de aller fleste biler (personbiler og nyttekjøretøy) som selges i dag er utstyrt med forbrenningsmotorer. I denne artikkelen skal vi beskrive hvordan en firetakts forbrenningsmotor fungerer.
en forbrenningsmotor er klassifisert som en varmemotor. Det kalles internt fordi forbrenningen av luft-brennstoffblandingen skjer inne i motoren, i et forbrenningskammer, og noen av de brente gassene er en del av den nye forbrenningssyklusen.
I Utgangspunktet forvandler en forbrenningsmotor termisk energi fra den brennende luftbrennstoffblandingen til mekanisk energi. Det kalles 4 slag fordi det tar 4 slag for stempelet å utføre en fullstendig forbrenningssyklus. Det komplette navnet på en motor som driver en personbil er: 4-takts stempel forbrenningsmotor, forkortet ICE (Forbrenningsmotor).
la Oss nå undersøke hvilke som er hovedkomponenten I EN IS.
Bilde: Forbrenningsmotor (DOHC) deler |
Legend:
tdc – toppdødsenter bdc – bunndødsenter |
sylinderhodet(8) inneholder vanligvis kamaksel (er), ventiler, ventilskuffer, ventilreturfjærer, gnist/glødeplugger og injektorer (for direkte injeksjon motorer). Gjennom sylinderhodet strømmer kjølevæsken til motoren.
Inne i motorblokken (12) finner vi stempel, tilkoblingsstang og veivaksel. Når det gjelder sylinderhodet, strømmer kjølevæsken gjennom motorblokken for å kontrollere temperaturen på motoren.
stempelet beveger seg inne i sylinderen FRA BDC TIL TDC. Forbrenningskammeret er volumet skapt mellom stempel, topplokk og motorblokk når stempelet er nær TDC.
I Figur 1 kan vi undersøke det komplette settet av mekaniske komponenter I EN ICE. Noen av komponentene er faste (f.eks. sylinderhode, sylinderblokk) og noen av dem beveger seg. I figuren nedenfor ser vi på den viktigste bevegelige delen AV EN ICE, som forvandler gasstrykket i sylinderen i mekanisk kraft.
Bilde: Forbrenningsmotor bevegelige deler
Legend:
- kamakselhjul
- stempel
- veivaksel
- koblingsstang
- ventil
- kamaksel
rotasjonen av kamakselen er synkronisert med rotasjonen av veivakselet gjennom et tannbelte eller kjede. Posisjonen til inntaks-og eksosventilene må synkroniseres nøyaktig med stempelets posisjon, slik at forbrenningssyklusene kan finne sted tilsvarende.
en komplett motorsyklus for EN 4-takts ICE har følgende faser (slag):
- inntak
- komprimering
- strøm (ekspansjon)
- eksos
et slag er bevegelsen av stempelet mellom de to døde sentrene (bunn og topp).
nå, som vi vet hvilke SOM er KOMPONENTENE I EN ICE, kan vi undersøke hva som skjer i hvert slag i motorsyklusen. I tabellen nedenfor ser du stempelets posisjon i begynnelsen av hvert slag og detaljene om hendelsene som finner sted i sylinderen.
Slag 1-INNTAK
Inntaksslag For Forbrenningsmotor |
ved begynnelsen av inntaksslaget er stempelet nær TDC. Inntaksventilen åpnes, stempelet begynner å bevege seg mot BDC. Luft (eller luft-brennstoffblanding) trekkes inn i sylinderen. Dette slaget kalles INNTAK fordi frisk luft / blanding tas inn i motoren. Inntaksslaget slutter når stempelet er PÅ BDC.
under inntaksslaget bruker motoren energi (vevaksen roterer på grunn av komponentens treghet). |
Stroke 2-KOMPRIMERING
Forbrenningsmotor kompresjonsslag |
kompresjonsslaget starter med stempelet VED BDC, etter at inntaksslaget er ferdig. Under kompresjonsslaget lukkes begge ventiler, inntak og eksos, og stemplene beveger seg mot TDC. Med begge ventiler lukket, komprimeres luften/blandingen og når maksimalt trykk når stempelet er nær TDC.
før stempelet når TDC (men svært nær det), under kompresjonsslaget:
under kompresjonsslaget bruker motoren energi (vevaksen roterer på grunn av komponentens treghet), mer enn inntaksslaget. |
Stroke 3-STRØM
Forbrenningsmotor strøm slag |
strømslaget starter med stempelet VED TDC. Begge ventiler, inntak og eksos, er fortsatt stengt. Forbrenningen av luft-brennstoffblandingen startet på slutten av kompresjonsslaget, noe som medfører en betydelig økning i trykket inne i sylinderen. Trykket inne i sylinderen skyver stempelet ned, mot BDC.
bare under strømslaget produserer motoren energi. |
Slag 4-EKSOS
Forbrenningsmotor eksos slag |
eksosslaget starter med stempelet VED BDC, etter at strømslaget er ferdig. Under dette slaget er eksosventilen åpen. Bevegelsen av stempelet FRA BDC mot TDC skyver de fleste eksosgassene ut av sylinderen, inn i eksosrørene.
under eksosslaget bruker motoren energi (vevaksen roterer på grunn av komponentens treghet). |
som du kan se, for å få en fullstendig forbrenning (motor) syklus, må stempelet utføre 4 slag. Dette betyr at en motorsyklus tar to komplette rotasjoner av veivakselen (720°).
det eneste slag som produserer dreiemoment (energi) er strømslaget, alle de andre bruker energi.
stempelets lineære bevegelse forvandles til rotasjonsbevegelse av vevaksen gjennom koblingsstangen.
for en bedre forståelse oppsummerer vi stempelets startposisjon, ventilposisjon og energibalanse for hvert slag.
| Slagrekkefølge | Slagnavn | stempelets startposisjon | Inntaksventilstatus | Eksosventilstatus | energibalanse |
| 1 | Inntak | TDC | Åpne | Lukket | Forbruker |
| 2 | Komprimering | BDC | Lukket | Lukket | Forbruker |
| 3 | Strøm | TDC | Lukket | Lukket | Produserer |
| 4 | Eksos | BDC | Lukket | Åpen | Forbruker |
i animasjonen nedenfor kan du se tydelig hvordan forbrenningsmotoren fungerer. Vær oppmerksom på stempelposisjon, ventilposisjon, øyeblikket når tenningen oppstår og suksessen av slagene.
Animasjon av Forbrenningsmotor