Fire-takts motor driftscyklus - funktioner, diagram og beskrivelse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Bilister bør i det mindste generelt vide, hvordan motoren fungerer og fungerer. De fleste biler har en firetakts, firecylindret motor. Lad os se på arbejdscyklussen for en firetaktsmotor. Ikke alle ved, hvilke processer der opstår, når bilen er i bevægelse.

Generelt princip for handling

Motoren fungerer som følger. Brændstofblandingen kommer ind i forbrændingskammeret, derefter komprimeres den under påvirkning af stemplet. Blandingen antændes derefter. Dette får forbrændingsprodukterne til at udvide sig, skubbe mod stemplet og forlade cylinderen.

I totaktsmotorer tager en omdrejning af krumtapakslen to cyklusser. En firetakts stempelmotor fuldender en arbejdscyklus i to omdrejninger af krumtapakslen. Motorer er udstyret med timing. Hvad er denne mekanisme? Dette er et element, der giver dig mulighed for at lukke brændstofblandingen ind i kamrene og frigive forbrændingsprodukter derfra. Gasudveksling udføres imoment af en enkelt omdrejning af krumtapakslen. Gasudveksling sker på grund af stemplets bevægelse.

Historie

Den første enhed, der ligner en firetaktsmotor, blev opfundet af Felicce Matoczi og Eugene Barsanti. Men denne opfindelse gik utroligt tabt. Først i 1861 blev en lignende enhed patenteret.

Og den første brugbare motor blev udviklet af den tyske ingeniør Nikolaus Otto. Motoren er opkaldt efter opfinderen, og firetaktsmotorens driftscyklus er også opkaldt efter ingeniøren.

De vigtigste forskelle mellem firetaktsmotorer

I en totaktsmotor smøres stempel- og cylinderstifterne, krumtapakslen, lejerne og kompressionsringene af olie, der tilsættes brændstoffet. I en firetaktsmotor er alle komponenter installeret i et oliebad. Dette er en væsentlig forskel. Derfor er der ingen grund til at blande olie og benzin i en firetaktsenhed.

Fordelene ved systemet er, at mængden af kulstofaflejringer på spejlet i cylindrene og på lyddæmperens vægge er meget mindre. En anden forskel er, at i totaktsmotorer kommer en brændbar blanding ind i udstødningsrøret.

Motoren kører

Uanset motortype, er princippet for dens drift det samme. I dag er der karburatormotorer, diesel, indsprøjtning. Alle modeller bruger den samme firetaktscyklus. Lad os se nærmere på, hvilke processer der virker inde i motoren og få den til at bevæge sig.

En firetaktscyklus er en sekvens af fire arbejdscyklusser. Cyklussen tages norm alt som begyndelsen, når en brændbar blanding kommer ind i forbrændingskamrene. Selvom andre handlinger finder sted i motoren under dens flow, er den angivne cyklus én arbejdsproces. For eksempel er kompressionsslaget ikke kun kompression. I denne periode blandes blandingen i cylindrene, dannelsen af gas begynder, den antændes.

Det samme kan siges om andre trin i motoren. Det vigtigste her er, at de forskellige processer til en bedre forståelse og forenkling af arbejdscyklussen for en firetaktsmotor dekomponeres i kun fire cyklusser.

Intake

Så i forbrændingskammeret i kraftenheden begynder energiomdannelsescyklusserne med brændstofblandingens forbrændingsreaktion. I dette tilfælde er stemplet på sit højeste punkt (TDC-position), og bevæger sig derefter ned. Som et resultat opstår et vakuum i motorens forbrændingskammer. Under dens indflydelse suger en brændbar væske brændstof ind. Indsugningsventilen er i åben position, og udstødningsventilen er lukket.

Når stemplet begynder at bevæge sig ned, øges lydstyrken over det. Det er det, der forårsager sammenbruddet. Det er cirka 0,071-0,093 MPa. Således kommer benzin ind i forbrændingskammeret. I indsprøjtningsmotorer indsprøjtes brændstof af en dyse. Efter blandingen kommer ind i cylinderen, kan dens temperatur være 75 til 125 grader.

Hvor meget cylinderen vil blive fyldt med brændstofblandingen bestemmes af fyldningsfaktorerne. Tilmotorer med et karburatorkraftsystem, vil denne indikator være fra 0,64 til 0,74. Jo højere koefficientværdien er, desto kraftigere er motoren.

Kompression

Efter at have fyldt forbrændingskammeret med en brændbar blanding af benzindampe og luft, vil stemplet begynde at vende tilbage til sin nedre position, hvis krumtapakslen roterer. Indsugningsventilen begynder at lukke på dette tidspunkt. Og eksamen vil stadig være lukket.

Working stroke

Dette er tredje slag i en firetakts forbrændingsmotor. Det er det vigtigste i driften af kraftenheden. Det er på dette stadium af motordriften, at energi fra brændstofforbrænding omdannes til mekanisk energi, som får krumtapakslen til at rotere.

Når stemplet er tæt på TDC, selv under kompression, antændes brændstofblandingen med magt af motorens tændrør. Brændstofladningen brænder meget hurtigt ud. Allerede før starten af denne cyklus har de brændte gasser en maksimal trykværdi. Disse gasser er arbejdsvæsken, der komprimeres i et lille volumen af motorens forbrændingskammer. Når stemplet begynder at bevæge sig nedad, begynder gasserne at udvide sig hurtigt og frigive energi.

