Mi az a 4 ütemű motor? | Hogyan működik egy négyütemű motor?

motorok legszélesebb körben használják az egész világon számos alkalmazás. Ezeket különböző járművekben használják, például buszokban, teherautókban, kisteherautókban és motorkerékpárokban stb. Különböző típusú motorok léteznek, ezek egyike a 4 ütemű motor. A dugattyús löketek száma szerint a motoroknak két fő típusa van:

1. 2-löket motor
2. 4 ütemű motor

az előző cikkben a 2 ütemű motort tárgyaltuk. Ezért ebben a cikkben elsősorban a négyütemű motort tárgyaljuk.

mi az a négyütemű motor?

a 4 ütemű motor egy IC Motor, amely a dugattyú négy löketét használja a munkaciklus befejezéséhez. Az üzemanyag hőenergiáját hasznos mechanikai munkává alakítja a dugattyú felfelé vagy lefelé történő mozgása miatt. Ezért a dugattyús motor kategóriájába tartozik.

a négyütemű motor a forgattyústengely két fordulatának és a dugattyú 4 ütemének befejezése után befejezi a teljesítményciklust. Ezeket a motorokat a legszélesebb körben használják különböző járművekben, például könnyű teherautókban, buszokban, kisteherautókban, autókban stb.

ebben a dugattyús motorban a kompressziós folyamat a dugattyú fel-le mozgása miatt következik be.

a fő különbség a 2-ütemű és a 4-ütemű motorok között az, hogy a 2-ütemű motor csak két ütemben teljesíti a munkaciklust, míg a négyütemű motor a dugattyú négy ütemével teljesíti a munkaciklust. A 2 ütemű motor kevesebb szennyezést okoz, mint a 2 ütemű motor.

hogyan működik a 4 ütemű motor?

a négyütemű motor a következő lépésekben működik:

1. szívó folyamat
2. tömörítési folyamat
3. teljesítmény folyamat
4. kipufogó folyamat

1) szívási löket

• amint a dugattyú a TDC-től (lefelé) a BCD felé fordul, vákuum kezd termelni a kompressziós kamrában (hengerben).
• amikor a vákuum a kompressziós kamrában keletkezik, a kipufogószelep bezáródik, és a bemeneti szelep kinyílik.
• amikor a szívószelep kinyílik, a levegő-üzemanyag keverék elkezd belépni a kompressziós kamrába.

2) kompressziós löket

• amint a kompressziós kamra belső nyomása megegyezik a külső nyomással, a szívószelep bezáródik, és a kompressziós löket elindul.
• ahogy a dugattyú felfelé mozog (BCD-ről TDC-re), összenyomja a levegő-üzemanyag keveréket a kompressziós kamrában, és növeli a levegő-üzemanyag keverék hőmérsékletét és nyomását.

3) teljesítmény löket

• a teljesítmény löket égési löket néven is ismert.
• amikor a kompressziós löket majdnem teljes, egy gyújtógyertya elégeti a sűrített levegő-üzemanyag keveréket.
• amint az üzemanyag meggyullad, az energia úgy keletkezik, hogy a dugattyú a kémiai reakció kibővítésével a TDC-ről a BDC-re mozog. Ezért ezt a stroke-ot POWER STROKE-nak nevezik.
• ennek az égési folyamatnak köszönhetően a keverék hőmérséklete és nyomása nagyon magas lesz. A nyomás növekedése miatt a levegő-üzemanyag keverék a dugattyút lefelé mozgatja (a BCD felé a TDC-től), és meghajtja a főtengelyt, amely tovább mozgatja a járművet.
• e folyamat során mind a bemeneti, mind a kipufogószelep zárva marad.

4) kipufogógáz-löket

• a teljesítmény-löket befejezése után a kipufogógáz-löket elindul.
• a kipufogógáz-löketben a dugattyú ismét felfelé mozog (BDC-ről TDC-re).
• e löket alatt a szívószelep bezáródik, a kipufogószelep pedig kinyílik. A dugattyú kiszorítja a kipufogógázokat az égéstérből.
• a kipufogógáz-löket befejezése után a dugattyú ismét lefelé mozog (TDC-ről BDC-re), szívja a levegő-üzemanyag keveréket, és az egész ciklus megismétlődik. Ez az utolsó löket kiszorítja az elhasznált gázokat/kipufogógázokat a hengerből.

olvassa el még: a 2 ütemű motor működése

a négyütemű motor PV diagramja

a következő PV diagram a 4 ütemű motor munkaciklusát mutatja. A négyütemű motor a következő lépésekben fejezi be a munkaciklust:

• izobár folyamat (0-1): az izobár folyamat során a dugattyú lefelé mozog, és vákuumot hoz létre az égéstérben. A vákuum létrehozása során nyomáskülönbség keletkezik a légköri nyomás és a kamra belső nyomása között. Ennek a nyomáskülönbségnek köszönhetően a szívószelep kinyílik, és a levegő-üzemanyag keverék belép az égéstérbe.
• adiabatikus folyamat (1-2): Az izobár folyamat befejezése után a bemeneti szelep bezáródik, és a dugattyú felfelé mozog, és nyomás alá helyezi a levegő-üzemanyag keveréket. A folyamat során a dugattyú megemeli a keverék hőmérsékletét és nyomását, de a hő nem változik.
• Izochorikus folyamat (2-3): a gyújtógyertya a kompressziós löket végén meggyújtja a levegő-üzemanyag keveréket (adiabatikus folyamat). Ez a folyamat növeli a levegő-üzemanyag keverék hőmérsékletét és nyomását, és magas hőmérsékletű és nyomású keverékké alakítja. Ez a gyújtási folyamat növeli a levegő-üzemanyag keverék entrópiáját (hőjét) is.
• Teljesítménylöket (3-4.folyamat): ebben a löketben a gyújtási folyamat miatt keletkező hőt a dugattyú lefelé mozgatására használják, ami tovább mozgatja a főtengelyt. A főtengely mozgása mozgatja a járművet. Ezért ezt a folyamatot hatalmi löketnek nevezik.
• kipufogási fázis (4-1): ebben a fázisban a dugattyú ismét felfelé mozog, és a kipufogószelep kinyílik, ami a hulladékhőt az égéstérből bocsátja ki. A haszontalan hő eltávolítása miatt a levegő-üzemanyag keverék molekuláinak kinetikus energiája csökken. Ismét a nyomáskülönbség a légköri nyomás és a kamra belső nyomása között keletkezik, és az egész ciklus megismétlődik.

történelem

Atkinson ciklus

• 1882-ben James Atkinson tervezte az Atkinson ciklus motorját. Együtemű IC Motor volt.
• ezt a ciklust a teljesítménysűrűség rovására történő hatékonyság biztosítására találták ki. Manapság az Atkinson ciklusú motort néhány legújabb hibrid elektromos alkalmazásban használják.
• az eredeti 4 ütemű, Atkinson-ciklusú dugattyús motor lehetővé tette a szívó löketet, a kompressziós löketet, a teljesítményütemet és a kipufogógáz-löketet a főtengely egy fordulatában, hogy megakadályozza az Otto-motorra vonatkozó egyes szabadalmak megsértését.
• az Atkinson motor egyedi főtengely-konstrukciója különböző tömörítési és tágulási arányokat eredményezhet. A teljesítmény löket hosszabb, mint a kompressziós löket, így a motor nagyobb entalpia (hőhatékonyság), mint a hagyományos dugattyús motorok.
• az Atkinson motor kezdeti kialakítása nem más, mint történelmi kíváncsiság. Számos legújabb motor nem hagyományos szelepvezérléssel rendelkezik, hogy a hosszabb löketet vagy a rövidebb kompressziós lökethatásokat generálja, ami javítja az üzemanyag-fogyasztást.

Olvassa El Még: Az Atkinson ciklus működése

Dízel ciklus

• a dízelmotor az Otto motor gyakorlati előrelépése 1876-tól.
• 1861-ben Otto úgy érezte, hogy a motor termelékenysége javítható a levegő-üzemanyag keverék gyújtás előtti összenyomásával, Rudolf Diesel pedig hatékonyabb motort kívánt készíteni, amely nehezebb üzemanyagokkal is képes működni.
• ugyanazon okok miatt, mint az Otto, a Diesel olyan motort tervezett, amely képes ellátni a kisebb ipari vállalatokat saját erővel, hogy versenyezzenek az olyan nagyvállalatokkal, mint az Otto, és csökkentsék a közösség üzemanyag-ellátásának igényeit. Az Otto-hoz hasonlóan hosszú ideje volt egy nagy kompressziós motor felépítése, amely spontán meggyújthatja a hengerbe befecskendezett üzemanyagot. Diesel első motorjában levegő-üzemanyag keveréket használt.
• 1893-ban a dízelt végül sikeres motorként fejlesztették ki. A nagy kompressziós motorokat, amelyek a levegő-üzemanyag kompresszió magas összenyomódása miatt meggyújtják az üzemanyagot, dízelmotoroknak nevezzük. A dízelmotor mind négyütemű, mind kétütemű kivitelben elérhető.
• a 4 ütemű dízelmotorokat a legtöbb nagy teherbírású alkalmazásban használják, például teherautókban, buszokban és lapátokban stb. Ez a motor nehéz fűtőolajat használ,amely több energiát tartalmaz, és kevesebb finomítást igényel.

