Ποιες είναι οι τέσσερις διαδρομές ενός τετράχρονου κινητήρα;

Ποιες είναι οι τέσσερις διαδρομές ενός τετράχρονου κινητήρα;

Ένας τετράχρονος κινητήρας κύκλουείναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιεί τέσσερις διαφορετικές διαδρομές εμβόλου (εισαγωγή, συμπίεση, ισχύς και εξάτμιση) για να ολοκληρώσει έναν κύκλο εργασίας. Το έμβολο ολοκληρώνει δύο πλήρεις διαδρομές στον κύλινδρο για να ολοκληρώσει έναν κύκλο εργασίας. Ένας κύκλος εργασίας απαιτεί ο στροφαλοφόρος άξονας να περιστρέφεται δύο φορές, δηλαδή 720°.

Οι τετράχρονοι κινητήρες κύκλου είναι ο πιο κοινός τύπος μικρών κινητήρων. Ένας τετράχρονος κινητήρας ολοκληρώνει πέντε διαδρομές σε έναν κύκλο εργασίας, συμπεριλαμβανομένης της διαδρομής εισαγωγής, της διαδρομής συμπίεσης, της διαδρομής ανάφλεξης, της ισχύος διαδρομής και της διαδρομής της εξάτμισης.

Εγκεφαλικό πρόσληψης

Το συμβάν εισαγωγής αναφέρεται στο χρόνο κατά τον οποίο εισάγεται το μείγμα αέρα-καυσίμου για να γεμίσει το θάλαμο καύσης. Ένα συμβάν εισαγωγής συμβαίνει όταν το έμβολο μετακινείται από το πάνω νεκρό σημείο στο κάτω νεκρό σημείο και η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει. Η κίνηση του εμβόλου προς το κάτω νεκρό σημείο δημιουργεί χαμηλή πίεση στον κύλινδρο. Η ατμοσφαιρική πίεση του περιβάλλοντος αναγκάζει το μείγμα αέρα-καυσίμου στον κύλινδρο μέσω της ανοιχτής βαλβίδας εισαγωγής για να γεμίσει την περιοχή χαμηλής πίεσης που δημιουργείται από την κίνηση του εμβόλου. Ο κύλινδρος συνεχίζει να γεμίζει ελαφρώς πέρα ​​από το νεκρό σημείο του πυθμένα καθώς το μείγμα αέρα-καυσίμου συνεχίζει να ρέει με τη δική του αδράνεια και το έμβολο αρχίζει να αλλάζει κατεύθυνση. Μετά το BDC, η βαλβίδα εισαγωγής παραμένει ανοιχτή για μερικές μοίρες περιστροφής του στροφαλοφόρου. Εξαρτάται από τη σχεδίαση του κινητήρα. Στη συνέχεια, η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει και το μείγμα αέρα-καυσίμου σφραγίζεται μέσα στον κύλινδρο.

Διαδρομή συμπίεσηςΗ διαδρομή συμπίεσης είναι ο χρόνος που συμπιέζεται το παγιδευμένο μείγμα αέρα-καυσίμου μέσα στον κύλινδρο. Ο θάλαμος καύσης είναι σφραγισμένος για τη δημιουργία γόμωσης. Το φορτίο είναι ο όγκος του μίγματος πεπιεσμένου αέρα-καυσίμου μέσα στο θάλαμο καύσης έτοιμο για ανάφλεξη. Η συμπίεση του μείγματος αέρα-καυσίμου απελευθερώνει περισσότερη ενέργεια κατά την ανάφλεξη. Οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής πρέπει να είναι κλειστές για να διασφαλίζεται ότι ο κύλινδρος είναι σφραγισμένος για να παρέχει συμπίεση. Η συμπίεση είναι η διαδικασία μείωσης ή συμπίεσης του φορτίου στο θάλαμο καύσης από μεγάλο όγκο σε μικρότερο όγκο. Ο σφόνδυλος βοηθά στη διατήρηση της ορμής που απαιτείται για τη συμπίεση της φόρτισης.

Όταν το έμβολο ενός κινητήρα συμπιέζει το φορτίο, η αύξηση της δύναμης συμπίεσης που παρέχεται από το έργο που εκτελείται από το έμβολο έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή θερμότητας. Η συμπίεση και η θέρμανση των ατμών αέρα-καυσίμου στο φορτίο έχει ως αποτέλεσμα αυξημένη θερμοκρασία φόρτισης και αυξημένη εξάτμιση καυσίμου. Η αύξηση της θερμοκρασίας φόρτισης συμβαίνει ομοιόμορφα σε όλο τον θάλαμο καύσης για να παράγει ταχύτερη καύση (οξείδωση καυσίμου) μετά την ανάφλεξη.

Η εξάτμιση του καυσίμου αυξάνεται όταν τα μικρά σταγονίδια καυσίμου εξατμίζονται πληρέστερα λόγω της παραγόμενης θερμότητας. Η αυξημένη επιφάνεια των σταγονιδίων που εκτίθενται στη φλόγα ανάφλεξης επιτρέπει την πληρέστερη καύση του φορτίου στον θάλαμο καύσης. Μόνο οι ατμοί της βενζίνης θα αναφλεγούν. Η αυξημένη επιφάνεια των σταγονιδίων κάνει τη βενζίνη να απελευθερώνει περισσότερους ατμούς αντί να παραμένει υγρό.