Blandt alle slagene i en firecylindret motors arbejdscyklus er denne den mest nyttige. Den fungerer på enhedens belastning. Kun på dette stadium modtager krumtapakslen accelererende acceleration. I alle andre genererer motoren ikke energi, men forbruger den fra den samme krumtapaksel.

Udgivelse

Efter at have forpligtet siggasser af nyttigt arbejde, skal de forlade cylinderen for at give plads til en ny del af brændstof-luftblandingen. Dette er det sidste slag i en firetaktsmotor.

Gasser er på dette stadium under tryk, der er betydeligt højere end atmosfærisk tryk. Ved slutningen af cyklussen falder temperaturen til omkring 700 grader. Krumtapakslen flytter stemplet til TDC ved hjælp af en plejlstang. Dernæst åbner udstødningsventilen, gasserne skubbes ud i atmosfæren gennem udstødningssystemet. Med hensyn til presset er det kun højt i begyndelsen. Ved slutningen af cyklussen falder den til 0,120 MPa. Det er naturligvis umuligt helt at slippe af med forbrændingsprodukter i cylinderen. Derfor blandes de med brændstofblandingen under det næste indsugningsslag.

Arbejdsordre

De beskrevne trin udgør driftscyklussen for en firetakts benzinmotor. Du skal forstå, at der ikke er nogen strenge overensstemmelser mellem cyklusser og processer i stempelmotorer. Dette forklares let ved, at under driften af kraftenheden vil faserne af gasfordelingsmekanismen og ventilernes tilstand blive overlejret stemplernes bevægelser i forskellige motorer på helt forskellige måder.

I enhver cylinder forløber arbejdscyklussen for en firetakts karbureret motor på denne måde. Hvert forbrændingskammer i en motor er nødvendigt for at rotere en enkelt krumtapaksel, der tager kraften fra stemplerne.

Denne ændring kaldes arbejdsordre. Denne rækkefølge er sat på designstadiet af kraftenheden gennem funktionerne i knastakslen og krumtapakslen. Han er ikkeændringer under driften af mekanismen.

Implementeringen af arbejdsrækkefølgen udføres af skiftende gnister, der kommer til stearinlysene fra tændingssystemet. Så en firecylindret motor kan køre i følgende rækkefølger - 1, 3, 4, 2 og 1, 2, 4, 3.

Du kan finde ud af, hvilken rækkefølge motorcylindrene fungerer i, fra instruktionerne til bilen. Nogle gange er rækkefølgen af operationen angivet på blokteksten.

Sådan fungerer en firetakts motor med karburator eller en hvilken som helst anden. Strømforsyningssystemet påvirker ikke princippet om enhedens drift. Den eneste forskel er, at karburatoren er et mekanisk kraftsystem, der har visse ulemper, og i tilfælde af injektorer er disse ulemper ikke i systemet.

Dieselmotorer

Arbejdscyklussen for en firetakts dieselmotor er den samme sekvens af processer som en karburatormotors cyklus. Forskellen ligger i, hvordan cyklussen forløber, såvel som forskellene i processerne for blandingsdannelse og antændelse.

Dieselindsugningsslag

Når stemplet bevæger sig ned, åbner gasfordelingsmekanismen indsugningsventilen. En vis mængde luft kommer ind i forbrændingskammeret. Temperaturen i cylinderen er omkring 80 grader. I dieselmotorer er kraftsystemet væsentligt forskelligt fra benzinkarburatormotorer. For eksempel er den hydrauliske modstand i dem lavere, og trykket stiger en smule.

Diesel kompressionsslag

På dette stadie af arbejdet, stempleti forbrændingskammeret går op mod TDC. Begge ventiler i bilens motor er i lukket tilstand. Som et resultat af stemplets drift komprimeres luften i cylinderen. Kompressionsforholdet i en dieselmotor er højere end i benzinmotorer, og trykket inde i cylinderen kan nå 5 MPa. Trykluft opvarmes betydeligt. Temperaturerne kan nå 700 grader. Dette er nødvendigt for at antænde brændstoffet. Den leveres på dieselmotorer gennem dyser installeret på hver cylinder. Om vinteren bruges gløderør. De forvarmer den kolde blanding. Dette gør det lettere for motoren at starte om vinteren. Men ikke alle biler har sådan et system.

Gasekspansionsslaget i en dieselmotor

Når dieselmotorstemplet endnu ikke har nået toppunktet med omkring 30 grader på krumtapakslen, leverer indsprøjtningspumpen højtryksbrændstof til cylinderen gennem dysen. En værdi på 18 MPa er nødvendig, for at brændstoffet kan sprøjtes fint og fordeles over hele volumen i cylinderen.

Yderligere antændes og brænder brændstoffet under påvirkning af høje temperaturer hurtigt. Stemplet bevæger sig til det laveste punkt. Temperaturen inde i cylinderen er i øjeblikket omkring 2000 grader. Temperaturen falder mod slutningen af cyklussen.

Dieseludstødning

På dette stadium er udstødningsventilen åben, stemplet bevæger sig til toppunktet. Forbrændingsprodukter fjernes med magt fra cylinderen. Så går de til udstødningsmanifolden. Efter det på arbejdekatalysatoren er tændt. Gasser, der passerer gennem det ved høj temperatur, renses. Ren, harmløs gas frigives allerede til atmosfæren. På dieselbiler er der desuden installeret et partikelfilter. Det hjælper også med at rense gasser.

Konklusion

Vi har analyseret i detaljer, hvordan arbejdscyklussen for en firetaktsmotor udføres (det tager to omdrejninger af kraftværkets krumtapaksel). Og selve cyklussen omfatter mange forskellige processer.