Hvad er de fire taktslag i en firetaktsmotor?

Hvad er de fire taktslag i en firetaktsmotor?

En firetaktsmotor er en forbrændingsmotor, der bruger fire forskellige stempelslag (indsugnings-, kompressions-, kraft- og udstødningsslag) til at fuldføre en arbejdscyklus. Stemplet fuldfører to komplette slag i cylinderen for at fuldføre en arbejdscyklus. En arbejdscyklus kræver, at krumtapakslen roterer to gange, det vil sige 720°.

Firetaktsmotorer er den mest almindelige type Lille motors. En firetaktsmotor gennemfører fem slag i én arbejdscyklus, inklusive indsugningsslag, kompressionsslag, tændingsslag, arbejdsslag og udstødningsslag.

Indsugningsslag

Indsugningshændelsen refererer til det tidspunkt, hvor luft-brændstofblandingen indføres for at fylde forbrændingskammeret. En indsugningshændelse opstår, når stemplet bevæger sig fra øverste dødpunkt til nederste dødpunkt, og indsugningsventilen åbner. Stemplets bevægelse mod nederste dødpunkt skaber et lavt tryk i cylinderen. Det omgivende atmosfæriske tryk tvinger luft-brændstofblandingen ind i cylinderen gennem den åbne indsugningsventil for at fylde det lavtryksområde, der skabes af stemplets bevægelse. Cylinderen fortsætter med at fyldes lidt ud over nederste dødpunkt, da luft-brændstofblandingen fortsætter med at strømme af sin egen inerti, og stemplet begynder at ændre retning. Efter BDC forbliver indsugningsventilen åben i et par graders krumtapakslens rotation. Afhænger af motordesignet. Indsugningsventilen lukker derefter, og luft-brændstofblandingen forsegles inde i cylinderen.

KompressionsslagetKompressionsslaget er den tid, hvor den indespærrede luft-brændstofblanding komprimeres i cylinderen. Forbrændingskammeret er forseglet for at skabe en ladning. Ladning er volumenet af trykluft-brændstofblandingen inde i forbrændingskammeret, klar til antændelse. Komprimering af luft-brændstofblandingen frigiver mere energi under antændelsen. Indsugnings- og udstødningsventilerne skal være lukkede for at sikre, at cylinderen er forseglet for at give kompression. Kompression er processen med at reducere eller presse ladningen i forbrændingskammeret fra et stort volumen til et mindre volumen. Svinghjulet hjælper med at opretholde den nødvendige momentum til at komprimere ladningen.

Når et motors stempel komprimerer ladningen, resulterer stigningen i kompressionskraften, som stemplet udfører, i varmegenerering. Kompression og opvarmning af luft-brændstofdampen i ladningen resulterer i øget ladningstemperatur og øget brændstoffordampning. Stigningen i ladningstemperatur sker jævnt i hele forbrændingskammeret for at producere hurtigere forbrænding (brændstofoxidation) efter antændelse.

Brændstoffordampningen øges, når små brændstofdråber fordamper mere fuldstændigt på grund af den genererede varme. Det øgede overfladeareal af dråberne, der udsættes for antændelsesflammen, muliggør en mere fuldstændig forbrænding af ladningen i forbrændingskammeret. Kun benzindamp vil antændes. Det øgede overfladeareal af dråberne får benzinen til at frigive mere damp i stedet for at forblive flydende.

Jo mere de ladede dampmolekyler komprimeres, desto mere energi opnås fra forbrændingsprocessen. Den energi, der kræves for at komprimere ladningen, er meget mindre end den kraftforøgelse, der produceres under forbrændingen. For eksempel er den energi, der kræves for at komprimere ladningen i en typisk lille motor, kun en fjerdedel af den energi, der produceres under forbrænding.

En motors kompressionsforhold er sammenligningen af ​​forbrændingskammerets volumen, når stemplet er i nederste dødpunkt, med forbrændingskammerets volumen, når stemplet er i øverste dødpunkt. Dette område, kombineret med forbrændingskammerets design og stil, bestemmer kompressionsforholdet. Benzinmotors har typisk et kompressionsforhold på 6 til 1 til 10 til 1. Jo højere kompressionsforholdet er, desto mere brændstofeffektiv er motoren. Et højere kompressionsforhold øger normalt forbrændingstrykket eller den kraft, der virker på stemplet, betydeligt. Et højere kompressionsforhold øger dog den indsats, som føreren kræver for at starte motoren. Nogle små motorer har systemer, der letter trykket under kompressionsslaget for at reducere den indsats, som føreren kræver ved start af motoren.

En antændelseshændelse (forbrænding) opstår, når en ladning antændes og hurtigt oxideres gennem en kemisk reaktion for at frigive termisk energi. Forbrænding er en hurtig oxidativ kemisk reaktion, hvor brændstof kemisk kombineres med atmosfærisk ilt og frigiver energi i form af varme.

Korrekt forbrænding involverer en kort, men begrænset tid, hvor flammen spredes i hele forbrændingskammeret. Gnisten ved tændrøret begynder forbrændingen, når krumtapakslen roterer cirka 20° før øverste dødpunkt. Atmosfærisk ilt og brændstofdamp forbruges af den fremadskridende flammefront. Flammefronten er den grænsevæg, der adskiller ladningen fra forbrændingsbiprodukterne. Flammefronten passerer gennem forbrændingskammeret, indtil hele ladningen er brændt.

magtslag

Arbejdsslaget er motorens driftsslag, hvor varme, ekspanderende gasser tvinger stempelhovedet væk fra cylinderhovedet. Stempelkraften og den efterfølgende bevægelse overføres gennem plejlstangen for at påføre drejningsmoment på krumtapakslen. Det påførte drejningsmoment initierer rotation af krumtapakslen. Mængden af ​​produceret drejningsmoment bestemmes af trykket på stemplet, stemplets størrelse og motorens slaglængde. Under arbejdsslaget er begge ventiler lukkede.

UdstødningsslagetUdstødningsslaget opstår, når udstødningsgasser udstødes fra forbrændingskammeret og frigives til atmosfæren. Udstødningsslaget er det sidste slag og opstår, når udstødningsventilen åbner og indsugningsventilen lukker. Stemplets bevægelse udstøder udstødningsgasserne til atmosfæren.

Når stemplet når det nederste dødpunkt under arbejdsslaget, er forbrændingen fuldført, og cylinderen er fyldt med udstødningsgasser. Udstødningsventilen åbner, og inertien i svinghjulet og andre bevægelige dele skubber stemplet tilbage til det øverste dødpunkt, hvilket tvinger udstødningsgasserne til at blive udledt gennem den åbne udstødningsventil. Ved slutningen af ​​udstødningsslaget er stemplet i det øverste dødpunkt, og en arbejdscyklus er afsluttet.