Ako funguje benzínový motor? Kľúčové fázy a komponenty

Každý deň berieme auto do práce, na pochôdzky alebo si len užívame jazdu, ale možno o tom nevieme ako funguje benzínový motor a čo spôsobuje jeho pohyb, bez ohľadu na váš typ.

Štvortaktný benzínový motor má, ako už názov napovedá, štyri fázy prevádzky. Sú to: sanie, kompresia, výkon a výfuk. Každá z nich zodpovedá zdvihu piestu alebo, čo je to isté, polovici otáčky kľukového hriadeľa a vykonáva sa vo vnútri blok motora.

Prevádzkové fázy

Fáza nasávania: vstupuje vzduch a palivo

Na začiatku fázy vstupné, piest je v hornej časti valca, nazývaný TDC (Top Dead Center). V tomto okamihu sú sacie ventily otvorené a piest klesá na spodok valca, bdc (dolná úvrať). Pri klesaní piestu sa vo vnútri valca vytvorí priehlbina, ktorá nasáva zmes vzduchu a paliva. To znamená, že „nasáva vzduch“, ako keby to bola injekčná striekačka.

Pri Pmi sa sacie ventily zatvoria a zmes vzduchu a paliva zostáva vo valci. Mimochodom, ide o zmes týchto dvoch zložiek, pretože palivo by nezhorelo, keby nemalo kyslík vo vzduchu. Z vedeckého hľadiska je to tzv palivo do benzínu a oxidujúce na kyslík, ktorý s ním vstupuje.

Fáza kompresie: vzduch a palivo sú stlačené

Druhá fáza, kompresia, piest opäť stúpa na TDC, stlačenie celej zmesi vo vnútri valca, čo tiež spôsobuje jeho zahrievanie. Tlak vo valci môže dosiahnuť približne 15 barov pri teplote blízkej 450 °C, čím sa dosiahne homogénnejšia zmes. V tejto fáze sa kľukový hriadeľ otočil o ďalšiu polovicu otáčky.

Zaujímavosťou je, že čím viac sa zmes dá stlačiť, tým viac sa využije výbuch, ktorý nastane okamžite. toto sa volá kompresný pomer motora, ktorý sa zvyčajne meria v pomeroch ako 10 1, 11 1, 12 1, 14 1…. Čo neznamená nič iné ako objem, ktorý zmes zaberá pred stlačením a objem, ktorý zaberá na konci fázy stláčania. Odporúčame článok kompresný pomer motora, aby ste lepšie pochopili tento faktor.

S tým však treba byť opatrný nespôsobuje nekontrolované samovznietenie, pretože by to poškodilo motor. Čo sa stane, keď je zmes príliš stlačená, keď je v nej príliš vysoká teplota spaľovacie komory alebo kombinácia oboch okolností. Ak chcete tomu druhému porozumieť, pozrite si príspevok o Samovznietenie, detonácia a klopanie ojnice.

Fáza výbuchu: začíname pracovať...

V tejto fáze je piest v TDC so stlačenou celou zmesou. Je to tu, keď zo zapaľovacej sviečky (benzínové motory) preskočí iskra, ktorá zapáli zmes vzduchu a paliva. V dôsledku toho dôjde k výbuchu. rýchlo expanduje spálené plyny a tlačí piest až do pmi. To je pracovná fáza motora, keďže piest dostane s výbuchom veľký impulz, aby ho preniesol na kľukový hriadeľ. Počas tejto fázy sa kľukový hriadeľ otočí o ďalšiu polovicu otáčky.

Pri spaľovacích motoroch je potrebné poznamenať veľmi dôležitý problém. Tento popis fáz je zjednodušený aby sme pochopili, ako funguje benzínový motor, ale vo fáze výbuchu toto zjednodušenie na chvíľu preskočíme. Ako sme vám povedali, explózia sa rýchlo rozpína, aby stlačila piest.

Táto rýchlosť však nie je až tak na rýchlosť, ktorou sa motor občas pohybuje. Preto existuje predstih zapaľovania, pri ktorej ide o spustenie výbuchu ešte počas stláčania zmesi. Takto zhorí skôr a najziskovejšia časť výbuchu sa zhoduje so zostupom piestu. To znamená, že fáza výbuchu a fáza kompresie "na chvíľu koexistujú" v prospech využitia paliva. Ak chcete podrobnejšie vysvetlenie tohto procesu, odporúčame tento článok Čo je predstih zapaľovania?

Výfuková fáza: plyny opúšťajú spaľovaciu komoru

Konečne sa dostávame do fázy uniknúť. Pri tejto príležitosti je piest v PMI a otvárajú sa výfukové ventily, kde výfukové plyny sa rýchlo odvádzajú. K tomu dochádza, pretože piest sa pohybuje späť nahor k tdc a tlačí ich von z vnútra valca. Keď je piest v TDC, ventily sa zatvoria. Počas výfukovej fázy sa kľukový hriadeľ otočí o ďalšiu polovicu otáčky, čím sa dokončia 4 fázy prevádzky benzínového motora.

Ako vidíte, piest je opäť v TDC, pripravený znovu začať prijímaciu fázu. Tak, že motor bude celý tento proces opakovať, pokiaľ ho budeme mať zapnutý.

Ďalšie otázky, aby ste vedeli, ako funguje benzínový motor

kľukový hriadeľ

Vo fázach štvortaktného motora to už bolo viackrát spomenuté a v akcii ste ho mohli vidieť na úvodnom videu. Jeho funkcia je taká previesť lineárny pohyb piestov v kruhu ktoré použijeme na presun auta. Najlepšia analógia je analógia cyklistu, ktorý šliape do pedálov, aby sa mohol pohybovať na bicykli. Ak sa pozriete pozorne na pohyb motora, to je to, čo robí každý z piestov pri otáčaní kľukového hriadeľa: «pedál".

Ak chcete ísť hlbšie do tejto časti motora, odporúčame články chod kľukového hriadeľa y Piest: čo to je, aké sú jeho časti, cena... Uvidíte, že ovládanie motora je jednoduchšie, ako sa zdá.

Súvisiaci článok:

Výhody a nevýhody dvojtaktného motora

Distribúcia motora

Ako ste si už mohli všimnúť, v motore je prvky, ktoré vyžadujú dokonalú koordináciu. Napríklad: ventily sa otvoria, aby vpustili zmes, keď piest klesá (fáza nasávania), alebo sa zatvoria, keď sa piest zdvihne (fáza kompresie). Za túto koordináciu je zodpovedný distribučný systém motora, čo je séria prvkov, ktoré spájajú jednotlivé komponenty prostredníctvom kolies, remeňov, vačkových hriadeľov a ďalších.

Konkrétne základnou súčasťou distribučného systému v dnešných najbežnejších motoroch je rozvodový remeň alebo reťaz. Je zodpovedná za prenos obratu kľukový hriadeľ k Vačkové hriadele ktoré otvárajú a zatvárajú ventily. Takto to urobia v správnom čase a nie inokedy. Porucha, ktorá by bola pre motor fatálna.

Ak tieto komponenty nepoznáte, môžete si pozrieť, ako vyzerajú a ako fungujú v článkoch: vačkový hriadeľ y rozvodový remeň. Tiež, ak chcete trochu hlbšie na túto tému, odporúčame tiež článok o typy rozvodov v súčasných motoroch. Pomôže vám to lepšie pochopiť, ako funguje benzínový motor. Nie všetky motory sú rovnaké, aj keď sa riadia rovnakými základnými princípmi činnosti.

Obrázky – Marco Bernardini, Matt