Cicle de treball del motor de quatre temps: característiques, diagrama i descripció

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Els automobilistes haurien de saber, almenys en termes generals, com funciona i funciona el motor. La majoria dels cotxes tenen un motor de quatre temps i quatre cilindres. Vegem el cicle de treball d'un motor de quatre temps. No tothom sap quins processos es produeixen quan el cotxe està en moviment.

Principi general d'acció

El motor funciona de la següent manera. La mescla de combustible entra a la cambra de combustió i després es comprimeix sota la influència del pistó. Aleshores la mescla s'encén. Això fa que els productes de la combustió s'expandeixin, empenyent contra el pistó i surtin del cilindre.

En els motors de dos temps, una revolució del cigonyal dura dos cicles. Un motor de pistons de quatre temps completa un cicle de treball en dues revolucions del cigonyal. Els motors estan equipats amb cronometratge. Quin és aquest mecanisme? Aquest és un element que permet deixar entrar la barreja de combustible a les cambres i alliberar-hi els productes de combustió. L'intercanvi de gasos es realitza amoment d'una sola revolució del cigonyal. L'intercanvi de gasos es produeix a causa del moviment del pistó.

Història

El primer dispositiu semblant a un motor de quatre temps va ser inventat per Felicce Matoczi i Eugene Barsanti. Però aquest invent es va perdre increïblement. Només el 1861 es va patentar una unitat similar.

I el primer motor utilitzable va ser desenvolupat per l'enginyer alemany Nikolaus Otto. El motor porta el nom de l'inventor i el cicle de treball del motor de quatre temps també rep el nom de l'enginyer.

Les principals diferències entre els motors de quatre temps

En un motor de dos temps, els passadors del pistó i del cilindre, el cigonyal, els coixinets i els anells de compressió es lubrifiquen amb oli afegit al combustible. En un motor de quatre temps, tots els components s'instal·len en un bany d'oli. Aquesta és una diferència significativa. Per tant, en una unitat de quatre temps, no cal barrejar olis i gasolina.

Els avantatges del sistema són que la quantitat de dipòsits de carboni al mirall dels cilindres i a les parets del silenciador és molt menor. Una altra diferència és que en els motors de dos temps, una mescla combustible entra al tub d'escapament.

Motor en marxa

Independentment del tipus de motor, el principi de funcionament és similar. Avui hi ha motors de carburador, dièsel, d'injecció. Tots els models utilitzen el mateix cicle de quatre temps. Mirem més de prop quins processos funcionen dins del motor i fem que es mogui.

Un cicle de quatre temps és una seqüència de quatre cicles de treball. El cicle se sol prendre com a principi quan una mescla combustible entra a les cambres de combustió. Encara que altres accions tenen lloc al motor durant el seu flux, el cicle indicat és un procés de treball. Per exemple, la carrera de compressió no és només compressió. Durant aquest període, la mescla es barreja als cilindres, comença la formació de gas, s'encén.

El mateix es pot dir de les altres etapes del motor. El més important aquí és que els diferents processos per a una millor comprensió i simplificació del cicle de treball d'un motor de quatre temps es descomponen en només quatre cicles.

Ingesta

Per tant, a la cambra de combustió de la unitat de potència, els cicles de conversió d'energia comencen amb la reacció de combustió de la mescla de combustible. En aquest cas, el pistó es troba al punt més alt (posició PMS) i després es mou cap avall. Com a resultat, es produeix un buit a la cambra de combustió del motor. Sota la seva influència, un líquid combustible xucla combustible. La vàlvula d'admissió està en posició oberta i la vàlvula d'escapament està tancada.

Quan el pistó comença a moure's cap avall, el volum superior augmenta. Això és el que provoca l'avaria. És d'aproximadament 0,071-0,093 MPa. Així, la gasolina entra a la cambra de combustió. En els motors d'injecció, el combustible s'injecta mitjançant un broquet. Després que la mescla entri al cilindre, la seva temperatura pot ser de 75 a 125 graus.

La quantitat d'ompliment del cilindre amb la barreja de combustible està determinada pels factors d'ompliment. Permotors amb un sistema d'alimentació de carburador, aquest indicador serà de 0,64 a 0,74. Com més alt sigui el valor del coeficient, més potent serà el motor.

Compressió

Després d'omplir la cambra de combustió amb una barreja combustible de vapors de gasolina i aire, si el cigonyal gira, el pistó començarà a tornar a la seva posició inferior. La vàlvula d'admissió començarà a tancar-se en aquest punt. I la graduació encara estarà tancada.

Coseca de treball

Aquest és el tercer temps d'un motor de combustió interna de quatre temps. És el més important en el funcionament de la unitat de potència. És en aquesta etapa de funcionament del motor quan l'energia de la combustió del combustible es converteix en energia mecànica, la qual cosa fa que el cigonyal giri.

Quan el pistó està a prop del PMS, fins i tot durant la compressió, la barreja de combustible s'encén per força per la bugia del motor. La càrrega de combustible s'esgota molt ràpidament. Fins i tot abans de l'inici d'aquest cicle, els gasos cremats tenen un valor de pressió màxim. Aquests gasos són el fluid de treball comprimit en un petit volum de la cambra de combustió del motor. Quan el pistó comença a baixar, els gasos comencen a expandir-se ràpidament, alliberant energia.

