Viertaktmotor inschakelduur - kenmerken, diagram en beschrijving

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Automobilisten moeten in ieder geval in algemene termen weten hoe de motor werkt en werkt. De meeste auto's hebben een viertaktmotor met vier cilinders. Laten we eens kijken naar de werkcyclus van een viertaktmotor. Niet iedereen weet welke processen er plaatsvinden als de auto in beweging is.

Algemeen werkingsprincipe

De motor werkt als volgt. Het brandstofmengsel komt de verbrandingskamer binnen en wordt vervolgens samengeperst onder invloed van de zuiger. Het mengsel ontbrandt dan. Dit zorgt ervoor dat de verbrandingsproducten uitzetten, tegen de zuiger duwen en de cilinder verlaten.

Bij tweetaktmotoren duurt één omwenteling van de krukas twee cycli. Een viertaktzuigermotor voltooit een werkcyclus in twee omwentelingen van de krukas. Motoren zijn uitgerust met timing. Wat is dit mechanisme? Dit is een element waarmee u het brandstofmengsel in de kamers kunt laten en daaruit verbrandingsproducten kunt laten ontsnappen. Gasuitwisseling vindt plaats inmoment van een enkele omwenteling van de krukas. Gasuitwisseling vindt plaats door de beweging van de zuiger.

Geschiedenis

Het eerste apparaat dat lijkt op een viertaktmotor is uitgevonden door Felicce Matoczi en Eugene Barsanti. Maar deze uitvinding was ongelooflijk verloren. Pas in 1861 werd een soortgelijk apparaat gepatenteerd.

En de eerste bruikbare motor werd ontwikkeld door de Duitse ingenieur Nikolaus Otto. De motor is vernoemd naar de uitvinder en de inschakelduur van de viertaktmotor is ook vernoemd naar de ingenieur.

De belangrijkste verschillen tussen viertaktmotoren

In een tweetaktmotor worden de zuiger- en cilinderpennen, krukas, lagers en compressieringen gesmeerd door olie die aan de brandstof wordt toegevoegd. Bij een viertaktmotor zijn alle componenten in een oliebad ingebouwd. Dit is een significant verschil. Daarom is het in een viertakteenheid niet nodig om olie en benzine te mengen.

De voordelen van het systeem zijn dat de hoeveelheid koolstofafzetting op de spiegel in de cilinders en op de demperwanden veel minder is. Een ander verschil is dat bij tweetaktmotoren een brandbaar mengsel in de uitlaatpijp komt.

Motor draait

Ongeacht het type motor, het werkingsprincipe is vergelijkbaar. Tegenwoordig zijn er carburateurmotoren, diesel, injectie. Alle modellen gebruiken dezelfde viertaktcyclus. Laten we eens nader bekijken welke processen in de motor werken en deze laten bewegen.

Een viertaktcyclus is een opeenvolging van vier werkcycli. De cyclus wordt meestal als het begin genomen wanneer een brandbaar mengsel de verbrandingskamers binnenkomt. Hoewel er andere handelingen in de motor plaatsvinden tijdens het stromen, is de aangegeven cyclus één werkproces. De compressieslag is bijvoorbeeld niet alleen compressie. Tijdens deze periode wordt het mengsel in de cilinders gemengd, de gasvorming begint, het ontsteekt.

Hetzelfde kan gezegd worden over andere fasen van de motor. Het belangrijkste hierbij is dat de verschillende processen voor een beter begrip en vereenvoudiging van de werkcyclus van een viertaktmotor worden opgesplitst in slechts vier cycli.

Intake

Dus in de verbrandingskamer van de aandrijfeenheid beginnen de energieomzettingscycli met de verbrandingsreactie van het brandstofmengsel. In dit geval bevindt de zuiger zich op zijn hoogste punt (BDP-positie) en beweegt dan naar beneden. Hierdoor ontstaat er een vacuüm in de verbrandingskamer van de motor. Onder zijn invloed zuigt een brandbare vloeistof brandstof aan. De inlaatklep staat in de open stand en de uitlaatklep is gesloten.