Όσο περισσότερο συμπιέζονται τα φορτισμένα μόρια ατμού, τόσο περισσότερη ενέργεια κερδίζεται από τη διαδικασία καύσης. Η ενέργεια που απαιτείται για τη συμπίεση του φορτίου είναι πολύ μικρότερη από το κέρδος που παράγεται κατά την καύση. Για παράδειγμα, σε έναν τυπικό μικρό κινητήρα, η ενέργεια που απαιτείται για τη συμπίεση του φορτίου είναι μόνο το ένα τέταρτο της ενέργειας που παράγεται κατά την καύση.

Ο λόγος συμπίεσης ενός κινητήρα είναι η σύγκριση του όγκου του θαλάμου καύσης όταν το έμβολο βρίσκεται στο κάτω νεκρό σημείο με τον όγκο του θαλάμου καύσης όταν το έμβολο βρίσκεται στο άνω νεκρό σημείο. Αυτή η περιοχή, σε συνδυασμό με τη σχεδίαση και το στυλ του θαλάμου καύσης, καθορίζει την αναλογία συμπίεσης. Οι βενζινοκινητήρες έχουν συνήθως αναλογία συμπίεσης 6 προς 1 προς 10 προς 1. Όσο υψηλότερος είναι ο λόγος συμπίεσης, τόσο πιο αποδοτικός είναι ο κινητήρας. Ένας υψηλότερος λόγος συμπίεσης συνήθως αυξάνει σημαντικά την πίεση καύσης ή τη δύναμη που ασκείται στο έμβολο. Ωστόσο, ένας υψηλότερος λόγος συμπίεσης αυξάνει την προσπάθεια που απαιτείται από τον χειριστή για την εκκίνηση του κινητήρα. Ορισμένοι μικροί κινητήρες διαθέτουν συστήματα που εκτονώνουν την πίεση κατά τη διάρκεια της διαδρομής συμπίεσης για να μειώσουν την προσπάθεια που απαιτείται από τον χειριστή κατά την εκκίνηση του κινητήρα.

Συμβάν ανάφλεξηςΈνα συμβάν ανάφλεξης (καύσης) συμβαίνει όταν ένα φορτίο αναφλέγεται και οξειδώνεται γρήγορα μέσω μιας χημικής αντίδρασης για την απελευθέρωση θερμικής ενέργειας. Η καύση είναι μια ταχεία οξειδωτική χημική αντίδραση κατά την οποία το καύσιμο συνδυάζεται χημικά με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο και απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας.

Η σωστή καύση περιλαμβάνει ένα σύντομο αλλά περιορισμένο χρόνο στον οποίο η φλόγα απλώνεται σε όλο τον θάλαμο καύσης. Ο σπινθήρας στο μπουζί ξεκινά την καύση όταν ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται περίπου 20° πριν από το πάνω νεκρό σημείο. Το ατμοσφαιρικό οξυγόνο και οι ατμοί καυσίμου καταναλώνονται από το προπορευόμενο μέτωπο φλόγας. Το μέτωπο της φλόγας είναι το οριακό τοίχωμα που χωρίζει το φορτίο από τα υποπροϊόντα της καύσης. Το μέτωπο της φλόγας περνά μέσα από το θάλαμο καύσης μέχρι να καεί ολόκληρο το φορτίο.

εγκεφαλικό επεισόδιο ισχύος

Η διαδρομή ισχύος είναι η διαδρομή λειτουργίας του κινητήρα κατά την οποία τα θερμά διαστελλόμενα αέρια αναγκάζουν την κεφαλή του εμβόλου να απομακρυνθεί από την κυλινδροκεφαλή. Η δύναμη του εμβόλου και η επακόλουθη κίνηση μεταδίδονται μέσω της μπιέλας για την εφαρμογή ροπής στον στροφαλοφόρο άξονα. Η εφαρμοζόμενη ροπή ενεργοποιεί την περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα. Η ποσότητα της παραγόμενης ροπής καθορίζεται από την πίεση στο έμβολο, το μέγεθος του εμβόλου και τη διαδρομή του κινητήρα. Κατά τη διάρκεια της διαδρομής ισχύος, και οι δύο βαλβίδες είναι κλειστές.

Διαδρομή εξάτμισης Η διαδρομή εξάτμισης συμβαίνει όταν τα καυσαέρια αποβάλλονται από τον θάλαμο καύσης και απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Η διαδρομή εξαγωγής είναι η τελική διαδρομή και εμφανίζεται όταν ανοίγει η βαλβίδα εξαγωγής και κλείνει η βαλβίδα εισαγωγής. Η κίνηση του εμβόλου διώχνει τα καυσαέρια στην ατμόσφαιρα.

Όταν το έμβολο φτάσει στο κάτω νεκρό σημείο κατά τη διάρκεια της διαδρομής ισχύος, η καύση ολοκληρώνεται και ο κύλινδρος γεμίζει με καυσαέρια. Η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει και η αδράνεια του σφονδύλου και άλλων κινούμενων μερών σπρώχνει το έμβολο πίσω στο νεκρό σημείο, αναγκάζοντας τα καυσαέρια να εκκενωθούν μέσω της ανοιχτής βαλβίδας εξαγωγής. Στο τέλος της διαδρομής της εξάτμισης, το έμβολο βρίσκεται στο πάνω νεκρό σημείο και ολοκληρώνεται ένας κύκλος εργασίας.