Hvordan fungerer en bensinmotor? Nøkkelfaser og komponenter

Hver dag tar vi bilen for å gå på jobb, løpe ærend eller bare kose oss med å kjøre bil, men vi vet kanskje ikke hvordan fungerer en bensinmotor og hva er det som produserer dens bevegelse, uansett type.

En firetakts bensinmotor har, som navnet antyder, fire driftsfaser. Disse er: inntak, kompresjon, kraft og eksos. Hver av dem tilsvarer et slag av stempelet eller, hva er det samme, en halv omdreining av veivakselen og utføres inne i motorblokk.

Driftsfaser

Inntaksfase: luft og drivstoff kommer inn

I begynnelsen av fasen av adgang, stempelet er på toppen av sylinderen, kalt TDC (Top Dead Center). På dette tidspunktet er inntaksventilene åpne og stempelet går ned til bunnen av sylinderen, bdc (nederst dødpunkt). Under nedstigningen av stempelet dannes det en fordypning inne i sylinderen som trekker inn luft-drivstoffblandingen. Det vil si at den «suger luften» som om den var en sprøyte.

Ved pmi lukkes inntaksventilene og luft-drivstoffblandingen forblir inne i sylinderen. Det er forøvrig en blanding av disse to komponentene pga drivstoffet ville ikke brenne hvis det ikke hadde oksygen i luften. I vitenskapelige termer kalles det drivstoff til bensin og oksiderende til oksygenet som kommer inn med den.

Kompresjonsfase: luft og drivstoff komprimeres

Den andre fasen, kompresjon, stempelet stiger igjen til TDC, komprimere hele blandingen inne i sylinderen, noe som også får den til å varmes opp. Trykket inne i sylinderen kan nå omtrent 15 bar med en temperatur nær 450º C, noe som gir en mer homogen blanding. På dette stadiet har veivakselen snudd en halv omdreining til.

Et interessant faktum er at jo mer blandingen kan komprimeres, jo mer vil eksplosjonen som vil oppstå umiddelbart bli brukt. dette kalles motorens kompresjonsforhold, som vanligvis måles i proporsjoner som 10 den 1, 11 den 1, 12 den 1, 14 den 1…. Noe som ikke betyr noe mer enn volumet som blandingen opptar før komprimering og volumet den opptar ved slutten av komprimeringsfasen. Vi anbefaler artikkelen kompresjonsforholdet til en motor, for bedre å forstå denne faktoren.

Man må imidlertid være forsiktig med ikke forårsake ukontrollert selvantennelse, fordi det ville skade motoren. Hva skjer når blandingen komprimeres for mye, når det er for høy temperatur i forbrenningskamre eller en blanding av begge omstendigheter. Hvis du vil forstå det siste, ta en titt på innlegget om Selvantenning, detonasjon og banking av koblingsstang.

Eksplosjonsfase: vi begynner å jobbe...

I denne fasen er stempelet ved TDC med all blandingen komprimert. Det er her når en gnist hopper fra tennpluggen (bensinmotorer) som antenner blandingen av luft og drivstoff. Som et resultat oppstår en eksplosjon. utvider raskt de brente gassene og skyver stempelet opp til pmi. Dette er arbeidsfase av motoren, siden stempelet mottar en stor impuls med eksplosjonen, for å overføre det til veivakselen. I denne fasen roterer veivakselen ytterligere en halv omdreining.

Det bør bemerkes et veldig viktig problem i forbrenningsmotorer. Denne beskrivelsen av fasene er forenklet for å forstå hvordan bensinmotoren fungerer, men i eksplosjonsfasen skal vi hoppe over denne forenklingen et øyeblikk. Som vi har fortalt deg, utvider eksplosjonen seg raskt for å presse stempelet.

Denne hastigheten er imidlertid ikke så mye for hastigheten som motoren noen ganger beveger seg med. Derfor er det fremdrift av tenningen, som handler om å starte eksplosjonen mens blandingen fortsatt komprimeres. På denne måten brenner det raskere og den mest lønnsomme delen av eksplosjonen faller sammen med nedstigningen av stempelet. Det vil si at eksplosjonsfasen og kompresjonsfasen «sameksisterer et øyeblikk» til fordel for å utnytte drivstoffet. Hvis du ønsker en mer detaljert forklaring på denne prosessen, anbefaler vi artikkelen Hva er tenningsforskudd?

Eksosfase: gasser forlater forbrenningskammeret

Til slutt kommer vi til scenen av flykte. Ved denne anledningen står stempelet på PMI og eksosventilene åpner, hvor eksosgassene evakueres raskt. Dette skjer fordi stempelet beveger seg tilbake opp til tdc og skyver dem ut av innsiden av sylinderen. Når stempelet står på TDC, stenger ventilene. Under eksosfasen roterer veivakselen ytterligere en halv omdreining, og fullfører de 4 driftsfasene til bensinmotoren.

Som du kan se er stempelet igjen hos TDC, klar til å starte opptaksfasen igjen. På en slik måte at motoren vil gjenta hele denne prosessen så lenge vi holder den på.

Flere spørsmål for å vite hvordan en bensinmotor fungerer

veivaksel

Den har allerede blitt nevnt flere ganger i fasene til firetaktsmotoren og du har kunnet se den i aksjon i videoen i begynnelsen. Dens funksjon er at konvertere lineær bevegelse av stemplene i sirkelen som vi skal bruke til å flytte bilen. Den beste analogien er en syklist som tråkker for å komme seg rundt på en sykkel. Hvis du ser nøye på bevegelsen til motoren, er det det hvert av stemplene gjør når du dreier veivakselen: «pedal".

Ønsker du å gå dypere inn i denne delen av motoren, anbefaler vi artiklene veivakseldrift y Stempelet: hva er det, hva er dets deler, pris ... Du vil se at driften av en motor er enklere enn det ser ut til.

Relatert artikkel:

Fordeler og ulemper med totaktsmotoren

Distribusjon av en motor

Som du kanskje allerede har lagt merke til, er det i motoren elementer som krever perfekt koordinering. For eksempel: at ventilene åpnes for å slippe inn blandingen når stempelet går ned (inntaksfasen) eller at de stenger når stempelet går opp (kompresjonsfasen). Distribusjonssystemet til en motor er ansvarlig for denne koordineringen, som er en serie elementer som forbinder hver komponent gjennom hjul, belter, kamaksler og andre.

Nærmere bestemt er den grunnleggende delen av distribusjonssystemet i dagens vanligste motorer registerreim eller kjede. Hun er ansvarlig for å overføre turn of the veivaksel en los Kamaksler som åpner og lukker ventilene. På den måten gjør de det til rett tid og ikke et annet. En defekt som ville være dødelig for motoren.

Hvis du ikke kjenner disse komponentene, kan du se hvordan de ser ut og hvordan de fungerer i artiklene: kamaksel y registerreim. Også, hvis du vil ha litt mer dybde på emnet, anbefaler vi også artikkelen om typer distribusjon i nåværende motorer. Det vil hjelpe deg å bedre forstå hvordan en bensinmotor fungerer. Ikke alle motorer er like, selv om de er styrt av de samme grunnleggende driftsprinsippene.

Bilder – Marco Bernardini, Matt