¿Cuáles son los cuatro tiempos de un motor de cuatro tiempos?

¿Cuáles son los cuatro tiempos de un motor de cuatro tiempos?

Un motor de ciclo de cuatro tiempos Es un motor de combustión interna que utiliza cuatro carreras de pistón diferentes (admisión, compresión, potencia y escape) para completar un ciclo de trabajo. El pistón completa dos carreras completas en el cilindro para completar un ciclo de trabajo. Un ciclo de trabajo requiere que el cigüeñal gire dos veces, es decir, 720°.

Los motores de ciclo de cuatro tiempos son el tipo más común de Motor pequeños. Un motor de cuatro tiempos completa cinco tiempos en un ciclo de trabajo, incluyendo la carrera de admisión, la carrera de compresión, la carrera de encendido, la carrera de potencia y la carrera de escape.

Carrera de admisión

El evento de admisión se refiere al momento en que se introduce la mezcla aire-combustible para llenar la cámara de combustión. Un evento de admisión ocurre cuando el pistón se mueve del punto muerto superior al punto muerto inferior y la válvula de admisión se abre. El movimiento del pistón hacia el punto muerto inferior crea una baja presión en el cilindro. La presión atmosférica ambiental fuerza la mezcla aire-combustible hacia el cilindro a través de la válvula de admisión abierta para llenar el área de baja presión creada por el movimiento del pistón. El cilindro continúa llenándose ligeramente más allá del punto muerto inferior a medida que la mezcla aire-combustible continúa fluyendo por su propia inercia y el pistón comienza a cambiar de dirección. Después del punto muerto inferior (PMI), la válvula de admisión permanece abierta durante algunos grados de rotación del cigüeñal. Depende del diseño del motor. La válvula de admisión luego se cierra y la mezcla aire-combustible queda sellada dentro del cilindro.

Carrera de compresión: La carrera de compresión es el tiempo que la mezcla de aire y combustible atrapada se comprime dentro del cilindro. La cámara de combustión está sellada para crear una carga. La carga es el volumen de la mezcla de aire y combustible comprimida dentro de la cámara de combustión, lista para la ignición. Al comprimir la mezcla de aire y combustible, se libera más energía durante la ignición. Las válvulas de admisión y escape deben estar cerradas para asegurar el sellado del cilindro y proporcionar compresión. La compresión es el proceso de reducir o comprimir la carga en la cámara de combustión de un volumen grande a uno más pequeño. El volante de inercia ayuda a mantener el impulso necesario para comprimir la carga.

Cuando el pistón de un motor comprime la carga, el aumento de la fuerza de compresión, proporcionado por el trabajo realizado por el pistón, genera calor. La compresión y el calentamiento del vapor de aire y combustible en la carga aumentan la temperatura de la carga y la vaporización del combustible. Este aumento de temperatura se produce de manera uniforme en toda la cámara de combustión para acelerar la combustión (oxidación del combustible) tras la ignición.

La vaporización del combustible aumenta cuando las pequeñas gotas se vaporizan más completamente debido al calor generado. La mayor superficie de las gotas expuestas a la llama de ignición permite una combustión más completa de la carga en la cámara de combustión. Solo el vapor de gasolina se encenderá. Esta mayor superficie de las gotas hace que la gasolina libere más vapor en lugar de permanecer líquida.

Cuanto más se comprimen las moléculas de vapor cargadas, más energía se obtiene del proceso de combustión. La energía necesaria para comprimir la carga es mucho menor que la ganancia de fuerza producida durante la combustión. Por ejemplo, en un motor pequeño típico, la energía necesaria para comprimir la carga es solo una cuarta parte de la energía producida durante la combustión.

La relación de compresión de un motor es la comparación del volumen de la cámara de combustión cuando el pistón está en el punto muerto inferior con el volumen de la cámara de combustión cuando el pistón está en el punto muerto superior. Esta área, combinada con el diseño y el estilo de la cámara de combustión, determina la relación de compresión. Motor de gasolinaLos motores suelen tener una relación de compresión de 6:1 a 10:1. Cuanto mayor sea la relación de compresión, mayor será la eficiencia de combustible del motor. Una relación de compresión más alta suele aumentar significativamente la presión de combustión o la fuerza que actúa sobre el pistón. Sin embargo, una relación de compresión más alta aumenta el esfuerzo que requiere el operador para arrancar el motor. Algunos motores pequeños cuentan con sistemas que alivian la presión durante la compresión para reducir el esfuerzo que requiere el operador al arrancar el motor.

Un evento de ignición (combustión) ocurre cuando una carga se enciende y se oxida rápidamente mediante una reacción química, liberando energía térmica. La combustión es una reacción química oxidativa rápida en la que el combustible se combina químicamente con el oxígeno atmosférico y libera energía en forma de calor.

Una combustión adecuada implica un tiempo breve pero limitado en el que la llama se extiende por toda la cámara de combustión. La chispa en la bujía inicia la combustión cuando el cigüeñal gira aproximadamente 20° antes del punto muerto superior. El oxígeno atmosférico y el vapor de combustible son consumidos por el frente de llama que avanza. El frente de llama es la pared que separa la carga de los subproductos de la combustión. El frente de llama atraviesa la cámara de combustión hasta que se quema toda la carga.

carrera de potencia

La carrera de potencia es la carrera de funcionamiento del motor en la que los gases calientes en expansión separan la cabeza del pistón de la culata. La fuerza del pistón y el movimiento subsiguiente se transmiten a través de la biela para aplicar par al cigüeñal. El par aplicado inicia la rotación del cigüeñal. La cantidad de par producida depende de la presión sobre el pistón, su tamaño y la carrera del motor. Durante la carrera de potencia, ambas válvulas están cerradas.

Carrera de escape. La carrera de escape se produce cuando los gases de escape se expulsan de la cámara de combustión y se liberan a la atmósfera. La carrera de escape es la última y ocurre cuando la válvula de escape se abre y la válvula de admisión se cierra. El movimiento del pistón expulsa los gases de escape a la atmósfera.

Cuando el pistón alcanza el punto muerto inferior durante la carrera de potencia, la combustión se completa y el cilindro se llena de gases de escape. La válvula de escape se abre, y la inercia del volante y otras piezas móviles empuja el pistón de vuelta al punto muerto superior, forzando la descarga de los gases de escape a través de la válvula de escape abierta. Al final de la carrera de escape, el pistón se encuentra en el punto muerto superior y se completa un ciclo de trabajo.