D'entre tots els cops del cicle de treball d'un motor de quatre cilindres, aquest és el més útil. Funciona amb la càrrega de la unitat. Només en aquesta etapa el cigonyal rep una acceleració accelerada. En tots els altres, el motor no genera energia, sinó que la consumeix del mateix cigonyal.

Versió

Després de comprometre'sgasos de treball útil, han d'abandonar el cilindre per tal de deixar lloc a una nova porció de la mescla combustible-aire. Aquest és l'últim cop d'un motor de quatre temps.

Els gasos en aquesta etapa es troben sota pressió significativament superior a la pressió atmosfèrica. Al final del cicle, la temperatura baixa a uns 700 graus. El cigonyal mou el pistó al PMS mitjançant una biela. A continuació, la vàlvula d'escapament s'obre, els gasos són empès a l'atmosfera a través del sistema d'escapament. Pel que fa a la pressió, només és alta al principi. Al final del cicle, disminueix a 0,120 MPa. Naturalment, és impossible desfer-se completament dels productes de combustió al cilindre. Per tant, es barregen amb la barreja de combustible durant la següent carrera d'admissió.

Ordre de treball

Els passos descrits constitueixen el cicle de funcionament d'un motor de gasolina de quatre temps. Heu d'entendre que no hi ha correspondències estrictes entre cicles i processos en els motors de pistons. Això s'explica fàcilment pel fet que durant el funcionament de la unitat de potència, les fases del mecanisme de distribució de gas i l'estat de les vàlvules es superposaran als moviments dels pistons en diferents motors de maneres completament diferents..

En qualsevol cilindre, el cicle de treball d'un motor de carburació de quatre temps procedeix d'aquesta manera. Cada cambra de combustió d'un motor és necessària per fer girar un únic cigonyal que pren la força dels pistons.

Aquesta alternança s'anomena ordre de treball. Aquest ordre s'estableix en l'etapa de disseny de la unitat de potència a través de les característiques de l'arbre de lleves i el cigonyal. No éscanvis durant el funcionament del mecanisme.

L'execució de l'ordre de treball es realitza alternant espurnes que arriben a les espelmes des del sistema d'encesa. Per tant, un motor de quatre cilindres pot funcionar en els ordres següents: 1, 3, 4, 2 i 1, 2, 4, 3.

Podeu conèixer l'ordre en què funcionen els cilindres del motor a les instruccions del cotxe. De vegades, l'ordre d'operació s'indica al cos del bloc.

Així funciona un motor de carburació de quatre temps o qualsevol altre. El sistema d'alimentació no afecta el principi de funcionament de la unitat. L'única diferència és que el carburador és un sistema d'alimentació mecànica que té certs inconvenients, i en el cas dels injectors, aquests inconvenients no estan en el sistema.

Motors dièsel

El cicle de treball d'un motor dièsel de quatre temps és la mateixa seqüència de processos que el cicle d'un motor de carburador. La diferència rau en com es desenvolupa el cicle, així com en les diferències en els processos de formació i ignició de la mescla.

Corsa d'ingesta de dièsel

Quan el pistó es mou cap avall, el mecanisme de distribució de gas obre la vàlvula d'admissió. Una certa quantitat d'aire entra a la cambra de combustió. La temperatura al cilindre és d'uns 80 graus. En els motors dièsel, el sistema d'alimentació és significativament diferent dels motors de carburador de gasolina. Per exemple, la resistència hidràulica és menor i la pressió augmenta lleugerament.

Corsa de compressió dièsel

En aquesta fase de treball, el pistóa la cambra de combustió puja cap al PMS. Les dues vàlvules del motor del cotxe estan en estat tancat. Com a resultat del funcionament del pistó, l'aire del cilindre es comprimeix. La relació de compressió en un motor dièsel és més alta que en els motors de gasolina i la pressió dins del cilindre pot arribar als 5 MPa. L'aire comprimit s'escalfa significativament. Les temperatures poden arribar als 700 graus. Això és necessari per encendre el combustible. Es subministra als motors dièsel mitjançant broquets instal·lats a cada cilindre. A l'hivern s'utilitzen bugies incandescentes. Preescalfen la barreja freda. Això facilita l'arrencada del motor a l'hivern. Però no tots els cotxes tenen aquest sistema.

La carrera d'expansió del gas en un motor dièsel

Quan el pistó del motor dièsel encara no ha arribat al punt superior uns 30 graus al cigonyal, la bomba d'injecció lliura combustible d' alta pressió al cilindre a través del broquet. És necessari un valor de 18 MPa perquè el combustible es pugui ruixar finament i distribuir-se per tot el volum del cilindre.

A més, el combustible sota l'acció de les altes temperatures s'encén i es crema ràpidament. El pistó es mou al punt més baix. La temperatura dins del cilindre en aquest moment és d'uns 2000 graus. La temperatura baixa cap al final del cicle.

Escapament dièsel

En aquesta etapa, la vàlvula d'escapament està oberta, el pistó es mou al punt superior. Els productes de la combustió s'eliminen a la força del cilindre. Després van al col·lector d'escapament. Després d'això a treballarel convertidor catalític està engegat. Els gasos que hi passen a alta temperatura es purifiquen. El gas net i inofensiu ja s'allibera a l'atmosfera. En els vehicles dièsel, també s'instal·la un filtre de partícules. També ajuda a purificar els gasos.

Conclusió

Hem analitzat amb detall com es realitza el cicle de treball d'un motor de quatre temps (es necessita dues revolucions del cigonyal de la central). I el cicle en si inclou molts processos diferents.