Hva er de fire taktslagene til en firetaktsmotor?

Hva er de fire taktslagene til en firetaktsmotor?

En firetaktsmotor er en forbrenningsmotor som bruker fire forskjellige stempelslag (innsug, kompresjon, kraft og eksos) for å fullføre en arbeidssyklus. Stempelet fullfører to fullstendige slag i sylinderen for å fullføre en arbeidssyklus. Én arbeidssyklus krever at veivakselen roterer to ganger, det vil si 720°.

Firetaktsmotorer er den vanligste typen Liten motors. En firetaktsmotor fullfører fem slag i én arbeidssyklus, inkludert innsugningsslag, kompresjonsslag, tenningsslag, arbeidsslag og eksosslag.

Inntaksslag

Inntakshendelsen refererer til tidspunktet når luft-drivstoffblandingen føres inn for å fylle forbrenningskammeret. En inntakshendelse oppstår når stempelet beveger seg fra øvre dødpunkt til nedre dødpunkt, og inntaksventilen åpnes. Stempelets bevegelse mot nedre dødpunkt skaper et lavt trykk i sylinderen. Omgivelsestrykket tvinger luft-drivstoffblandingen inn i sylinderen gjennom den åpne inntaksventilen for å fylle lavtrykksområdet som skapes av stempelbevegelsen. Sylinderen fortsetter å fylles litt forbi nedre dødpunkt ettersom luft-drivstoffblandingen fortsetter å strømme med sin egen treghet, og stempelet begynner å endre retning. Etter BDC forblir inntaksventilen åpen i noen graders veivakselrotasjon. Avhenger av motordesign. Inntaksventilen lukkes deretter, og luft-drivstoffblandingen forsegles inne i sylinderen.

KompresjonsslagKompresjonsslaget er tiden den innestengte luft-drivstoffblandingen komprimeres i sylinderen. Forbrenningskammeret er forseglet for å skape en ladning. Ladning er volumet av trykkluft-drivstoffblanding inne i forbrenningskammeret, klart for tenning. Kompresjon av luft-drivstoffblandingen frigjør mer energi under tenning. Innsugs- og eksosventilene må være lukket for å sikre at sylinderen er forseglet for å gi kompresjon. Kompresjon er prosessen med å redusere eller presse ladningen i forbrenningskammeret fra et stort volum til et mindre volum. Svinghjulet bidrar til å opprettholde momentumet som trengs for å komprimere ladningen.

Når et motorstempel komprimerer ladningen, fører økningen i kompresjonskraften som følge av arbeidet som stempelet utfører til generering av varme. Kompresjon og oppvarming av luft-drivstoffdampen i ladningen resulterer i økt ladningstemperatur og økt drivstofffordampning. Økningen i ladningstemperatur skjer jevnt i hele forbrenningskammeret for å gi raskere forbrenning (drivstoffoksidasjon) etter tenning.

Drivstofffordampningen øker når små drivstoffdråper fordamper mer fullstendig på grunn av varmen som genereres. Det økte overflatearealet til dråpene som utsettes for tennflammen, gir en mer fullstendig forbrenning av ladningen i forbrenningskammeret. Bare bensindamp vil antennes. Det økte overflatearealet til dråpene fører til at bensinen frigjør mer damp i stedet for å forbli flytende.

Jo mer de ladede dampmolekylene komprimeres, desto mer energi utvinnes fra forbrenningsprosessen. Energien som kreves for å komprimere ladningen er mye mindre enn kraftforsterkning som produseres under forbrenningen. For eksempel, i en typisk liten motor er energien som kreves for å komprimere ladningen bare en fjerdedel av energien som produseres under forbrenning.

Kompresjonsforholdet til en motor er sammenligningen av forbrenningskammerets volum når stempelet er i nedre dødpunkt med forbrenningskammerets volum når stempelet er i øvre dødpunkt. Dette området, kombinert med forbrenningskammerets design og stil, bestemmer kompresjonsforholdet. Bensinmotors har vanligvis et kompresjonsforhold på 6 til 1 til 10 til 1. Jo høyere kompresjonsforhold, desto mer drivstoffeffektiv er motoren. Et høyere kompresjonsforhold øker vanligvis forbrenningstrykket eller kraften som virker på stempelet betydelig. Imidlertid øker et høyere kompresjonsforhold innsatsen som kreves av føreren for å starte motoren. Noen små motorer har systemer som avlaster trykket under kompresjonsslaget for å redusere innsatsen som kreves av føreren når motoren startes.

En tenningshendelse (forbrenning) oppstår når en ladning antennes og raskt oksideres gjennom en kjemisk reaksjon for å frigjøre termisk energi. Forbrenning er en rask oksidativ kjemisk reaksjon der drivstoff kjemisk kombineres med atmosfærisk oksygen og frigjør energi i form av varme.

Riktig forbrenning innebærer en kort, men begrenset tid der flammen spres gjennom forbrenningskammeret. Gnisten ved tennpluggen begynner forbrenningen når veivakselen roterer omtrent 20° før øvre dødpunkt. Atmosfærisk oksygen og drivstoffdamp forbrukes av den fremadstormende flammefronten. Flammefronten er grenseveggen som skiller ladningen fra forbrenningsbiproduktene. Flammefronten passerer gjennom forbrenningskammeret til hele ladningen er brent.

kraftslag

Arbeidsslaget er motorens driftsslag der varme, ekspanderende gasser tvinger stempelhodet bort fra sylinderhodet. Stempelkraften og den påfølgende bevegelsen overføres gjennom forbindelsesstangen for å påføre dreiemoment på veivakselen. Det påførte dreiemomentet starter rotasjonen av veivakselen. Mengden dreiemoment som produseres bestemmes av trykket på stempelet, stempelstørrelsen og motorens slaglengde. Under arbeidsslaget er begge ventilene lukket.

EksosslagetEksosslaget oppstår når eksosgasser presses ut av forbrenningskammeret og slippes ut i atmosfæren. Eksosslaget er det siste slaget og oppstår når eksosventilen åpnes og innsugsventilen lukkes. Stempelbevegelsen presser eksosgassene ut i atmosfæren.

Når stempelet når nedre dødpunkt under arbeidsslaget, er forbrenningen fullført og sylinderen er fylt med eksosgasser. Eksosventilen åpnes, og tregheten til svinghjulet og andre bevegelige deler skyver stempelet tilbake til øvre dødpunkt, noe som tvinger eksosgassene til å slippes ut gjennom den åpne eksosventilen. Ved slutten av eksosslaget er stempelet i øvre dødpunkt, og en arbeidssyklus er fullført.