Frit indsugende motor (sugemotor)

En frit indsugende motor er en forbrændingsmotor, der fylder sine cylindre med luft ved hjælp af intet andet end atmosfærisk tryk. Når hvert stempel bevæger sig nedad i sit indsugningsslag, skaber det et delvist vakuum, og den omgivende luft, ved cirka én bar ved havoverfladen, strømmer ind for at fylde rummet. Der er ingen turbolader eller kompressor, der presser ekstra luft ind i motoren, og derfor beskrives sådanne motorer også som motorer uden overladning.

Fordi mængden af luft og dermed brændstof, der kan pakkes ind i hver cylinder, er begrænset af det atmosfæriske tryk og motorens slagvolumen, yder en frit indsugende motor som regel mindre effekt for et givet volumen end en tilsvarende overladet motor. Ingeniører taler om volumetrisk virkningsgrad, og frit indsugende konstruktioner afstemmes, så denne maksimeres, gennem omhyggeligt formede indsugningskanaler, ventiltider og udstødningsspuling, undertiden understøttet af variable ventil- og indsugningssystemer, der udvider det brugbare omdrejningsområde.

Den vedvarende tiltrækningskraft ved disse motorer ligger i karakteren af deres effektafgivelse. Uden en turbolader, der først skal komme op i omdrejninger, før den kan presse luft ind, er gasrespons øjeblikkelig, og sammenhængen mellem pedal og effekt er lineær og forudsigelig. Effekten stiger typisk i takt med omdrejningstallet, hvilket indbyder til at lade motoren køre i vejret, og højtdrejende frit indsugende motorer er værdsat for deres skarpe respons og karakteristiske lyd. Denne gennemskuelighed gør dem lette at dosere, hvilket er en af grundene til, at de stadig er populære i kørerorienterede og sportslige sammenhænge.

Historisk var den frit indsugende motor standardvalget for benzinbiler gennem størstedelen af det tyvende århundrede, mens overladning hovedsagelig var forbeholdt dieselmotorer, sportsmodeller og fly. Den position har ændret sig markant. Stadig strengere krav til brændstoføkonomi og emissioner favoriserede downsizing, hvor en mindre turbomotor erstatter en større frit indsugende, og leverer tilsvarende effekt fra et mindre slagvolumen, mens den forbruger mindre brændstof ved rolig kørsel. Som følge heraf er frit indsugende benzinmotorer gradvist blevet fortrængt i almindelige biler.

Der er praktiske afvejninger værd at notere. Frit indsugende motorer er som regel enklere og har færre varmebelastede komponenter end turbomotorer, hvilket kan gavne holdbarheden og mindske kompleksiteten, men de betaler en pris i lavt drejningsmoment ved få omdrejninger og har svært ved at matche en turbos fleksible træk i mellemområdet. De taber også mærkbart effekt i stor højde, hvor den tyndere luft reducerer mængden af ilt, der suges ind, en effekt, som overladning i vid udstrækning kan kompensere for.

Begrebet forstås bedst i kontrast til turbolader og kompressor, som netop findes for at overvinde grænserne for atmosfærisk indsugning, og i relation til slagvolumen, eftersom volumenet for en frit indsugende motor er den vigtigste løftestang til at frembringe mere effekt.