Négyütemű motor munkaciklusa – jellemzők, diagram és leírás

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az autósoknak legalább általánosságban tudniuk kell a motor működését és működését. A legtöbb autó négyütemű, négyhengeres motorral rendelkezik. Nézzük meg a négyütemű motor munkaciklusát. Nem mindenki tudja, milyen folyamatok mennek végbe, amikor az autó mozgásban van.

Általános cselekvési elv

A motor a következőképpen működik. Az üzemanyag-keverék belép az égéstérbe, majd a dugattyú hatására összenyomódik. Ezután a keverék meggyullad. Emiatt az égéstermékek kitágulnak, a dugattyúnak nyomódnak és kilépnek a hengerből.

Kétütemű motorokban a főtengely egy fordulatához két ciklus szükséges. A négyütemű dugattyús motor egy munkaciklust a főtengely két fordulatával hajt végre. A motorok időzítéssel vannak felszerelve. Mi ez a mechanizmus? Ez egy olyan elem, amely lehetővé teszi az üzemanyag-keverék bejutását a kamrákba, és az égéstermékek kibocsátását onnan. A gázcsere ben történika főtengely egyetlen fordulatának pillanata. A gázcsere a dugattyú mozgása miatt következik be.

Előzmények

Az első négyütemű motorra emlékeztető eszközt Felicce Matoczi és Eugene Barsanti találta fel. De ez a találmány hihetetlenül elveszett. Csak 1861-ben szabadalmaztattak egy hasonló egységet.

És az első használható motort Nikolaus Otto német mérnök fejlesztette ki. A motort a feltalálóról nevezték el, és a négyütemű motor munkaciklusát is a mérnökről nevezték el.

A fő különbségek a négyütemű motorok között

A kétütemű motorban a dugattyú és a hengercsapok, a főtengely, a csapágyak és a nyomógyűrűk az üzemanyaghoz hozzáadott olajjal vannak kenve. A négyütemű motorban minden alkatrészt olajfürdőbe szerelnek be. Ez jelentős különbség. Ezért egy négyütemű egységben nincs szükség az olajok és a benzin keverésére.

A rendszer előnye, hogy sokkal kisebb a szénlerakódások mennyisége a hengerek tükrén és a kipufogófalakon. Egy másik különbség, hogy a kétütemű motoroknál éghető keverék kerül a kipufogócsőbe.

A motor jár

A motor típusától függetlenül működési elve hasonló. Ma vannak karburátoros motorok, dízel, befecskendezéses. Minden modell ugyanazt a négyütemű ciklust használja. Nézzük meg közelebbről, hogy milyen folyamatok működnek a motor belsejében, és hozzuk mozgásba.

A négyütemű ciklus négy munkaciklusból álló sorozat. A ciklus általában akkor kezdődik, amikor egy éghető keverék belép az égésterekbe. Bár az áramlása során más műveletek is végbemennek a motorban, a jelzett ciklus egy munkafolyamat. Például a kompressziós löket nem csak tömörítés. Ezalatt a keverék a hengerekben keveredik, megindul a gázképződés, meggyullad.

Ugyanez elmondható a motor többi szakaszáról is. A legfontosabb itt az, hogy a négyütemű motorok működési ciklusának jobb megértését és egyszerűsítését szolgáló különböző folyamatok mindössze négy ciklusra bomlanak le.

Beszívás

Tehát a tápegység égésterében az energiaátalakítási ciklusok a tüzelőanyag-keverék égési reakciójával kezdődnek. Ebben az esetben a dugattyú a legmagasabb pontján van (TDC pozíció), majd lefelé mozog. Ennek eredményeként vákuum keletkezik a motor égésterében. Hatása alatt éghető folyadék szívja be az üzemanyagot. A szívószelep nyitott helyzetben van, a kipufogószelep pedig zárva.

Amikor a dugattyú elkezd lefelé mozogni, a felette lévő hangerő megnő. Ez okozza a meghibásodást. Ez körülbelül 0,071-0,093 MPa. Így a benzin belép az égéstérbe. A befecskendezős motorokban az üzemanyagot egy fúvóka fecskendezi be. Miután a keverék belép a hengerbe, a hőmérséklete 75-125 fok lehet.

Az, hogy a henger mennyit lesz megtöltve üzemanyag-keverékkel, a töltési tényezők határozzák meg. Mertkarburátoros táprendszerrel rendelkező motorok esetén ez a mutató 0,64 és 0,74 között lesz. Minél magasabb az együttható értéke, annál erősebb a motor.

Tömörítés

Miután megtöltötte az égésteret benzingőzök és levegő éghető keverékével, ha a főtengely forog, a dugattyú elkezd visszatérni alsó helyzetébe. A szívószelep ekkor zárni kezd. És az érettségit továbbra is lezárják.

Munkás löket

Ez egy négyütemű belső égésű motor harmadik üteme. Ez a legfontosabb a tápegység működésében. A motor működésének ebben a szakaszában az üzemanyag égéséből származó energia mechanikai energiává alakul, ami a főtengely forgását készteti.

Ha a dugattyú közel van a TDC-hez, még tömörítés közben is, az üzemanyag-keveréket erőszakosan meggyújtja a motor gyújtógyertyája. Az üzemanyagtöltet nagyon gyorsan kiég. Már a ciklus kezdete előtt az égett gázok maximális nyomásértékkel rendelkeznek. Ezek a gázok a motor égésterének kis térfogatában összenyomott munkafolyadék. Amikor a dugattyú elkezd lefelé mozogni, a gázok gyorsan tágulnak, és energiát szabadítanak fel.

