Bốn thì của động cơ bốn thì là gì?

Bốn thì của động cơ bốn thì là gì?

Một động cơ chu kỳ bốn kỳlà động cơ đốt trong sử dụng bốn hành trình piston khác nhau (nạp, nén, công suất và xả) để hoàn thành một chu trình làm việc. Pít-tông hoàn thành hai hành trình hoàn chỉnh trong xi-lanh để hoàn thành một chu trình làm việc. Một chu trình làm việc yêu cầu trục khuỷu quay hai lần, tức là 720°.

Động cơ chu kỳ bốn thì là loại động cơ nhỏ phổ biến nhất. Động cơ bốn thì thực hiện năm kỳ trong một chu trình làm việc, bao gồm kỳ nạp, kỳ nén, kỳ đánh lửa, kỳ công suất và kỳ xả.

Đột quỵ nạp

Sự kiện nạp đề cập đến thời điểm hỗn hợp nhiên liệu không khí được đưa vào để lấp đầy buồng đốt. Sự kiện nạp xảy ra khi piston di chuyển từ điểm chết trên đến điểm chết dưới và van nạp mở ra. Sự chuyển động của piston về điểm chết dưới tạo ra áp suất thấp trong xi lanh. Áp suất khí quyển xung quanh ép hỗn hợp không khí-nhiên liệu vào xi lanh thông qua van nạp mở để lấp đầy vùng áp suất thấp được tạo ra bởi chuyển động của piston. Xy lanh tiếp tục lấp đầy hơi xa hơn điểm chết dưới khi hỗn hợp nhiên liệu-không khí tiếp tục chảy với quán tính riêng của nó và piston bắt đầu đổi hướng. Sau BDC, van nạp vẫn mở khi trục khuỷu quay vài độ. Phụ thuộc vào thiết kế động cơ. Van nạp sau đó đóng lại và hỗn hợp không khí-nhiên liệu được làm kín trong xi lanh.

Hành trình nén Hành trình nén là thời gian hỗn hợp không khí-nhiên liệu bị giữ lại được nén trong xi lanh. Buồng đốt được bịt kín để tạo ra điện tích. Điện tích là thể tích hỗn hợp nhiên liệu-không khí nén bên trong buồng cháy sẵn sàng bốc cháy. Việc nén hỗn hợp không khí-nhiên liệu sẽ giải phóng nhiều năng lượng hơn trong quá trình đánh lửa. Các van nạp và xả phải được đóng lại để đảm bảo xi lanh được bịt kín để tạo ra lực nén. Nén là quá trình giảm hoặc ép điện tích trong buồng đốt từ thể tích lớn xuống thể tích nhỏ hơn. Bánh đà giúp duy trì động lượng cần thiết để nén điện tích.

Khi pít-tông của động cơ nén điện tích, lực nén tăng lên do công do pít-tông thực hiện sẽ dẫn đến sinh nhiệt. Việc nén và làm nóng hơi nhiên liệu không khí trong quá trình nạp làm tăng nhiệt độ nạp và tăng khả năng bay hơi của nhiên liệu. Sự tăng nhiệt độ nạp xảy ra đồng đều khắp buồng đốt tạo ra quá trình đốt cháy nhanh hơn (oxy hóa nhiên liệu) sau khi đánh lửa.

Sự bay hơi của nhiên liệu tăng lên khi những giọt nhiên liệu nhỏ bay hơi hoàn toàn hơn do nhiệt sinh ra. Diện tích bề mặt tăng lên của các giọt tiếp xúc với ngọn lửa đánh lửa cho phép quá trình đốt cháy điện tích trong buồng đốt hoàn toàn hơn. Chỉ có hơi xăng mới bốc cháy. Diện tích bề mặt của các giọt tăng lên khiến xăng thoát ra nhiều hơi hơn thay vì chất lỏng còn lại.

Càng nén nhiều phân tử hơi tích điện thì quá trình đốt cháy càng thu được nhiều năng lượng. Năng lượng cần thiết để nén điện tích nhỏ hơn nhiều so với lực tăng thêm trong quá trình đốt cháy. Ví dụ, trong một động cơ nhỏ điển hình, năng lượng cần thiết để nén điện tích chỉ bằng 1/4 năng lượng tạo ra trong quá trình đốt cháy.

Tỉ số nén của động cơ là sự so sánh thể tích buồng cháy khi piston ở điểm chết dưới với thể tích buồng cháy khi piston ở điểm chết trên. Khu vực này kết hợp với thiết kế và kiểu dáng của buồng đốt quyết định tỷ số nén. Động cơ xăng thường có tỷ số nén từ 6 đến 1 đến 10 đến 1. Tỷ số nén càng cao thì động cơ càng tiết kiệm nhiên liệu. Tỷ số nén cao hơn thường làm tăng đáng kể áp suất đốt hoặc lực tác dụng lên piston. Tuy nhiên, tỷ số nén cao hơn sẽ làm tăng lực mà người vận hành cần để khởi động động cơ. Một số động cơ nhỏ có hệ thống giảm áp suất trong hành trình nén để giảm bớt sức lực mà người vận hành yêu cầu khi khởi động động cơ.

sự kiện đánh lửaSự kiện đánh lửa (cháy) xảy ra khi một điện tích bốc cháy và bị oxy hóa nhanh chóng thông qua phản ứng hóa học để giải phóng năng lượng nhiệt. Đốt cháy là một phản ứng hóa học oxy hóa nhanh trong đó nhiên liệu kết hợp hóa học với oxy trong khí quyển và giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

Quá trình đốt cháy thích hợp bao gồm một khoảng thời gian ngắn nhưng có giới hạn trong đó ngọn lửa được lan truyền khắp buồng đốt. Tia lửa ở bugi bắt đầu cháy khi trục khuỷu quay khoảng 20° trước điểm chết trên. Oxy trong khí quyển và hơi nhiên liệu được tiêu thụ bởi mặt trước của ngọn lửa đang tiến tới. Mặt trước ngọn lửa là bức tường ranh giới ngăn cách điện tích với các sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy. Mặt trước ngọn lửa đi qua buồng đốt cho đến khi đốt cháy toàn bộ điện tích.

đột quỵ mạnh mẽ

Hành trình công suất là hành trình vận hành động cơ trong đó khí giãn nở nóng đẩy đầu piston ra khỏi đầu xi lanh. Lực piston và chuyển động tiếp theo được truyền qua thanh kết nối để tác dụng mô men xoắn lên trục khuỷu. Mô-men xoắn tác dụng bắt đầu quay trục khuỷu. Lượng mô-men xoắn được tạo ra được xác định bởi áp suất lên piston, kích thước của piston và hành trình của động cơ. Trong quá trình cấp điện, cả hai van đều đóng.

Kỳ xả Kỳ xả xảy ra khi khí thải được đẩy ra khỏi buồng đốt và thải vào khí quyển. Hành trình xả là hành trình cuối cùng và xảy ra khi xupáp xả mở ra và xupáp nạp đóng lại. Chuyển động của piston đẩy khí thải vào khí quyển.

Khi piston chạm tới điểm chết dưới trong quá trình truyền công suất, quá trình đốt cháy hoàn tất và xi lanh chứa đầy khí thải. Van xả mở ra, quán tính của bánh đà và các bộ phận chuyển động khác sẽ đẩy piston trở lại điểm chết trên, buộc khí thải thoát ra ngoài qua van xả mở. Khi kết thúc hành trình xả, piston ở điểm chết trên và một chu trình làm việc hoàn thành.