olvassa el még: dízelmotor működése

négyütemű Motorteljesítmény-korlátozások

a motor kimenő teljesítménye a beszívott levegő mennyiségétől függ. A dugattyús motor teljesítménye (legyen az 4 ütemű vagy 2 ütemű motor) a fordulatszámtól (RPM), az üzemanyag fűtőértékétől, a veszteségtől, a levegő-üzemanyag aránytól, a térfogathatékonyságtól, az üzemanyag-levegő keverék oxigéntartalmától és az égéstér méretétől függ. Végül a motor fordulatszáma a kenés és az anyag szilárdsága révén szabályozható.

a hajtórúd, a dugattyú és a motor szelepe erős gyorsulási erőkkel néz szembe. A nagy motorfordulatszám motorkárosodáshoz, teljesítményvesztéshez, dugattyúgyűrű csapkodásához vagy más fizikai károsodáshoz vezethet. Amikor a dugattyúgyűrű függőlegesen rezeg a dugattyúhoronyban, amelyben a dugattyúgyűrű található, a dugattyúgyűrű lebeg.

a gyűrűs csapkodás célja a hengerfal és a gyűrű közötti tömítés leülepítése, ami a hengerben az erő és a nyomás elvesztéséhez vezet.

ha a motor túl gyorsan forog, a szeleprugó nem tudja elég gyorsan bezárni a szelepet. Ezt gyakran “szelep úszónak” nevezik, és a dugattyú megüti a szelepet, és komoly motorszakadást okoz.

nagy sebességnél a dugattyú-henger falfelületének kenése általában megsérül. Ezért az ipari motor dugattyúsebessége legfeljebb 10 m/s.

olvassa el még: Különböző típusú motorok

a 4 ütemű dízelmotor alkatrészei

a négyütemű motor a következő fő alkotóelemekkel rendelkezik:

1. üzemanyag-befecskendező
2. dugattyú
3. szívószelep
4. kipufogószelep
5. főtengely
6. összekötő rúd
7. motorblokk
8. lendkerék

1) dugattyú és dugattyúgyűrű

a 4 ütemű dízelmotor dugattyúja dugattyús mozgást eredményez. Összekötő rúdon keresztül csatlakozik a főtengelyhez. Egy hajtórúdon keresztül továbbítja mozgását a főtengelyre. A dugattyú lefelé-felfelé mozog a motor hengerén belül.

amikor a dugattyú felfelé mozog, beszívja a levegőt a henger belsejében, miközben lefelé mozogva összenyomja a levegőt. A dugattyú mozgása miatt a henger belsejében lévő levegő-üzemanyag keverék hőmérséklete és nyomása nő.

a motor dugattyúja összetett szerkezetű, acél koronával és gömbgrafitos öntöttvas szoknyával. Ez a szoknya nyomáskenést használ, hogy biztosítsa az olaj szállítását a henger bélésébe minden egyes munkakörülmény alatt. Olaj feds felé hűtőcsatorna tetején a dugattyú keresztül a hajtórudak. Minden dugattyúgyűrű krómozott, hogy ellenálljon a kopásnak. A dugattyúgyűrű tartalmaz egy rugóval kompatibilis olajszabályozó gyűrűt és 2 vezető kompressziós gyűrűt. A dugattyúgyűrű hornya kiváló kopásállósággal rendelkezik, stabilizált.

2) henger lineáris

a négyütemű motor ezen alkatrészének magas, merev gallérja van a deformáció csökkentése érdekében. Ez a lineáris anyag egy szürke öntöttvas ötvözet, nagy szilárdsággal és ragyogó kopásállósággal. Pontosan elhelyezett függőleges hűtővíz lyukak biztosítják a pontos hőmérséklet-szabályozást. A furatfényezés kockázatának elkerülése érdekében a lineáris védő polírozó gyűrűvel van felszerelve.

a hengerbélés és a hengerblokk közötti tér kettős O-gyűrűvel van lezárva. A lineáris felső vége polírozásgátló gyűrűvel van ellátva, amely megakadályozza a belső furatok polírozását és csökkenti a kenőolaj fogyasztását.

3) nagy végcsapágyak és Főcsapágyak

a nagy végcsapágy egy ólom bronz bélés háromfém acél háttámlával és vastag, sima futó réteggel. A bi-metal csapágy, valamint a tri-metal csapágy kimerült, mint a fő csapágyak.

