Hvordan fungerer en benzinmotor? Nøglefaser og komponenter

Hver dag tager vi bilen for at gå på arbejde, løbe ærinder eller bare hygge os med at køre, men det ved vi måske ikke hvordan virker en benzinmotor og hvad er det, der frembringer dens bevægelse, uanset din type.

En firetakts benzinmotor har, som navnet antyder, fire faser af driften. Disse er: indsugning, kompression, kraft og udstødning. Hver af dem svarer til et slag af stemplet eller, hvad der er det samme, en halv omdrejning af krumtapakslen og udføres inde i motorblok.

Driftsfaser

Indsugningsfase: luft og brændstof kommer ind

I begyndelsen af ​​fasen af adgang, stemplet er i toppen af ​​cylinderen, kaldet TDC (Top Dead Center). På dette tidspunkt er indsugningsventilerne åbne, og stemplet går ned til bunden af ​​cylinderen, bdc (nederst dødpunkt). Under nedstigningen af ​​stemplet skabes en fordybning inde i cylinderen, der trækker luft-brændstofblandingen ind. Det vil sige, at den "suger luften", som var den en sprøjte.

Ved pmi lukker indsugningsventilerne, og luft-brændstofblandingen forbliver inde i cylinderen. Det er i øvrigt en blanding af disse to komponenter pga brændstoffet ville ikke brænde, hvis det ikke havde ilten i luften. I videnskabelige termer hedder det brændstof til benzin og oxiderende til den ilt, der kommer med.

Kompressionsfase: luft og brændstof komprimeres

Den anden fase, kompression, stemplet stiger igen til TDC, komprimere hele blandingen inde i cylinderen, hvilket også får den til at varme op. Trykket inde i cylinderen kan nå omkring 15 bar med en temperatur tæt på 450º C, hvilket giver en mere homogen blanding. På dette tidspunkt har krumtapakslen drejet endnu en halv omgang.

En interessant kendsgerning er, at jo mere blandingen kan komprimeres, jo mere vil den eksplosion, der vil opstå med det samme, blive brugt. dette kaldes motorens kompressionsforhold, som normalt måles i proportioner som 10 den 1, 11 den 1, 12 den 1, 14 den 1…. Hvilket ikke betyder andet end det volumen, som blandingen optager før komprimering, og det volumen, som det optager ved slutningen af ​​komprimeringsfasen. Vi anbefaler artiklen en motors kompressionsforhold, for bedre at forstå denne faktor.

Dog skal man være varsom med ikke forårsage ukontrolleret selvantændelse, fordi det ville skade motoren. Hvad sker der, når blandingen komprimeres for meget, når der er for høj temperatur i forbrændingskamre eller en blanding af begge omstændigheder. Hvis du vil forstå det sidste, så tag et kig på indlægget om Selvantændelse, detonation og bankning af plejlstang.

Eksplosionsfase: vi begynder at arbejde...

I denne fase er stemplet ved TDC med al blandingen komprimeret. Det er her, når en gnist springer fra tændrøret (benzinmotorer), der antænder blandingen af ​​luft og brændstof. Som følge heraf opstår en eksplosion. udvider hurtigt de brændte gasser og skubber stemplet op til pmi. Dette er arbejdsfase af motoren, da stemplet får en stor impuls med eksplosionen, til at overføre det til krumtapakslen. I denne fase roterer krumtapakslen endnu en halv omgang.

Det skal bemærkes et meget vigtigt spørgsmål i forbrændingsmotorer. Denne beskrivelse af faserne er forenklet at forstå, hvordan benzinmotoren fungerer, men i eksplosionsfasen vil vi springe denne forenkling over et øjeblik. Som vi har fortalt dig, udvider eksplosionen sig hurtigt for at skubbe stemplet.

Denne hastighed er dog ikke så meget for den hastighed, hvormed motoren nogle gange bevæger sig. Derfor er der tænding fremrykning, som handler om at starte eksplosionen, mens blandingen stadig bliver komprimeret. På denne måde brænder det hurtigere, og den mest profitable del af eksplosionen falder sammen med stemplets nedstigning. Det vil sige, at eksplosionsfasen og kompressionsfasen "sameksisterer et øjeblik" til fordel for at udnytte brændstoffet. Hvis du ønsker en mere detaljeret forklaring på denne proces, anbefaler vi artiklen Hvad er tændingsforskud?

Udstødningsfase: gasser forlader forbrændingskammeret

Endelig kommer vi til stadiet af undslippe. Ved denne lejlighed står stemplet på PMI og udstødningsventilerne åbner, hvor udstødningsgasser evakueres hurtigt. Dette sker, fordi stemplet bevæger sig tilbage op til tdc og skubber dem ud af indersiden af ​​cylinderen. Når stemplet er ved TDC, lukker ventilerne. Under udstødningsfasen roterer krumtapakslen endnu en halv omgang, hvilket afslutter de 4 driftsfaser af benzinmotoren.

Som du kan se, er stemplet igen hos TDC, klar til at starte optagelsesfasen igen. På en sådan måde, at motoren vil gentage hele denne proces, så længe vi holder den tændt.

Flere spørgsmål for at vide, hvordan en benzinmotor fungerer

krumtapaksel

Den er allerede blevet nævnt flere gange i firetaktsmotorens faser, og du har kunnet se den i aktion i videoen i begyndelsen. Dens funktion er at konvertere lineær bevægelse af stemplerne i cirklen som vi skal bruge til at flytte bilen. Den bedste analogi er en cyklist, der træder i pedalerne for at komme rundt på en cykel. Hvis man ser nøje på motorens bevægelse, er det, hvad hvert af stemplerne gør, når man drejer krumtapakslen: «pedal".

Hvis du vil gå dybere ind i denne del af motoren, anbefaler vi artiklerne krumtapakseldrift y Stemplet: hvad er det, hvad er dets dele, pris... Du vil se, at driften af ​​en motor er enklere, end den ser ud til.

relateret artikel:

Fordele og ulemper ved totaktsmotoren

Distribution af en motor

Som du måske allerede har bemærket, er der i motoren elementer, der kræver perfekt koordinering. For eksempel: at ventilerne åbner for at lukke blandingen ind, når stemplet går ned (indsugningsfase), eller at de lukker, når stemplet går op (kompressionsfase). En motors distributionssystem er ansvarlig for denne koordinering, som er en række elementer, der forbinder hver komponent gennem hjul, remme, knastaksler og andre.

Specifikt er den grundlæggende del af distributionssystemet i nutidens mest almindelige motorer tandrem eller kæde. Hun er ansvarlig for at transmittere tur til krumtapaksel til Knastaksler der åbner og lukker ventilerne. På den måde gør de det på det rigtige tidspunkt og ikke et andet. En defekt, der ville være fatal for motoren.

Hvis du ikke kender disse komponenter, kan du se, hvordan de ser ud, og hvordan de virker i artiklerne: knastaksel y tandrem. Hvis du vil have lidt mere dybde i emnet, anbefaler vi også artiklen om typer distribution i nuværende motorer. Det vil hjælpe dig til bedre at forstå, hvordan en benzinmotor fungerer. Ikke alle motorer er ens, selvom de er styret af de samme grundlæggende driftsprincipper.

Billeder – Marco Bernardini, Matt