni.

Díselvélar eru gjarnan þyngri, háværari og aflmeiri en bensínvélar á lítill ferð. Þær nýta einnig eldsneytið betur og eru því nýttar í þungar bifreiðar (vörubíla, gröfur og beltatæki), einkabíla (verður algengara eftir því sem eldsneytisverð hækkar), skip, lestir og léttar flugvélar. Í skipum og orkuverum er nýtni díselvéla enn betri þar sem glötuð varmaorka er nýtt til að hita vatn, ýmist til raforkuframleiðslu með gufuhverfli eða til neyslu. Bensínvélar eru notaðar í einkabíla og mótorhjól (skellinöðrur og vespur sem ganga ekki fyrir rafmagni). Einnig eru til vélar sem nota vetni, metanól, etanól og lífdísel - draga þær nafn sitt af þeirri tegund sem þær nýta.