Quali sono i quattro tempi di un motore a quattro tempi?

Quali sono i quattro tempi di un motore a quattro tempi?

Un motore a ciclo a quattro tempi è un motore a combustione interna che utilizza quattro diverse corse del pistone (aspirazione, compressione, potenza e scarico) per completare un ciclo di lavoro. Il pistone completa due corse complete nel cilindro per completare un ciclo di lavoro. Un ciclo di lavoro richiede che l'albero motore ruoti due volte, ovvero 720°.

I motori a ciclo a quattro tempi sono il tipo più comune di Piccolo motores. Un motore a quattro tempi completa cinque tempi in un ciclo di lavoro, tra cui la fase di aspirazione, la fase di compressione, la fase di accensione, la fase di potenza e la fase di scarico.

Corsa di aspirazione

L'evento di aspirazione si riferisce al momento in cui la miscela aria-carburante viene introdotta per riempire la camera di combustione. Un evento di aspirazione si verifica quando il pistone si sposta dal punto morto superiore al punto morto inferiore e la valvola di aspirazione si apre. Il movimento del pistone verso il punto morto inferiore crea una bassa pressione nel cilindro. La pressione atmosferica ambiente spinge la miscela aria-carburante nel cilindro attraverso la valvola di aspirazione aperta per riempire l'area di bassa pressione creata dal movimento del pistone. Il cilindro continua a riempirsi leggermente oltre il punto morto inferiore mentre la miscela aria-carburante continua a fluire per inerzia e il pistone inizia a cambiare direzione. Dopo il punto morto inferiore, la valvola di aspirazione rimane aperta per alcuni gradi di rotazione dell'albero motore. Dipende dalla progettazione del motore. La valvola di aspirazione si chiude quindi e la miscela aria-carburante viene sigillata all'interno del cilindro.

Corsa di compressioneLa corsa di compressione è il tempo in cui la miscela aria-carburante intrappolata viene compressa all'interno del cilindro. La camera di combustione è sigillata per creare una carica. La carica è il volume di miscela aria-carburante compressa all'interno della camera di combustione pronta per l'accensione. La compressione della miscela aria-carburante rilascia più energia durante l'accensione. Le valvole di aspirazione e di scarico devono essere chiuse per garantire che il cilindro sia sigillato e consenta la compressione. La compressione è il processo di riduzione o compressione della carica nella camera di combustione da un volume maggiore a un volume minore. Il volano aiuta a mantenere la quantità di moto necessaria per comprimere la carica.

Quando il pistone di un motore comprime la carica, l'aumento della forza di compressione fornita dal lavoro svolto dal pistone genera calore. La compressione e il riscaldamento del vapore aria-carburante nella carica determinano un aumento della temperatura della carica e una maggiore vaporizzazione del carburante. L'aumento della temperatura della carica si verifica in modo uniforme in tutta la camera di combustione, producendo una combustione più rapida (ossidazione del carburante) dopo l'accensione.

L'evaporazione del carburante aumenta quando le piccole goccioline di carburante evaporano più completamente a causa del calore generato. La maggiore superficie delle goccioline esposta alla fiamma di accensione consente una combustione più completa della carica nella camera di combustione. Solo i vapori di benzina si accenderanno. La maggiore superficie delle goccioline fa sì che la benzina rilasci più vapore invece di rimanere liquida.

Quanto più le molecole di vapore cariche vengono compresse, tanto maggiore è l'energia ricavata dal processo di combustione. L'energia necessaria per comprimere la carica è molto inferiore all'aumento di forza prodotto durante la combustione. Ad esempio, in un tipico motore di piccola cilindrata, l'energia necessaria per comprimere la carica è solo un quarto dell'energia prodotta durante la combustione.

Il rapporto di compressione di un motore è il rapporto tra il volume della camera di combustione quando il pistone si trova al punto morto inferiore e il volume della camera di combustione quando il pistone si trova al punto morto superiore. Quest'area, combinata con il design e lo stile della camera di combustione, determina il rapporto di compressione. Motore a benzinaI motori a combustione interna hanno in genere un rapporto di compressione compreso tra 6 a 1 e 10 a 1. Maggiore è il rapporto di compressione, maggiore è l'efficienza del motore in termini di consumo di carburante. Un rapporto di compressione più elevato di solito aumenta significativamente la pressione di combustione o la forza che agisce sul pistone. Tuttavia, un rapporto di compressione più elevato aumenta lo sforzo richiesto all'operatore per avviare il motore. Alcuni piccoli motori sono dotati di sistemi che scaricano la pressione durante la fase di compressione per ridurre lo sforzo richiesto all'operatore durante l'avviamento.

Evento di accensioneUn evento di accensione (combustione) si verifica quando una carica viene accesa e rapidamente ossidata attraverso una reazione chimica che rilascia energia termica. La combustione è una rapida reazione chimica ossidativa in cui il combustibile si combina chimicamente con l'ossigeno atmosferico e rilascia energia sotto forma di calore.

Una combustione corretta richiede un breve ma limitato periodo di tempo in cui la fiamma si diffonde in tutta la camera di combustione. La scintilla alla candela inizia la combustione quando l'albero motore ruota di circa 20° prima del punto morto superiore. L'ossigeno atmosferico e i vapori di carburante vengono consumati dal fronte di fiamma in avanzamento. Il fronte di fiamma è la parete di confine che separa la carica dai sottoprodotti della combustione. Il fronte di fiamma attraversa la camera di combustione fino a quando l'intera carica non è bruciata.

colpo di potenza

La fase di potenza è la fase di funzionamento del motore in cui i gas caldi in espansione allontanano la testa del pistone dalla testa del cilindro. La forza del pistone e il conseguente movimento vengono trasmessi attraverso la biella per applicare coppia all'albero motore. La coppia applicata avvia la rotazione dell'albero motore. La quantità di coppia prodotta è determinata dalla pressione sul pistone, dalle sue dimensioni e dalla corsa del motore. Durante la fase di potenza, entrambe le valvole sono chiuse.

Fase di scaricoLa fase di scarico si verifica quando i gas di scarico vengono espulsi dalla camera di combustione e rilasciati nell'atmosfera. La fase di scarico è la fase finale e si verifica quando la valvola di scarico si apre e la valvola di aspirazione si chiude. Il movimento del pistone espelle i gas di scarico nell'atmosfera.

Quando il pistone raggiunge il punto morto inferiore durante la fase di potenza, la combustione è completa e il cilindro si riempie di gas di scarico. La valvola di scarico si apre e l'inerzia del volano e delle altre parti in movimento spinge il pistone verso il punto morto superiore, forzando lo scarico dei gas di scarico attraverso la valvola di scarico aperta. Al termine della fase di scarico, il pistone si trova al punto morto superiore e il ciclo di lavoro è completato.