Fyrtaktsmotordriftcykel - funktioner, diagram och beskrivning

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Bilister bör åtminstone i allmänna termer veta hur motorn fungerar och fungerar. De flesta bilar har en fyrtakts, fyrcylindrig motor. Låt oss titta på arbetscykeln för en fyrtaktsmotor. Alla vet inte vilka processer som sker när bilen är i rörelse.

Allmän handlingsprincip

Motorn fungerar enligt följande. Bränsleblandningen kommer in i förbränningskammaren, sedan komprimeras den under påverkan av kolven. Blandningen antänds sedan. Detta gör att förbränningsprodukterna expanderar, trycker mot kolven och lämnar cylindern.

I tvåtaktsmotorer tar ett varv på vevaxeln två cykler. En fyrtakts kolvmotor fullbordar en arbetscykel på två varv av vevaxeln. Motorerna är utrustade med timing. Vad är denna mekanism? Detta är ett element som gör att du kan släppa in bränsleblandningen i kamrarna och släppa ut förbränningsprodukter därifrån. Gasbyte utförs imoment av ett enda varv på vevaxeln. Gasutbyte sker på grund av kolvens rörelse.

Historia

Den första enheten som liknar en fyrtaktsmotor uppfanns av Felicce Matoczi och Eugene Barsanti. Men denna uppfinning var otroligt förlorad. Först 1861 patenterades en liknande enhet.

Och den första användbara motorn utvecklades av den tyske ingenjören Nikolaus Otto. Motorn är uppkallad efter uppfinnaren, och fyrtaktsmotorns arbetscykel är också uppkallad efter ingenjören.

De viktigaste skillnaderna mellan fyrtaktsmotorer

I en tvåtaktsmotor smörjs kolv- och cylindertapparna, vevaxeln, lagren och kompressionsringarna av olja som tillsätts bränslet. I en fyrtaktsmotor är alla komponenter installerade i ett oljebad. Detta är en betydande skillnad. Därför finns det inget behov av att blanda olja och bensin i en fyrtaktsenhet.

Fördelarna med systemet är att mängden kolavlagringar på spegeln i cylindrarna och på ljuddämparväggarna är mycket mindre. En annan skillnad är att i tvåtaktsmotorer kommer en brännbar blandning in i avgasröret.

Motor igång

Oavsett motortyp är principen för dess funktion liknande. Idag finns det förgasarmotorer, diesel, insprutning. Alla modeller använder samma fyrtaktscykel. Låt oss titta närmare på vilka processer som fungerar inuti motorn och få den att röra sig.

En fyrtaktscykel är en sekvens av fyra arbetscykler. Cykeln tas vanligtvis som början när en brännbar blandning kommer in i förbränningskamrarna. Även om andra åtgärder äger rum i motorn under dess flöde, är den indikerade cykeln en arbetsprocess. Till exempel är kompressionsslaget inte bara kompression. Under denna period blandas blandningen i cylindrarna, gasbildningen börjar, den antänds.

Detsamma kan sägas om andra steg i motorn. Det viktigaste här är att de olika processerna för en bättre förståelse och förenkling av arbetscykeln för en fyrtaktsmotor delas upp i endast fyra cykler.

Intag

Så, i förbränningskammaren i kraftenheten börjar energiomvandlingscyklerna med bränsleblandningens förbränningsreaktion. I det här fallet är kolven på sin högsta punkt (TDC-läge) och rör sig sedan nedåt. Som ett resultat uppstår ett vakuum i motorns förbränningskammare. Under dess inflytande suger en brännbar vätska in bränsle. Insugningsventilen är i öppet läge och avgasventilen är stängd.

När kolven börjar röra sig nedåt, ökar volymen ovanför den. Det är detta som orsakar sammanbrottet. Det är ungefär 0,071-0,093 MPa. Således kommer bensin in i förbränningskammaren. I insprutningsmotorer sprutas bränslet in av ett munstycke. Efter att blandningen kommit in i cylindern kan dess temperatur vara 75 till 125 grader.

Hur mycket cylindern kommer att fyllas med bränsleblandningen bestäms av fyllningsfaktorerna. Förmotorer med ett förgasarkraftsystem kommer denna indikator att vara från 0,64 till 0,74. Ju högre koefficientvärde, desto kraftfullare motor.

Kompression

Efter att ha fyllt förbränningskammaren med en brännbar blandning av bensinångor och luft, om vevaxeln roterar, kommer kolven att börja återgå till sitt nedre läge. Inloppsventilen kommer att börja stänga vid denna tidpunkt. Och examen kommer fortfarande att vara stängd.

Arbetsslag

Detta är det tredje slaget i en fyrtakts förbränningsmotor. Det är det viktigaste i driften av kraftenheten. Det är i detta skede av motordrift som energi från bränsleförbränning omvandlas till mekanisk energi, vilket får vevaxeln att rotera.

När kolven är nära TDC, även under kompression, tvångsantänds bränsleblandningen av motorns tändstift. Bränsleladdningen brinner ut väldigt snabbt. Redan före starten av denna cykel har de förbrända gaserna ett maxim alt tryckvärde. Dessa gaser är arbetsvätskan som komprimeras i en liten volym av motorns förbränningskammare. När kolven börjar röra sig nedåt börjar gaserna expandera snabbt och frigör energi.