Als de piston naar beneden begint te bewegen, neemt het volume erboven toe. Dit is de oorzaak van de storing. Het is ongeveer 0,071-0,093 MPa. Zo komt benzine de verbrandingskamer binnen. In injectiemotoren wordt brandstof ingespoten door een verstuiver. Nadat het mengsel de cilinder is binnengegaan, kan de temperatuur 75 tot 125 graden zijn.

Hoeveel de cilinder zal worden gevuld met het brandstofmengsel, wordt bepaald door de vulfactoren. Voormotoren met een carburateur-aandrijfsysteem, deze indicator is van 0,64 tot 0,74. Hoe hoger de coëfficiënt, hoe krachtiger de motor.

Compressie

Na het vullen van de verbrandingskamer met een brandbaar mengsel van benzinedampen en lucht, als de krukas draait, begint de zuiger terug te keren naar zijn lagere positie. De inlaatklep zal op dit punt beginnen te sluiten. En afstuderen zal nog steeds gesloten zijn.

Bewerkingsslag

Dit is de derde slag van een viertakt verbrandingsmotor. Het is het belangrijkste in de werking van de aandrijfeenheid. Het is in dit stadium van de werking van de motor dat energie uit de verbranding van brandstof wordt omgezet in mechanische energie, waardoor de krukas gaat draaien.

Als de zuiger dicht bij het BDP is, zelfs tijdens compressie, wordt het brandstofmengsel geforceerd ontstoken door de bougie van de motor. De brandstoflading is zeer snel op. Nog voor de start van deze cyclus hebben de verbrande gassen een maximale drukwaarde. Deze gassen zijn de werkvloeistof gecomprimeerd in een klein volume van de verbrandingskamer van de motor. Wanneer de zuiger naar beneden begint te bewegen, beginnen de gassen snel uit te zetten, waardoor energie vrijkomt.

Van alle slagen van de werkcyclus van een viercilindermotor is deze de meest bruikbare. Het werkt op de belasting van het apparaat. Pas in dit stadium krijgt de krukas een acceleratie. Bij alle andere genereert de motor geen energie, maar verbruikt deze van dezelfde krukas.

Release

Na het plegengassen van nuttige arbeid, moeten ze de cilinder verlaten om plaats te maken voor een nieuw deel van het brandstof-luchtmengsel. Dit is de laatste slag van een viertaktmotor.

Gassen staan in dit stadium onder een aanzienlijk hogere druk dan de atmosferische druk. Tegen het einde van de cyclus da alt de temperatuur tot ongeveer 700 graden. De krukas verplaatst de zuiger naar het BDP door middel van een drijfstang. Vervolgens gaat de uitlaatklep open, de gassen worden via het uitlaatsysteem de atmosfeer in geduwd. Wat betreft de druk, deze is alleen in het begin hoog. Aan het einde van de cyclus neemt het af tot 0,120 MPa. Het is natuurlijk onmogelijk om de verbrandingsproducten in de cilinder volledig te verwijderen. Daarom worden ze bij de volgende inlaatslag met het brandstofmengsel gemengd.

Werkende staat

De beschreven stappen vormen de bedrijfscyclus van een viertaktbenzinemotor. U moet begrijpen dat er geen strikte overeenkomsten zijn tussen cycli en processen in zuigermotoren. Dit kan gemakkelijk worden verklaard door het feit dat tijdens de werking van de aandrijfeenheid de fasen van het gasdistributiemechanisme en de toestand van de kleppen op totaal verschillende manieren worden gesuperponeerd op de bewegingen van de zuigers in verschillende motoren.

In elke cilinder verloopt de werkcyclus van een viertaktmotor met carburateur op deze manier. Elke verbrandingskamer in een motor is nodig om een enkele krukas te laten draaien die de kracht van de zuigers overneemt.

Deze afwisseling wordt werkorder genoemd. Deze volgorde wordt bepaald in de ontwerpfase van de krachtbron door de kenmerken van de nokkenas en krukas. Hij is nietveranderingen tijdens de werking van het mechanisme.

