Vilka är de fyra takterna för en fyrtaktsmotor?

Vilka är de fyra takterna för en fyrtaktsmotor?

En fyrtaktsmotorär en förbränningsmotor som använder fyra olika kolvslag (intag, kompression, kraft och avgas) för att slutföra en arbetscykel. Kolven genomför två fullständiga slag i cylindern för att slutföra en arbetscykel. En arbetscykel kräver att vevaxeln roterar två gånger, det vill säga 720°.

Fyrtaktsmotorer är den vanligaste typen av små motorer. En fyrtaktsmotor fullföljer fem slag i en arbetscykel, inklusive insugningstakten, kompressionstakten, tändningstakten, krafttakten och avgastakten.

Intagsslag

Intagshändelsen hänvisar till den tidpunkt då luft-bränsleblandningen införs för att fylla förbränningskammaren. En insugningshändelse inträffar när kolven rör sig från övre dödpunkten till nedre dödpunkten och insugningsventilen öppnar. Kolvens rörelse mot nedre dödpunkten skapar ett lågt tryck i cylindern. Omgivande atmosfärstryck tvingar luft-bränsleblandningen in i cylindern genom den öppna insugningsventilen för att fylla lågtrycksområdet som skapas av kolvens rörelse. Cylindern fortsätter att fyllas något bortom nedre dödpunkten när luft-bränsleblandningen fortsätter att flöda med sin egen tröghet och kolven börjar ändra riktning. Efter BDC förblir insugningsventilen öppen under några graders vevaxelrotation. Beror på motorns design. Insugningsventilen stängs sedan och luft-bränsleblandningen tätas inuti cylindern.

KompressionstaktKompressionsslaget är den tid då den instängda luft-bränsleblandningen komprimeras i cylindern. Förbränningskammaren är förseglad för att skapa en laddning. Laddning är volymen av tryckluft-bränsleblandning inuti förbränningskammaren redo för antändning. Att komprimera luft-bränsleblandningen frigör mer energi under tändningen. Inlopps- och avgasventilerna måste vara stängda för att säkerställa att cylindern är tätad för att ge kompression. Kompression är processen att reducera eller pressa laddningen i förbränningskammaren från en stor volym till en mindre volym. Svänghjulet hjälper till att bibehålla det momentum som behövs för att komprimera laddningen.

När en motors kolv komprimerar laddningen resulterar ökningen i kompressionskraft som tillhandahålls av det arbete som utförs av kolven i generering av värme. Kompression och uppvärmning av luft-bränsleångan i laddningen resulterar i ökad laddningstemperatur och ökad bränsleförångning. Ökningen av laddningstemperaturen sker jämnt i hela förbränningskammaren för att ge snabbare förbränning (bränsleoxidation) efter antändning.

Bränsleförångningen ökar när små bränsledroppar förångas mer fullständigt på grund av den värme som genereras. Den ökade ytan på de droppar som exponeras för antändningsflamman möjliggör en mer fullständig förbränning av laddningen i förbränningskammaren. Endast bensinånga kommer att antändas. Den ökade ytan på dropparna gör att bensinen släpper ut mer ånga istället för att bli kvar vätska.

Ju mer de laddade ångmolekylerna komprimeras, desto mer energi erhålls från förbränningsprocessen. Energin som krävs för att komprimera laddningen är mycket mindre än den kraftförstärkning som produceras vid förbränning. Till exempel, i en typisk liten motor är energin som krävs för att komprimera laddningen bara en fjärdedel av den energi som produceras under förbränning.

Kompressionsförhållandet för en motor är jämförelsen av förbränningskammarvolymen när kolven är vid nedre dödpunkten med förbränningskammarvolymen när kolven är vid övre dödpunkten. Detta område, i kombination med designen och stilen på förbränningskammaren, bestämmer kompressionsförhållandet. Bensinmotorer har vanligtvis ett kompressionsförhållande på 6 till 1 till 10 till 1. Ju högre kompressionsförhållande desto mer bränsleeffektiv är motorn. Ett högre kompressionsförhållande ökar vanligtvis avsevärt förbränningstrycket eller kraften som verkar på kolven. Ett högre kompressionsförhållande ökar dock den ansträngning som krävs av föraren för att starta motorn. Vissa små motorer har system som avlastar trycket under kompressionsslaget för att minska ansträngningen som krävs av föraren när motorn startas.

antändningshändelseEn antändningshändelse (förbränning) inträffar när en laddning antänds och snabbt oxideras genom en kemisk reaktion för att frigöra termisk energi. Förbränning är en snabb oxidativ kemisk reaktion där bränsle kemiskt kombineras med atmosfäriskt syre och frigör energi i form av värme.

Korrekt förbränning innebär en kort men begränsad tid under vilken lågan sprids över hela förbränningskammaren. Gnistan vid tändstiftet börjar förbrännas när vevaxeln roterar cirka 20° före övre dödpunkten. Atmosfäriskt syre och bränsleånga förbrukas av den framryckande flamfronten. Flamfronten är gränsväggen som skiljer laddningen från förbränningsbiprodukterna. Flamfronten passerar genom förbränningskammaren tills hela laddningen är förbränd.

kraftslag

Kraftslaget är motorns driftslag i vilket heta expanderande gaser tvingar kolvhuvudet bort från cylinderhuvudet. Kolvkraften och efterföljande rörelse överförs genom vevstaken för att applicera vridmoment på vevaxeln. Det applicerade vridmomentet initierar rotation av vevaxeln. Mängden producerat vridmoment bestäms av trycket på kolven, storleken på kolven och motorns slaglängd. Under kraftslaget är båda ventilerna stängda.

Avgasslag Avgasslaget uppstår när avgaser drivs ut från förbränningskammaren och släpps ut i atmosfären. Avgasslaget är det sista slaget och inträffar när avgasventilen öppnar och insugningsventilen stänger. Kolvens rörelse driver ut avgaserna i atmosfären.

När kolven når nedre dödpunkten under kraftslaget är förbränningen klar och cylindern fylls med avgaser. Avgasventilen öppnas, och svänghjulets och andra rörliga delars tröghet trycker tillbaka kolven till övre dödpunkten, vilket tvingar avgaserna att släppas ut genom den öppna avgasventilen. Vid slutet av avgasslaget är kolven i övre dödpunkten och en arbetscykel är klar.