Apa saja empat langkah pada mesin empat langkah?

Apa saja empat langkah pada mesin empat langkah?

Mesin siklus empat langkah Mesin pembakaran internal adalah mesin yang menggunakan empat langkah piston berbeda (pengisapan, kompresi, tenaga, dan pembuangan) untuk menyelesaikan satu siklus kerja. Piston menyelesaikan dua langkah lengkap di dalam silinder untuk menyelesaikan satu siklus kerja. Satu siklus kerja membutuhkan poros engkol untuk berputar dua kali, yaitu 720°.

Mesin siklus empat langkah adalah jenis yang paling umum. Mesin KecilMesin empat langkah menyelesaikan lima langkah dalam satu siklus kerja, termasuk langkah pemasukan, langkah kompresi, langkah pembakaran, langkah tenaga, dan langkah pembuangan.

Langkah hisap

Peristiwa pemasukan mengacu pada waktu ketika campuran udara-bahan bakar dimasukkan untuk mengisi ruang pembakaran. Peristiwa pemasukan terjadi ketika piston bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah dan katup pemasukan terbuka. Pergerakan piston menuju titik mati bawah menciptakan tekanan rendah di dalam silinder. Tekanan atmosfer sekitar memaksa campuran udara-bahan bakar masuk ke dalam silinder melalui katup pemasukan yang terbuka untuk mengisi area bertekanan rendah yang diciptakan oleh pergerakan piston. Silinder terus terisi sedikit melewati titik mati bawah karena campuran udara-bahan bakar terus mengalir dengan inersianya sendiri dan piston mulai mengubah arah. Setelah titik mati bawah, katup pemasukan tetap terbuka selama beberapa derajat putaran poros engkol. Tergantung pada desain mesin. Katup pemasukan kemudian menutup dan campuran udara-bahan bakar disegel di dalam silinder.

Langkah Kompresi Langkah kompresi adalah waktu campuran udara-bahan bakar yang terperangkap dikompresi di dalam silinder. Ruang pembakaran disegel untuk menciptakan muatan. Muatan adalah volume campuran udara-bahan bakar terkompresi di dalam ruang pembakaran yang siap untuk dinyalakan. Mengompresi campuran udara-bahan bakar melepaskan lebih banyak energi selama pembakaran. Katup masuk dan buang harus ditutup untuk memastikan silinder disegel agar terjadi kompresi. Kompresi adalah proses mengurangi atau memeras muatan di ruang pembakaran dari volume besar ke volume yang lebih kecil. Roda gila membantu mempertahankan momentum yang dibutuhkan untuk mengompresi muatan.

Ketika piston mesin menekan campuran bahan bakar dan udara, peningkatan gaya kompresi yang dihasilkan oleh kerja piston menyebabkan timbulnya panas. Kompresi dan pemanasan uap udara-bahan bakar dalam campuran tersebut mengakibatkan peningkatan suhu campuran dan peningkatan penguapan bahan bakar. Peningkatan suhu campuran terjadi secara merata di seluruh ruang bakar untuk menghasilkan pembakaran yang lebih cepat (oksidasi bahan bakar) setelah penyalaan.

Penguapan bahan bakar meningkat ketika tetesan bahan bakar kecil menguap lebih sempurna karena panas yang dihasilkan. Peningkatan luas permukaan tetesan yang terpapar api pembakaran memungkinkan pembakaran muatan yang lebih sempurna di ruang bakar. Hanya uap bensin yang akan terbakar. Peningkatan luas permukaan tetesan menyebabkan bensin melepaskan lebih banyak uap daripada tetap dalam bentuk cair.

Semakin terkompresi molekul uap bermuatan, semakin banyak energi yang diperoleh dari proses pembakaran. Energi yang dibutuhkan untuk mengompresi muatan jauh lebih kecil daripada peningkatan gaya yang dihasilkan selama pembakaran. Misalnya, pada mesin kecil biasa, energi yang dibutuhkan untuk mengompresi muatan hanya seperempat dari energi yang dihasilkan selama pembakaran.

Rasio kompresi mesin adalah perbandingan volume ruang bakar ketika piston berada di titik mati bawah dengan volume ruang bakar ketika piston berada di titik mati atas. Luas area ini, dikombinasikan dengan desain dan gaya ruang bakar, menentukan rasio kompresi. Mesin BensinMesin kecil biasanya memiliki rasio kompresi 6 banding 1 hingga 10 banding 1. Semakin tinggi rasio kompresi, semakin efisien bahan bakar mesin tersebut. Rasio kompresi yang lebih tinggi biasanya secara signifikan meningkatkan tekanan pembakaran atau gaya yang bekerja pada piston. Namun, rasio kompresi yang lebih tinggi meningkatkan upaya yang dibutuhkan operator untuk menghidupkan mesin. Beberapa mesin kecil memiliki sistem yang mengurangi tekanan selama langkah kompresi untuk mengurangi upaya yang dibutuhkan operator saat menghidupkan mesin.

Peristiwa penyalaan (pembakaran) terjadi ketika suatu muatan dinyalakan dan dengan cepat teroksidasi melalui reaksi kimia untuk melepaskan energi termal. Pembakaran adalah reaksi kimia oksidatif cepat di mana bahan bakar secara kimiawi bergabung dengan oksigen atmosfer dan melepaskan energi dalam bentuk panas.

Pembakaran yang tepat melibatkan waktu singkat namun terbatas di mana api menyebar ke seluruh ruang bakar. Percikan api pada busi memulai pembakaran ketika poros engkol berputar sekitar 20° sebelum titik mati atas. Oksigen atmosfer dan uap bahan bakar dikonsumsi oleh front api yang bergerak maju. Front api adalah dinding pembatas yang memisahkan muatan dari hasil sampingan pembakaran. Front api melewati ruang bakar hingga seluruh muatan terbakar.

langkah daya

Langkah tenaga adalah langkah kerja mesin di mana gas panas yang mengembang mendorong kepala piston menjauh dari kepala silinder. Gaya piston dan gerakan selanjutnya ditransmisikan melalui batang penghubung untuk memberikan torsi pada poros engkol. Torsi yang diberikan memulai rotasi poros engkol. Besarnya torsi yang dihasilkan ditentukan oleh tekanan pada piston, ukuran piston, dan langkah mesin. Selama langkah tenaga, kedua katup tertutup.

Langkah buang Langkah buang terjadi ketika gas buang dikeluarkan dari ruang pembakaran dan dilepaskan ke atmosfer. Langkah buang adalah langkah terakhir dan terjadi ketika katup buang terbuka dan katup masuk tertutup. Gerakan piston mengeluarkan gas buang ke atmosfer.

Ketika piston mencapai titik mati bawah selama langkah tenaga, pembakaran selesai dan silinder terisi gas buang. Katup buang terbuka, dan inersia roda gila dan bagian bergerak lainnya mendorong piston kembali ke titik mati atas, memaksa gas buang dikeluarkan melalui katup buang yang terbuka. Pada akhir langkah buang, piston berada di titik mati atas dan satu siklus kerja selesai.