Bland alla slag i arbetscykeln för en fyrcylindrig motor är den här den mest användbara. Den fungerar på enhetens belastning. Endast i detta skede får vevaxeln accelererande acceleration. I alla andra genererar inte motorn energi, utan förbrukar den från samma vevaxel.

Release

Efter att ha begåttgaser av nyttigt arbete, måste de lämna cylindern för att ge plats åt en ny del av bränsle-luftblandningen. Detta är det sista slaget i en fyrtaktsmotor.

Gaser är i detta skede under tryck betydligt högre än atmosfärstrycket. I slutet av cykeln sjunker temperaturen till cirka 700 grader. Vevaxeln flyttar kolven till TDC med hjälp av en vevstake. Därefter öppnar avgasventilen, gaserna trycks in i atmosfären genom avgassystemet. När det gäller trycket är det högt först i början. I slutet av cykeln minskar den till 0,120 MPa. Naturligtvis är det omöjligt att helt bli av med förbränningsprodukter i cylindern. Därför blandas de med bränsleblandningen under nästa insugningsslag.

Arbetsorder

De beskrivna stegen utgör arbetscykeln för en fyrtakts bensinmotor. Du måste förstå att det inte finns några strikta överensstämmelser mellan cykler och processer i kolvmotorer. Detta förklaras lätt av det faktum att under driften av kraftenheten kommer faserna i gasfördelningsmekanismen och ventilernas tillstånd att överlagras på kolvarnas rörelser i olika motorer på helt olika sätt.

I vilken cylinder som helst fortsätter arbetscykeln för en fyrtaktsförgasad motor på detta sätt. Varje förbränningskammare i en motor behövs för att rotera en enda vevaxel som tar kraften från kolvarna.

Denna växling kallas arbetsorder. Denna ordning sätts vid designstadiet av kraftenheten genom funktionerna hos kamaxeln och vevaxeln. Han är inteförändringar under driften av mekanismen.

Genomförandet av arbetsordningen utförs av alternerande gnistor som kommer till ljusen från tändsystemet. Så en fyrcylindrig motor kan köras i följande ordningsföljder - 1, 3, 4, 2 och 1, 2, 4, 3.

Du kan ta reda på i vilken ordning motorcylindrarna fungerar från instruktionerna för bilen. Ibland anges operationsordningen på blockkroppen.

Så här fungerar en fyrtaktsmotor med förgasning eller något annat. Strömförsörjningssystemet påverkar inte enhetens funktionsprincip. Den enda skillnaden är att förgasaren är ett mekaniskt kraftsystem som har vissa nackdelar, och när det gäller injektorer finns dessa nackdelar inte i systemet.

Dieselmotorer

Arbetscykeln för en fyrtaktsdieselmotor är samma sekvens av processer som cykeln för en förgasarmotor. Skillnaden ligger i hur cykeln fortskrider, liksom skillnaderna i processerna för blandningsbildning och antändning.

Dieselintagsslag

När kolven rör sig nedåt öppnar gasfördelningsmekanismen insugningsventilen. En viss mängd luft kommer in i förbränningskammaren. Temperaturen i cylindern är ca 80 grader. I dieselmotorer skiljer sig kraftsystemet väsentligt från bensinförgasarmotorer. Till exempel är det hydrauliska motståndet i dem lägre och trycket stiger något.

Dieselkompressionstakt

I detta skede av arbetet, kolveni förbränningskammaren går upp mot TDC. Båda ventilerna i bilens motor är i stängt tillstånd. Som ett resultat av kolvens funktion komprimeras luften i cylindern. Kompressionsförhållandet i en dieselmotor är högre än i bensinmotorer, och trycket inuti cylindern kan nå 5 MPa. Tryckluften värms upp avsevärt. Temperaturerna kan nå 700 grader. Detta är nödvändigt för att antända bränslet. Den levereras på dieselmotorer genom munstycken installerade på varje cylinder. På vintern används glödstift. De förvärmer den kalla blandningen. Detta gör det lättare för motorn att starta på vintern. Men inte alla bilar har ett sådant system.

Gasexpansionstakten i en dieselmotor

När dieselmotorns kolv ännu inte har nått topppunkten med cirka 30 grader på vevaxeln, levererar insprutningspumpen högtrycksbränsle till cylindern genom munstycket. Ett värde på 18 MPa är nödvändigt för att bränslet ska kunna finsprutas och fördelas över hela volymen i cylindern.

Dessutom antänds bränslet under inverkan av höga temperaturer och brinner snabbt. Kolven rör sig till den lägsta punkten. Temperaturen inuti cylindern är för närvarande cirka 2000 grader. Temperaturen sjunker mot slutet av cykeln.

Dieselavgassystem

I detta skede är avgasventilen öppen, kolven rör sig till topppunkten. Förbränningsprodukter avlägsnas med tvång från cylindern. Sedan går de till avgasgrenröret. Efter det till jobbetKatalysatorn är påslagen. Gaser som passerar genom den vid hög temperatur renas. Ren, ofarlig gas släpps redan ut i atmosfären. På dieselfordon är dessutom ett partikelfilter installerat. Det hjälper också till att rena gaser.

Slutsats

Vi har analyserat i detalj hur arbetscykeln för en fyrtaktsmotor går till (det tar två varv av kraftverkets vevaxel). Och själva cykeln innehåller många olika processer.