Dört zamanlı motor görev döngüsü - özellikler, şema ve açıklama

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Motorcular en azından genel anlamda motorun nasıl çalıştığını ve çalıştığını bilmelidir. Çoğu otomobilde dört zamanlı, dört silindirli bir motor bulunur. Dört zamanlı bir motorun görev döngüsüne bakalım. Araba hareket halindeyken hangi süreçlerin meydana geldiğini herkes bilmiyor.

Genel eylem ilkesi

Motor aşağıdaki gibi çalışır. Yakıt karışımı yanma odasına girer, ardından pistonun etkisi altında sıkıştırılır. Karışım daha sonra tutuşur. Bu, yanma ürünlerinin genleşmesine, pistona doğru itilmesine ve silindirden çıkmasına neden olur.

İki zamanlı motorlarda, krank milinin bir devri iki devir alır. Dört zamanlı bir pistonlu motor, bir iş çevrimini krank milinin iki devrinde tamamlar. Motorlar zamanlama ile donatılmıştır. Bu mekanizma nedir? Bu, yakıt karışımının odalara girmesine izin vermenizi ve yanma ürünlerini oradan serbest bırakmanızı sağlayan bir elementtir. Gaz değişimi yapılırkrank milinin tek bir devir momenti. Gaz değişimi pistonun hareketi nedeniyle gerçekleşir.

Tarih

Dört zamanlı motora benzeyen ilk cihaz Felicce Matoczi ve Eugene Barsanti tarafından icat edildi. Ancak bu buluş inanılmaz bir şekilde kayboldu. Sadece 1861'de benzer bir ünitenin patenti alındı.

Ve ilk kullanılabilir motor Alman mühendis Nikolaus Otto tarafından geliştirildi. Motora mucidin adı verilmiştir ve dört zamanlı motorun görev döngüsüne de mühendisin adı verilmiştir.

Dört zamanlı motorlar arasındaki temel farklar

İki zamanlı bir motorda, piston ve silindir pimleri, krank mili, yataklar ve sıkıştırma segmanları yakıta eklenen yağ ile yağlanır. Dört zamanlı bir motorda, tüm bileşenler bir yağ banyosuna kurulur. Bu önemli bir farktır. Bu nedenle, dört zamanlı bir ünitede yağları ve benzini karıştırmaya gerek yoktur.

Sistemin avantajları, silindirlerdeki ayna ve susturucu duvarlarındaki karbon birikintilerinin miktarının çok daha az olmasıdır. Diğer bir fark ise, iki zamanlı motorlarda egzoz borusuna yanıcı bir karışımın girmesidir.

Motor çalışıyor

Motorun türü ne olursa olsun, çalışma prensibi benzerdir. Bugün karbüratörlü motorlar, dizel, enjeksiyon var. Tüm modeller aynı dört zamanlı çevrimi kullanır. Motorun içinde hangi süreçlerin çalıştığına daha yakından bakalım ve onu hareket ettirelim.

Dört zamanlı döngü, dört çalışma döngüsü dizisidir. Döngü genellikle yanıcı bir karışım yanma odalarına girdiğinde başlangıç olarak alınır. Motorun akışı sırasında başka eylemler gerçekleşse de, belirtilen döngü bir iş sürecidir. Örneğin, sıkıştırma darbesi yalnızca sıkıştırma değildir. Bu süre zarfında karışım silindirlerde karıştırılır, gaz oluşumu başlar, tutuşur.

Motorun diğer aşamaları için de aynı şey söylenebilir. Buradaki en önemli şey, dört zamanlı bir motorun çalışma döngüsünün daha iyi anlaşılması ve basitleştirilmesi için farklı süreçlerin sadece dört döngüye ayrıştırılmasıdır.

Alım

Yani, güç ünitesinin yanma odasında, yakıt karışımının yanma reaksiyonu ile enerji dönüşüm döngüleri başlar. Bu durumda piston en yüksek noktasındadır (TDC konumu) ve ardından aşağı doğru hareket eder. Sonuç olarak, motorun yanma odasında bir vakum oluşur. Etkisi altında, yanıcı bir sıvı yakıtı emer. Giriş valfi açık konumda ve egzoz valfi kapalı.