A négyhengeres motor munkaciklusának összes löketei közül ez a leghasznosabb. Az egység terhelésével működik. Csak ebben a szakaszban kap gyorsulást a főtengely. Az összes többi esetben a motor nem termel energiát, hanem ugyanarról a főtengelyről fogyasztja.

Kiadás

Az elköteleződés utánhasznos munka gázai, el kell hagyniuk a hengert, hogy helyet adjanak az üzemanyag-levegő keverék új részének. Ez egy négyütemű motor utolsó üteme.

A gázok ebben a szakaszban a légköri nyomásnál lényegesen nagyobb nyomás alatt vannak. A ciklus végére a hőmérséklet körülbelül 700 fokra csökken. A főtengely a dugattyút a TDC-re mozgatja egy összekötő rúd segítségével. Ezután a kipufogószelep kinyílik, a gázok a kipufogórendszeren keresztül a légkörbe kerülnek. Ami a nyomást illeti, csak a legelején magas. A ciklus végén 0,120 MPa-ra csökken. Természetesen lehetetlen teljesen megszabadulni a hengerben lévő égéstermékektől. Ezért a következő szívólöket során összekeverednek az üzemanyag-keverékkel.

Munkarend

A leírt lépések egy négyütemű benzinmotor működési ciklusát alkotják. Meg kell értenie, hogy a dugattyús motorok ciklusai és folyamatai között nincs szigorú megfelelés. Ez könnyen megmagyarázható azzal, hogy a hajtómű működése során a gázelosztó mechanizmus fázisai és a szelepek állapota teljesen eltérő módon kerül a különböző motorok dugattyúinak mozgására.

A négyütemű karburátoros motor munkaciklusa minden hengerben így megy végbe. A motor minden égésterére egyetlen főtengely forgatásához van szükség, amely a dugattyúktól veszi át az erőt.

Ezt a váltakozást munkarendelésnek nevezik. Ezt a sorrendet az erőegység tervezési szakaszában állítják be a vezérműtengely és a főtengely jellemzői révén. Ő nemváltozik a mechanizmus működése során.

A munkarend végrehajtása a gyújtórendszerből a gyertyákra érkező szikrák váltakozásával történik. Tehát egy négyhengeres motor a következő sorrendben működhet: 1, 3, 4, 2 és 1, 2, 4, 3.

A motorhengerek működési sorrendjét az autóhoz tartozó használati utasításból megtudhatja. Néha a működési sorrend a blokk törzsén van feltüntetve.

Így működik egy négyütemű karburátoros motor vagy bármi más. Az áramellátó rendszer nem befolyásolja az egység működési elvét. Az egyetlen különbség az, hogy a karburátor egy mechanikus energiarendszer, amelynek vannak bizonyos hátrányai, és az injektorok esetében ezek a hátrányok nincsenek a rendszerben.

Dízelmotorok

A négyütemű dízelmotor működési ciklusa ugyanaz a folyamatsorozat, mint a karburátoros motoré. A különbség a ciklus menetében, valamint a keverékképződési és gyulladási folyamatokban rejlik.

Dízel szívólöket

Amikor a dugattyú lefelé mozog, a gázelosztó mechanizmus kinyitja a szívószelepet. Bizonyos mennyiségű levegő belép az égéstérbe. A henger hőmérséklete körülbelül 80 fok. A dízelmotorok energiarendszere jelentősen eltér a benzines karburátoros motoroktól. Például a hidraulikus ellenállás kisebb bennük, és a nyomás kissé megemelkedik.

Dízel kompressziós löket

A munka ezen szakaszában a dugattyúaz égéstérben felmegy a TDC felé. Az autó motorjában mindkét szelep zárt állapotban van. A dugattyú működése következtében a hengerben lévő levegő összenyomódik. A dízelmotor kompressziós aránya magasabb, mint a benzinmotorokban, és a henger belsejében lévő nyomás elérheti az 5 MPa-t. A sűrített levegő jelentősen felmelegszik. A hőmérséklet elérheti a 700 fokot. Ez szükséges az üzemanyag meggyújtásához. Dízelmotorokhoz az egyes hengerekre felszerelt fúvókákon keresztül szállítják. Télen izzítógyertyákat használnak. Előmelegítik a hideg keveréket. Ez megkönnyíti a motor beindítását télen. De nem minden autóban van ilyen rendszer.

A gáz expanziós üteme dízelmotorban

Ha a dízelmotor dugattyúja még nem érte el a főtengely felső pontját körülbelül 30 fokkal, a befecskendező szivattyú a fúvókán keresztül nagynyomású üzemanyagot juttat a hengerbe. 18 MPa értékre van szükség ahhoz, hogy az üzemanyag finoman kipermetezhető és eloszlatható legyen a henger teljes térfogatában.

Továbbá az üzemanyag magas hőmérséklet hatására gyorsan meggyullad és ég. A dugattyú a legalacsonyabb pontra mozog. A henger belsejében jelenleg körülbelül 2000 fok a hőmérséklet. A hőmérséklet a ciklus vége felé csökken.

Dízel kipufogó

Ebben a szakaszban a kipufogószelep nyitva van, a dugattyú a legfelső pontra mozog. Az égéstermékeket erőszakkal eltávolítják a hengerből. Aztán a kipufogócsőhöz mennek. Utána dolgoznia katalizátor be van kapcsolva. A magas hőmérsékleten áthaladó gázok megtisztulnak. Már tiszta, ártalmatlan gáz kerül a légkörbe. A dízelmotoros járművekben részecskeszűrő is van felszerelve. Segíti a gázok tisztítását is.

Következtetés

Részletesen elemeztük, hogyan zajlik le egy négyütemű motor munkaciklusa (az erőmű főtengelyének két fordulatára van szükség). És maga a ciklus sok különböző folyamatot tartalmaz.