Aké sú štyri takty štvortaktného motora?

Aké sú štyri takty štvortaktného motora?

Štvortaktný motorje spaľovací motor, ktorý využíva štyri rôzne zdvihy piestu (nasávanie, kompresiu, výkon a výfuk) na dokončenie pracovného cyklu. Piest vykoná dva úplné zdvihy vo valci na dokončenie pracovného cyklu. Jeden pracovný cyklus vyžaduje, aby sa kľukový hriadeľ otočil dvakrát, teda o 720°.

Štvortaktné motory sú najbežnejším typom malých motorov. Štvortaktný motor vykoná päť zdvihov v jednom pracovnom cykle vrátane sacieho zdvihu, kompresného zdvihu, zdvihu zapaľovania, zdvihu výkonu a zdvihu výfuku.

Nasávací zdvih

Udalosť nasávania sa vzťahuje na čas, keď sa zmes vzduchu a paliva zavádza do spaľovacej komory. Udalosť nasávania nastane, keď sa piest pohybuje z hornej úvrati do dolnej úvrati a sací ventil sa otvorí. Pohyb piestu smerom k dolnej úvrati vytvára nízky tlak vo valci. Okolitý atmosférický tlak tlačí zmes vzduchu a paliva do valca cez otvorený sací ventil, aby vyplnil nízkotlakovú oblasť vytvorenú pohybom piestu. Valec pokračuje v plnení mierne za spodnú úvrať, pretože zmes vzduchu a paliva pokračuje v prúdení vlastnou zotrvačnosťou a piest začína meniť smer. Po BDC zostáva sací ventil otvorený počas niekoľkých stupňov otáčania kľukového hriadeľa. Závisí od konštrukcie motora. Nasávací ventil sa potom uzavrie a zmes vzduchu a paliva sa utesní vo valci.

Kompresný zdvih Kompresný zdvih je čas, počas ktorého je zachytená zmes vzduchu a paliva stlačená vo valci. Spaľovacia komora je utesnená, aby sa vytvorila náplň. Náplň je objem zmesi stlačeného vzduchu a paliva vo vnútri spaľovacej komory pripravený na zapálenie. Stláčaním zmesi vzduch-palivo sa pri zapaľovaní uvoľňuje viac energie. Nasávacie a výfukové ventily musia byť uzavreté, aby sa zabezpečilo utesnenie valca, aby sa zabezpečila kompresia. Kompresia je proces znižovania alebo stláčania náplne v spaľovacej komore z veľkého objemu na menší objem. Zotrvačník pomáha udržiavať hybnosť potrebnú na stlačenie náboja.

Keď piest motora stláča náplň, zvýšenie kompresnej sily, ktorú poskytuje práca vykonaná piestom, vedie k tvorbe tepla. Stláčanie a zahrievanie pary vzduch-palivo v náplni má za následok zvýšenie teploty náplne a zvýšené vyparovanie paliva. K zvýšeniu teploty náplne dochádza rovnomerne v celej spaľovacej komore, aby sa po zapálení dosiahlo rýchlejšie spaľovanie (oxidácia paliva).

Vyparovanie paliva sa zvyšuje, keď sa malé kvapôčky paliva vyparujú úplnejšie v dôsledku generovaného tepla. Zväčšená plocha kvapôčok vystavených zápalnému plameňu umožňuje dokonalejšie spálenie náplne v spaľovacej komore. Vznietia sa iba benzínové výpary. Zväčšený povrch kvapôčok spôsobuje, že benzín namiesto zostávajúcej kvapaliny uvoľňuje viac pary.

Čím viac sú nabité molekuly pary stlačené, tým viac energie sa získa z procesu spaľovania. Energia potrebná na stlačenie náplne je oveľa menšia ako prírastok sily vznikajúci pri spaľovaní. Napríklad v typickom malom motore je energia potrebná na stlačenie náplne iba jedna štvrtina energie vyrobenej počas spaľovania.

Kompresný pomer motora je porovnanie objemu spaľovacej komory, keď je piest v dolnej úvrati, s objemom spaľovacej komory, keď je piest v hornej úvrati. Táto oblasť v kombinácii s dizajnom a štýlom spaľovacej komory určuje kompresný pomer. Benzínové motory majú zvyčajne kompresný pomer 6:1 až 10:1. Čím vyšší je kompresný pomer, tým je motor úspornejší. Vyšší kompresný pomer zvyčajne výrazne zvyšuje spaľovací tlak alebo silu pôsobiacu na piest. Vyšší kompresný pomer však zvyšuje námahu, ktorú potrebuje obsluha na naštartovanie motora. Niektoré malé motory majú systémy, ktoré uvoľňujú tlak počas kompresného zdvihu, aby sa znížila námaha, ktorú vyžaduje obsluha pri štartovaní motora.

vznietenie K vznieteniu (vznieteniu) dochádza, keď sa náboj zapáli a rýchlo oxiduje chemickou reakciou za uvoľnenia tepelnej energie. Spaľovanie je rýchla oxidačná chemická reakcia, pri ktorej sa palivo chemicky spája so vzdušným kyslíkom a uvoľňuje energiu vo forme tepla.

Správne spaľovanie zahŕňa krátky, ale obmedzený čas, počas ktorého sa plameň šíri po celej spaľovacej komore. Iskra na sviečke začne horieť, keď sa kľukový hriadeľ otočí približne o 20° pred hornou úvraťou. Atmosférický kyslík a palivové výpary sú spotrebované postupujúcim čelom plameňa. Čelo plameňa je hraničná stena, ktorá oddeľuje náplň od vedľajších produktov spaľovania. Čelo plameňa prechádza cez spaľovaciu komoru, až kým sa nespáli celá náplň.

silový zdvih

Výkonový zdvih je pracovný zdvih motora, pri ktorom horúce expandujúce plyny odtláčajú hlavu piestu od hlavy valca. Sila piesta a následný pohyb sa prenáša cez ojnicu na aplikovanie krútiaceho momentu na kľukový hriadeľ. Aplikovaný krútiaci moment iniciuje otáčanie kľukového hriadeľa. Veľkosť produkovaného krútiaceho momentu je určená tlakom na piest, veľkosťou piesta a zdvihom motora. Počas elektrického zdvihu sú oba ventily zatvorené.

Výfukový zdvih Výfukový zdvih nastáva, keď sú výfukové plyny vytlačené zo spaľovacej komory a uvoľnené do atmosféry. Výfukový zdvih je konečný zdvih a nastáva, keď sa výfukový ventil otvára a sací ventil zatvára. Pohyb piestu vytláča výfukové plyny do atmosféry.

Keď piest dosiahne spodnú úvrať počas pracovného zdvihu, spaľovanie je dokončené a valec je naplnený výfukovými plynmi. Výfukový ventil sa otvorí a zotrvačnosť zotrvačníka a iných pohyblivých častí tlačí piest späť do hornej úvrati, čím núti výfukové plyny vypúšťať cez otvorený výfukový ventil. Na konci výfukového zdvihu je piest v hornej úvrati a pracovný cyklus je ukončený.