Piston aşağı doğru hareket etmeye başladığında üzerindeki hacim artar. Bozulmaya neden olan budur. Yaklaşık 0.071-0.093 MPa'dır. Böylece benzin yanma odasına girer. Enjeksiyonlu motorlarda, yakıt bir meme tarafından püskürtülür. Karışım silindire girdikten sonra sıcaklığı 75 ila 125 derece olabilir.

Silindirin yakıt karışımıyla ne kadar doldurulacağı, doldurma faktörleri tarafından belirlenir. İçinkarbüratör güç sistemine sahip motorlarda, bu gösterge 0,64 ila 0,74 arasında olacaktır. Katsayı değeri ne kadar yüksek olursa, motor o kadar güçlü olur.

Sıkıştırma

Yanma odasını yanıcı bir benzin buharı ve hava karışımıyla doldurduktan sonra, krank mili dönerse, piston alt konumuna geri dönmeye başlayacaktır. Giriş valfi bu noktada kapanmaya başlayacaktır. Ve mezuniyet hala kapalı olacak.

Çalışma hareketi

Bu, dört zamanlı bir içten yanmalı motorun üçüncü vuruşudur. Güç ünitesinin çalışmasında en önemlisidir. Motor çalışmasının bu aşamasında, yakıtın yanmasından kaynaklanan enerji, krank milinin dönmesini sağlayan mekanik enerjiye dönüştürülür.

Piston TDC'ye yakın olduğunda, sıkıştırma sırasında bile yakıt karışımı motorun bujisi tarafından zorla ateşlenir. Yakıt şarjı çok çabuk yanar. Bu döngünün başlamasından önce bile yanmış gazların maksimum basınç değeri vardır. Bu gazlar, motorun yanma odasının küçük bir hacminde sıkıştırılan çalışma sıvısıdır. Piston aşağı doğru hareket etmeye başladığında, gazlar hızla genleşmeye başlar ve enerji açığa çıkar.

Dört silindirli bir motorun çalışma döngüsünün tüm vuruşları arasında, bu en kullanışlı olanıdır. Ünitenin yüküne göre çalışır. Sadece bu aşamada krank mili hızlanan hızlanma alır. Diğerlerinde motor enerji üretmez, aynı krank milinden tüketir.

Yayın

Taahhüt ettikten sonraYararlı iş gazları, yakıt-hava karışımının yeni bir kısmına yer açmak için silindiri terk etmelidirler. Bu, dört zamanlı bir motorun son vuruşudur.

Bu aşamadaki gazlar, atmosfer basıncından önemli ölçüde daha yüksek basınç altındadır. Döngünün sonunda, sıcaklık yaklaşık 700 dereceye düşer. Krank mili, bir biyel vasıtasıyla pistonu TDC'ye hareket ettirir. Daha sonra egzoz valfi açılır, gazlar egzoz sistemi aracılığıyla atmosfere itilir. Basınç gelince, sadece en başında yüksektir. Döngünün sonunda 0.120 MPa'ya düşer. Doğal olarak, silindirdeki yanma ürünlerinden tamamen kurtulmak imkansızdır. Bu nedenle, bir sonraki emme stroku sırasında yakıt karışımı ile karıştırılırlar.

Çalışma düzeni

Açıklanan adımlar, dört zamanlı bir benzinli motorun çalışma döngüsünü oluşturur. Pistonlu motorlarda çevrimler ve süreçler arasında kesin bir yazışma olmadığını anlamalısınız. Bu, güç ünitesinin çalışması sırasında, gaz dağıtım mekanizmasının fazlarının ve valflerin durumunun, pistonların hareketlerine tamamen farklı şekillerde farklı motorlarda bindirileceği gerçeğiyle kolayca açıklanabilir.

Herhangi bir silindirde, dört zamanlı karbüratörlü bir motorun görev döngüsü bu şekilde ilerler. Bir motordaki her bir yanma odası, kuvveti pistonlardan alan tek bir krank milini döndürmek için gereklidir.

