de allra flesta fordon (personbilar och kommersiella fordon) som säljs idag är utrustade med förbränningsmotorer. I den här artikeln kommer vi att beskriva hur en fyrtakts förbränningsmotor fungerar.

en förbränningsmotor klassificeras som en värmemotor. Det kallas internt eftersom förbränningen av luftbränsleblandningen sker inuti motorn, i en förbränningskammare, och några av de brända gaserna ingår i den nya förbränningscykeln.

i grund och botten omvandlar en förbränningsmotor den termiska energin i den brinnande luftbränsleblandningen till mekanisk energi. Det kallas 4 slag eftersom det tar 4 slag för kolven att utföra en fullständig förbränningscykel. Det fullständiga namnet på en motor som driver en personbil är: 4-takts kolvförbränningsmotor, förkortad ICE (förbränningsmotor).

låt oss nu undersöka vilka som är huvudkomponenten i en ICE.

bild: delar till förbränningsmotor (DOHC)

Legend: avgas kamaxel avgas ventil hink tändstift insugningsventil hink intag kamaxel avgas ventil insugningsventil cylinderhuvud kolv kolvstift vevstake motorblock vevaxel TDC – övre dödcentrum BDC – nedre dödcentrum

cylinderhuvudet (8) innehåller vanligtvis kamaxeln (erna), ventiler, ventilskopor, ventilavkastningsfjädrar, gnista / glödstift och injektorer (för direkt injektionsmotorer). Genom cylinderhuvudet strömmar motorns kylvätska.

inuti motorblocket (12) kan vi hitta kolven, anslutningsstången och vevaxeln. När det gäller cylinderhuvudet strömmar kylvätskan genom motorblocket för att hjälpa till att kontrollera motorns temperatur.

kolven rör sig inuti cylindern från BDC till TDC. Förbränningskammaren är den volym som skapas mellan kolv, cylinderhuvud och motorblock när kolven är nära TDC.

i Figur 1 kan vi undersöka den kompletta uppsättningen mekaniska komponenter i en ICE. Några av komponenterna är fasta (t.ex. cylinderhuvud, cylinderblock) och några av dem rör sig. I figuren nedan tar vi en titt på den huvudsakliga rörliga delen av en ICE, som omvandlar gastrycket i cylindern i mekanisk kraft.

förklaring:

1. kamaxelhjul
2. kolv
3. vevaxel
4. vevstake
5. ventil
6. ventilskopa
7. kamaxel

kamaxelns rotation är synkroniserad med kamaxeln rotation av vevaxeln genom ett tandrem eller kedja. Inlopps-och avgasventilernas läge måste vara exakt synkroniserat med kolvens läge, så att förbränningscyklerna kan ske i enlighet därmed.

en komplett motorcykel för en 4-takts ICE har följande faser (slag):

1. intag
2. kompression
3. effekt (expansion)
4. avgas

en stroke är kolvens rörelse mellan de två döda centren (botten och toppen).

nu, när vi vet vilka som är komponenterna i en ICE, kan vi undersöka vad som händer i varje slag i motorcykeln. I tabellen nedan ser du kolvens position i början av varje slag och detaljerna om händelserna som äger rum i cylindern.

Stroke 1-intag

Förbränningsmotorintagsslag

i början av insugningsslaget är kolven nära TDC. Inloppsventilen öppnas, kolven börjar röra sig mot BDC. Luft (eller luftbränsleblandning) dras in i cylindern. Denna stroke kallas intag eftersom frisk luft / blandning tas in i motorn. Insugningsslaget slutar när kolven är vid BDC. under insugningsslaget förbrukar motorn energi (vevaxeln roterar på grund av trögheten hos komponenterna).

Stroke 2-komprimering

kompressionsslag för förbränningsmotorer

kompressionsslaget börjar med kolven vid BDC, efter att insugningsslaget är klart. Under kompressionsslaget är båda ventilerna, insugnings-och avgaserna stängda och kolvarna rör sig mot TDC. Med båda ventilerna stängda komprimeras luften/blandningen och når maximalt tryck när kolven är nära TDC. innan kolven når TDC (men mycket nära den), under kompressionsslaget: för bensinmotor: gnistan genereras för dieselmotorer: bränsle injiceras under kompressionsslaget förbrukar motorn energi (vevaxeln roterar på grund av trögheten hos komponenterna), mer än insugningsslaget.

Stroke 3-effekt

förbränningsmotor effekt stroke

effektslaget börjar med kolven vid TDC. Båda ventilerna, intag och avgaser, är fortfarande stängda. Förbränningen av luftbränsleblandningen startade i slutet av kompressionsslaget, vilket medför en signifikant ökning av trycket inuti cylindern. Trycket inuti cylindern trycker kolven nedåt mot BDC. endast under kraftslaget producerar motorn energi.

Stroke 4-avgas

förbränningsmotorns avgasslag

avgasslaget börjar med kolven vid BDC, efter att kraftslaget är klart. Under denna stroke är avgasventilen öppen. Kolvens rörelse från BDC mot TDC skjuter de flesta avgaserna ut ur cylindern, in i avgasrören. under avgasslaget förbrukar motorn energi (vevaxeln roterar på grund av trögheten hos komponenterna).

som du kan se, för att få en fullständig förbränning (motor) cykel måste kolven utföra 4 slag. Detta innebär att en motorcykler tar två kompletta rotationer av vevaxeln (720 kcal).

den enda stroke som producerar vridmoment (energi) är kraftslaget, alla andra förbrukar energi.

kolvens linjära rörelse omvandlas till vevaxelns rotationsrörelse genom anslutningsstången.

för en bättre förståelse sammanfattar vi kolvens startposition, ventilläge och energibalans för varje slag.

Stroke order	Stroke namn	kolv utgångsläge	insugningsventil tillstånd	avgasventil tillstånd	energibalans
1	intag	TDC	öppna	stängd	förbrukar
2	komprimering	BDC	stängd	stängd	förbrukar
3	effekt	TDC	stängd	stängd	producerar
4	Avgas	BDC	stängd	öppen	förbrukar

i animationen nedan kan du tydligt se hur förbränningsmotorn fungerar. Var uppmärksam på kolvpositionen, ventilläget, det ögonblick då tändningen inträffar och sträckans följd.