Vilka är de fyra taktslagen i en fyrtaktsmotor?

Vilka är de fyra taktslagen i en fyrtaktsmotor?

En fyrtaktsmotor är en förbränningsmotor som använder fyra olika kolvslag (insug, kompression, kraft och avgas) för att slutföra en arbetscykel. Kolven fullbordar två hela slag i cylindern för att slutföra en arbetscykel. En arbetscykel kräver att vevaxeln roterar två gånger, det vill säga 720°.

Fyrtaktsmotorer är den vanligaste typen av Liten motors. En fyrtaktsmotor genomför fem slag i en arbetscykel, inklusive insugningsslag, kompressionsslag, tändningsslag, arbetsslag och avgasslag.

Insugningsslag

Insugningshändelsen avser den tidpunkt då luft-bränsleblandningen införs för att fylla förbränningskammaren. En insugningshändelse inträffar när kolven rör sig från övre dödpunkt till nedre dödpunkt och insugningsventilen öppnas. Kolvens rörelse mot nedre dödpunkt skapar ett lågt tryck i cylindern. Omgivande atmosfärstryck tvingar luft-bränsleblandningen in i cylindern genom den öppna insugningsventilen för att fylla det lågtrycksområde som skapas av kolvens rörelse. Cylindern fortsätter att fyllas något bortom nedre dödpunkten medan luft-bränsleblandningen fortsätter att flöda med sin egen tröghet och kolven börjar ändra riktning. Efter BDC förblir insugningsventilen öppen i några graders vevaxelrotation. Beror på motorkonstruktionen. Insugningsventilen stängs sedan och luft-bränsleblandningen förseglas inuti cylindern.

KompressionsslagKompressionsslaget är den tid då den instängda luft-bränsleblandningen komprimeras i cylindern. Förbränningskammaren är förseglad för att skapa en laddning. Laddning är volymen av tryckluft-bränsleblandningen inuti förbränningskammaren redo för antändning. Komprimering av luft-bränsleblandningen frigör mer energi under antändningen. Insugnings- och avgasventilerna måste vara stängda för att säkerställa att cylindern är förseglad för att ge kompression. Kompression är processen att minska eller pressa laddningen i förbränningskammaren från en stor volym till en mindre volym. Svänghjulet hjälper till att bibehålla det momentum som behövs för att komprimera laddningen.

När en motors kolv komprimerar laddningen, resulterar ökningen av kompressionskraften som orsakas av det arbete som kolven utför i att värme genereras. Kompression och uppvärmning av luft-bränsleångan i laddningen resulterar i ökad laddningstemperatur och ökad bränsleförångning. Ökningen av laddningstemperaturen sker jämnt i hela förbränningskammaren för att producera snabbare förbränning (bränsleoxidation) efter antändning.

Bränsleförångningen ökar när små bränsledroppar förångas mer fullständigt på grund av den genererade värmen. Den ökade ytan på dropparna som exponeras för tändlågan möjliggör en mer fullständig förbränning av laddningen i förbränningskammaren. Endast bensinånga kommer att antändas. Den ökade ytan på dropparna gör att bensinen frigör mer ånga istället för att förbli flytande.

Ju mer de laddade ångmolekylerna komprimeras, desto mer energi utvinns från förbränningsprocessen. Den energi som krävs för att komprimera laddningen är mycket mindre än den kraftökning som produceras under förbränningen. Till exempel, i en typisk liten motor är den energi som krävs för att komprimera laddningen bara en fjärdedel av den energi som produceras under förbränning.

En motors kompressionsförhållande är jämförelsen mellan förbränningskammarens volym när kolven är i nedre dödpunkt och förbränningskammarens volym när kolven är i övre dödpunkt. Detta område, i kombination med förbränningskammarens design och stil, bestämmer kompressionsförhållandet. BensinmotorDe har vanligtvis ett kompressionsförhållande på 6 till 1 till 10 till 1. Ju högre kompressionsförhållandet är, desto bränsleeffektivare är motorn. Ett högre kompressionsförhållande ökar vanligtvis förbränningstrycket eller kraften som verkar på kolven avsevärt. Emellertid ökar ett högre kompressionsförhållande den ansträngning som krävs av föraren för att starta motorn. Vissa små motorer har system som avlastar trycket under kompressionsslaget för att minska den ansträngning som krävs av föraren vid motorstart.

En antändningshändelse (förbränning) inträffar när en laddning antänds och snabbt oxideras genom en kemisk reaktion för att frigöra termisk energi. Förbränning är en snabb oxidativ kemisk reaktion där bränsle kemiskt kombineras med atmosfäriskt syre och frigör energi i form av värme.

Korrekt förbränning innebär en kort men begränsad tid under vilken lågan sprids i hela förbränningskammaren. Gnistan vid tändstiftet börjar förbränningen när vevaxeln roterar cirka 20° före övre dödpunkten. Atmosfäriskt syre och bränsleånga förbrukas av den framåtgående flamfronten. Flamfronten är den gränsvägg som separerar laddningen från förbränningsbiprodukterna. Flamfronten passerar genom förbränningskammaren tills hela laddningen är förbränd.

kraftslag

Arbetsslaget är motorns arbetsslag där heta, expanderande gaser tvingar kolvhuvudet bort från cylinderhuvudet. Kolvkraften och den efterföljande rörelsen överförs genom vevstaken för att applicera vridmoment på vevaxeln. Det applicerade vridmomentet initierar vevaxelns rotation. Mängden vridmoment som produceras bestäms av trycket på kolven, kolvens storlek och motorns slaglängd. Under arbetsslaget är båda ventilerna stängda.

AvgasslagetAvgasslaget inträffar när avgaser släpps ut från förbränningskammaren och ut i atmosfären. Avgasslaget är det sista slaget och inträffar när avgasventilen öppnas och insugningsventilen stängs. Kolvens rörelse släpper ut avgaserna i atmosfären.

När kolven når den nedre dödpunkten under arbetsslaget är förbränningen fullbordad och cylindern är fylld med avgaser. Avgasventilen öppnas, och trögheten hos svänghjulet och andra rörliga delar trycker kolven tillbaka till den övre dödpunkten, vilket tvingar avgaserna att släppas ut genom den öppna avgasventilen. Vid slutet av avgasslaget är kolven i den övre dödpunkten och en arbetscykel är avslutad.