Wat zijn de vier slagen van een viertaktmotor?

Wat zijn de vier slagen van een viertaktmotor?

Een viertaktmotoris een verbrandingsmotor die vier verschillende zuigerslagen gebruikt (inlaat, compressie, kracht en uitlaat) om een ​​werkcyclus te voltooien. De zuiger voltooit twee volledige slagen in de cilinder om een ​​werkcyclus te voltooien. Voor één arbeidscyclus moet de krukas tweemaal roteren, dat wil zeggen 720°.

Viertaktmotoren zijn het meest voorkomende type kleine motoren. Een viertaktmotor voltooit vijf slagen in één werkcyclus, inclusief de inlaatslag, compressieslag, ontstekingsslag, arbeidsslag en uitlaatslag.

Inlaatslag

De inlaatgebeurtenis verwijst naar het tijdstip waarop het lucht-brandstofmengsel wordt geïntroduceerd om de verbrandingskamer te vullen. Er vindt een inlaatgebeurtenis plaats wanneer de zuiger van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt beweegt en de inlaatklep opent. De beweging van de zuiger naar het onderste dode punt zorgt voor een lage druk in de cilinder. De atmosferische omgevingsdruk dwingt het lucht-brandstofmengsel via de open inlaatklep de cilinder in om het lagedrukgebied te vullen dat ontstaat door de beweging van de zuiger. De cilinder blijft iets voorbij het onderste dode punt vullen terwijl het lucht-brandstofmengsel met zijn eigen traagheid blijft stromen en de zuiger van richting begint te veranderen. Na BDC blijft de inlaatklep enkele graden krukasrotatie open. Afhankelijk van het motorontwerp. De inlaatklep sluit dan en het lucht-brandstofmengsel wordt opgesloten in de cilinder.

Compressieslag De compressieslag is de tijd dat het opgesloten lucht-brandstofmengsel in de cilinder wordt gecomprimeerd. De verbrandingskamer is afgesloten om een ​​lading te creëren. De lading is het volume gecomprimeerd lucht-brandstofmengsel in de verbrandingskamer, klaar voor ontsteking. Door het lucht-brandstofmengsel te comprimeren, komt er meer energie vrij tijdens de ontsteking. De inlaat- en uitlaatkleppen moeten gesloten zijn om ervoor te zorgen dat de cilinder afgedicht is en voor compressie zorgt. Compressie is het proces waarbij de lading in de verbrandingskamer wordt verminderd of samengedrukt van een groot volume naar een kleiner volume. Het vliegwiel helpt het momentum te behouden dat nodig is om de lading te comprimeren.

Wanneer de zuiger van een motor de lading comprimeert, resulteert de toename van de compressiekracht die wordt geleverd door de arbeid die door de zuiger wordt verricht, in het genereren van warmte. Compressie en verwarming van de lucht-brandstofdamp in de lading resulteert in een hogere temperatuur van de lading en een grotere verdamping van de brandstof. De stijging van de laadtemperatuur vindt gelijkmatig in de verbrandingskamer plaats, waardoor na ontsteking een snellere verbranding (brandstofoxidatie) ontstaat.

De brandstofverdamping neemt toe wanneer kleine brandstofdruppeltjes vollediger verdampen als gevolg van de gegenereerde warmte. Het grotere oppervlak van de druppels die worden blootgesteld aan de ontstekingsvlam zorgt voor een vollediger verbranding van de lading in de verbrandingskamer. Alleen benzinedamp zal ontbranden. Het grotere oppervlak van de druppels zorgt ervoor dat de benzine meer damp vrijgeeft in plaats van vloeibaar blijft.

Hoe meer de geladen dampmoleculen worden gecomprimeerd, hoe meer energie er wordt gewonnen uit het verbrandingsproces. De energie die nodig is om de lading te comprimeren is veel minder dan de krachtwinst die tijdens de verbranding wordt geproduceerd. In een typische kleine motor is de energie die nodig is om de lading te comprimeren bijvoorbeeld slechts een kwart van de energie die wordt geproduceerd tijdens de verbranding.

De compressieverhouding van een motor is de vergelijking van het volume van de verbrandingskamer wanneer de zuiger zich in het onderste dode punt bevindt, met het volume van de verbrandingskamer wanneer de zuiger zich in het bovenste dode punt bevindt. Dit gebied, gecombineerd met het ontwerp en de stijl van de verbrandingskamer, bepaalt de compressieverhouding. Benzinemotoren hebben doorgaans een compressieverhouding van 6 op 1 tot 10 op 1. Hoe hoger de compressieverhouding, hoe zuiniger de motor is. Een hogere compressieverhouding verhoogt doorgaans aanzienlijk de verbrandingsdruk of de kracht die op de zuiger inwerkt. Een hogere compressieverhouding verhoogt echter de inspanning die de bestuurder nodig heeft om de motor te starten. Sommige kleine motoren hebben systemen die de druk ontlasten tijdens de compressieslag om de inspanning die de machinist nodig heeft bij het starten van de motor te verminderen.

Ontstekingsgebeurtenis Een ontstekingsgebeurtenis (verbrandingsgebeurtenis) vindt plaats wanneer een lading wordt ontstoken en snel wordt geoxideerd door een chemische reactie, waarbij thermische energie vrijkomt. Verbranding is een snelle oxidatieve chemische reactie waarbij brandstof chemisch wordt gecombineerd met zuurstof uit de lucht en energie vrijkomt in de vorm van warmte.

Voor een goede verbranding is een korte maar beperkte tijd nodig waarin de vlam zich door de verbrandingskamer verspreidt. De vonk bij de bougie begint te ontbranden wanneer de krukas ongeveer 20° vóór het bovenste dode punt draait. Atmosferische zuurstof en brandstofdamp worden verbruikt door het oprukkende vlammenfront. Het vlamfront is de grensmuur die de lading scheidt van de bijproducten van de verbranding. Het vlamfront gaat door de verbrandingskamer totdat de gehele lading is verbrand.

kracht slag

De arbeidsslag is de bedrijfsslag van de motor waarbij hete, uitzettende gassen de zuigerkop van de cilinderkop wegduwen. De zuigerkracht en de daaropvolgende beweging worden via de drijfstang overgebracht om koppel op de krukas uit te oefenen. Het toegepaste koppel initieert de rotatie van de krukas. De hoeveelheid geproduceerd koppel wordt bepaald door de druk op de zuiger, de grootte van de zuiger en de slag van de motor. Tijdens de arbeidsslag zijn beide kleppen gesloten.

UitlaatslagDe uitlaatslag vindt plaats wanneer uitlaatgassen uit de verbrandingskamer worden verdreven en in de atmosfeer terechtkomen. De uitlaatslag is de laatste slag en vindt plaats wanneer de uitlaatklep opent en de inlaatklep sluit. Door de beweging van de zuiger worden de uitlaatgassen in de atmosfeer geblazen.

Wanneer de zuiger tijdens de arbeidsslag het onderste dode punt bereikt, is de verbranding voltooid en is de cilinder gevuld met uitlaatgassen. De uitlaatklep gaat open en de traagheid van het vliegwiel en andere bewegende delen duwt de zuiger terug naar het bovenste dode punt, waardoor de uitlaatgassen via de open uitlaatklep worden afgevoerd. Aan het einde van de uitlaatslag bevindt de zuiger zich in het bovenste dode punt en is een werkcyclus voltooid.