De uitvoering van de werkvolgorde wordt uitgevoerd door afwisselende vonken die vanuit het ontstekingssysteem naar de kaarsen komen. Een viercilindermotor kan dus in de volgende volgorde lopen: 1, 3, 4, 2 en 1, 2, 4, 3.

De volgorde waarin de motorcilinders werken, kunt u vinden in de instructies voor de auto. Soms wordt de volgorde van bewerking aangegeven op het bloklichaam.

Zo werkt een viertaktmotor met carburateur of iets anders. Het voedingssysteem heeft geen invloed op het werkingsprincipe van de unit. Het enige verschil is dat de carburateur een mechanisch aandrijfsysteem is dat bepaalde nadelen heeft, en in het geval van injectoren zitten deze nadelen niet in het systeem.

Dieselmotoren

De werkcyclus van een viertaktdieselmotor is dezelfde opeenvolging van processen als de cyclus van een carburateurmotor. Het verschil zit hem in het verloop van de cyclus, evenals de verschillen in de processen van mengselvorming en ontsteking.

Dieselinlaatslag

Wanneer de zuiger naar beneden beweegt, opent het gasdistributiemechanisme de inlaatklep. Een bepaalde hoeveelheid lucht komt de verbrandingskamer binnen. De temperatuur in de cilinder is ongeveer 80 graden. In dieselmotoren verschilt het aandrijfsysteem aanzienlijk van benzine-carburateurmotoren. De hydraulische weerstand daarin is bijvoorbeeld lager en de druk stijgt iets.

Dieselcompressieslag

In dit stadium van het werk, de zuigerin de verbrandingskamer omhoog gaat richting BDP. Beide kleppen in de motor van de auto zijn in gesloten toestand. Door de werking van de zuiger wordt de lucht in de cilinder gecomprimeerd. De compressieverhouding in een dieselmotor is hoger dan in benzinemotoren en de druk in de cilinder kan 5 MPa bereiken. Perslucht warmt aanzienlijk op. Temperaturen kunnen oplopen tot 700 graden. Dit is nodig om de brandstof te ontsteken. Het wordt geleverd op dieselmotoren via sproeiers die op elke cilinder zijn geïnstalleerd. In de winter worden gloeibougies gebruikt. Ze verwarmen het koude mengsel voor. Dit maakt het gemakkelijker voor de motor om in de winter te starten. Maar niet alle auto's hebben zo'n systeem.

De gasexpansieslag in een dieselmotor

Als de zuiger van de dieselmotor nog niet het bovenste punt van ongeveer 30 graden op de krukas heeft bereikt, levert de injectiepomp brandstof onder hoge druk aan de cilinder via het mondstuk. Een waarde van 18 MPa is nodig zodat de brandstof fijn kan worden verstoven en verdeeld over het gehele volume in de cilinder.

Verder ontbrandt de brandstof onder invloed van hoge temperaturen en verbrandt deze snel. De zuiger beweegt naar het laagste punt. De temperatuur in de cilinder is op dit moment ongeveer 2000 graden. De temperatuur da alt tegen het einde van de cyclus.

Dieseluitlaat

In dit stadium is de uitlaatklep open, de zuiger beweegt naar het bovenste punt. Verbrandingsproducten worden met geweld uit de cilinder verwijderd. Dan gaan ze naar het uitlaatspruitstuk. Daarna aan het werkde katalysator is ingeschakeld. Gassen die er bij hoge temperatuur doorheen gaan, worden gezuiverd. Schoon, onschadelijk gas komt al in de atmosfeer terecht. Op dieselvoertuigen is bovendien een roetfilter geïnstalleerd. Het helpt ook om gassen te zuiveren.

Conclusie

We hebben in detail geanalyseerd hoe de werkcyclus van een viertaktmotor wordt uitgevoerd (er zijn twee omwentelingen van de krukas van de krachtcentrale nodig). En de cyclus zelf omvat veel verschillende processen.