Bu değişime iş emri denir. Bu sipariş, eksantrik mili ve krank milinin özellikleri aracılığıyla güç ünitesinin tasarım aşamasında belirlenir. O değilmekanizmanın çalışması sırasında değişir.

İş sırasının uygulanması, ateşleme sisteminden mumlara gelen alternatif kıvılcımlarla gerçekleştirilir. Böylece, dört silindirli bir motor şu sıralarda çalışabilir - 1, 3, 4, 2 ve 1, 2, 4, 3.

Motor silindirlerinin çalışma sırasını arabanın talimatlarından öğrenebilirsiniz. Bazen işlem sırası blok gövdesinde belirtilir.

Dört zamanlı karbüratörlü bir motor veya başka herhangi bir motor böyle çalışır. Güç kaynağı sistemi, ünitenin çalışma prensibini etkilemez. Tek fark, karbüratörün belirli dezavantajları olan mekanik bir güç sistemi olması ve enjektörler söz konusu olduğunda bu dezavantajlar sistemde yoktur.

Dizel motorlar

Dört zamanlı dizel motorun çalışma döngüsü, bir karbüratör motorunun döngüsüyle aynı süreç dizisidir. Aradaki fark, döngünün nasıl ilerlediği ile karışım oluşumu ve ateşleme süreçlerindeki farklılıklarda yatmaktadır.

Dizel giriş vuruşu

Piston aşağı hareket ettiğinde, gaz dağıtım mekanizması emme valfini açar. Yanma odasına belirli bir miktar hava girer. Silindirdeki sıcaklık yaklaşık 80 derecedir. Dizel motorlarda, güç sistemi benzinli karbüratörlü motorlardan önemli ölçüde farklıdır. Örneğin, içlerindeki hidrolik direnç daha düşüktür ve basınç biraz yükselir.

Dizel sıkıştırma vuruşu

İşin bu aşamasında, pistonyanma odasında TDC'ye doğru yükselir. Arabanın motorundaki her iki valf de kapalı durumda. Pistonun çalışması sonucunda silindir içindeki hava sıkıştırılır. Dizel motorda sıkıştırma oranı benzinli motorlara göre daha yüksektir ve silindir içindeki basınç 5 MPa'ya ulaşabilir. Basınçlı hava önemli ölçüde ısınır. Sıcaklıklar 700 dereceye ulaşabilir. Bu, yakıtı ateşlemek için gereklidir. Dizel motorlarda, her silindire takılan nozullar aracılığıyla sağlanır. Kış aylarında kızdırma bujileri kullanılır. Soğuk karışımı önceden ısıtırlar. Bu, motorun kışın çalışmasını kolaylaştırır. Ancak tüm arabalarda böyle bir sistem yoktur.

Dizel motordaki gaz genleşme stroku

Dizel motor pistonu krank milinde yaklaşık 30 derecelik en üst noktaya henüz ulaşmadığında, enjeksiyon pompası memeden silindire yüksek basınçlı yakıt verir. Yakıtın ince bir şekilde püskürtülmesi ve silindir içindeki tüm hacim boyunca dağıtılabilmesi için 18 MPa değeri gereklidir.

Ayrıca, yüksek sıcaklıkların etkisi altındaki yakıt hızla tutuşur ve yanar. Piston en alt noktaya hareket eder. Şu anda silindirin içindeki sıcaklık yaklaşık 2000 derecedir. Sıcaklık döngünün sonuna doğru düşer.

Dizel egzoz

Bu aşamada egzoz valfi açılır, piston en üst noktaya hareket eder. Yanma ürünleri silindirden zorla çıkarılır. Sonra egzoz manifolduna giderler. Bundan sonra çalışmakkatalitik konvertör açılır. İçinden yüksek sıcaklıkta geçen gazlar saflaştırılır. Temiz, zararsız gaz zaten atmosfere salınıyor. Dizel araçlarda ayrıca partikül filtresi takılıdır. Aynı zamanda gazların arındırılmasına da yardımcı olur.

Sonuç

Dört zamanlı bir motorun çalışma döngüsünün nasıl gerçekleştiğini ayrıntılı olarak analiz ettik (elektrik santralinin krank milinin iki devrini alır). Ve döngünün kendisi birçok farklı süreci içerir.