4) összekötő rúd

fő cikk: Összekötő rúd

a 4 ütemű dízelmotor ezen összetevője összeköti a motor főtengelyét és a dugattyút. Ötvözött acélból készül, egy darabban kovácsolva. A hajtórudat kör keresztmetszetben megmunkálják. A hajtórúd alsó oldala vízszintes irányban hasad, így a hajtórúd és a dugattyú eltávolítható a hengerbélésből. A gudgeon csapágy háromfémből áll.

a hajtórúd összes csavarja hidraulikusan meg van húzva. A lyukak a hajtórúd közvetlen olaj a dugattyúk és gudgeon csapágy. A motor ezen alkotóeleme továbbítja a dugattyú mozgását a főtengelyre, amely tovább mozog a jármű kerekéhez.

5) főtengely

a főtengely a motor dugattyújának dugattyús mozgását forgó mozgássá alakítja. Ez az összes motor alapvető eleme. Ez a rész kinetikus energia formájában továbbítja a végső teljesítményt. Ez egy darab formájában készül. A hajtórúd összekapcsolja a főtengelyt a motor dugattyújával.

olvassa el még: a főtengely működése

6) motorblokk

a motorblokk gömbgrafitos vasból készül, és minden hengerhez alkalmas. A fő csapágyfedelek alulról két hidraulikus feszítőcsavarral vannak rögzítve.

ezek a kupakok a motorblokkon keresztül oldalirányban az alsó és a felső rész felé irányulnak. A hidraulikusan meghúzott vízszintes oldalsó csavar támogatja a fő csapágyfedelet.

Olvassa El Még: A motorblokk működése

7) vezérműtengely

a bemeneti és kipufogószelepek nyitására és zárására, valamint a nagynyomású dízelmotor üzemanyag-szivattyújának vezérlésére szolgál.

olvassa el még: a vezérműtengely működése

8) Gyújtógyertya

benzinmotorokban vagy SI motorokban használja. A levegő-üzemanyag keverék szikráját biztosítja, hogy meggyújtsa.

9) üzemanyag-befecskendező szelep

az üzemanyag befecskendezésére szolgál a motor hengereiben. Egyes motorok üzemanyag-szivattyút használnak üzemanyag-befecskendező helyett.

10) lendkerék

ez az alkatrész a négyütemű benzinmotor szerelt öntöttvas pólus. Az energiát tehetetlenségként tárolja.

a 4 ütemű motorok előnyei és hátrányai

a négyütemű motornak a következő előnyei és hátrányai vannak:

a négyütemű motor előnyei

1. megbízhatóság: az ilyen típusú dízelmotorok megbízhatóbbak és hatékonyabbak.
2. tartósság: ezek a motorok nagy tartósságúak, mint a 2 ütemű motorok.
3. környezetbarát: Ezek a motorok környezetbarátak, mert a 4 ütemű motor kevésbé veszélyes füstöket bocsát ki, mint egy 2 ütemű motor.
4. ezek a motorok a legjobbak nehéz rakományokhoz és nehéz járművekhez.
5. üzemanyag-hatékonyság: ezek a motorok magas üzemanyag-hatékonysággal rendelkeznek, mint a 2 ütemű motorok.
6. zaj: ezek csendes működéssel rendelkeznek, mint a kétütemű motorok
7. nagyobb nyomaték: alacsony fordulatszámon a négyütemű motorok nagyobb nyomatékot produkálnak, mint a 2 ütemű motorok.
8. nagyobb üzemanyag-hatékonyság: ez a típusú IC Motor nagyobb üzemanyag-hatékonysággal rendelkezik, mint egy kétütemű motor.
9. nincs szükség extra olajra: ez a motor nem igényel további kenést vagy olajat az üzemanyag hozzáadásához. Csak az esztergáló alkatrészek igényelnek közbenső kenést.

1. ezek a dízelmotorok a legkisebb NOX-ot termelik.

a négyütemű motor hátrányai

1. teljesítmény: ez a motor alacsonyabb teljesítményű, mint a kétütemű motor.
2. drága: a négyütemű motornak sok alkatrésze van. Ezért magas költsége van, mint egy kétütemű motor.
3. tömeg: Ezeknek a motoroknak nagy a súlya, mint a 2 ütemű motoroknak
4. szükséges terület: a telepítéshez nagy területre volt szükség.
5. dugattyús löketek: a teljesítményciklus befejezéséhez több dugattyús löketre van szükség.
6. tervezés: ezek a motorok összetett kialakításúak.

mi a különbség a 4 ütemű dízelmotor és a 4 ütemű benzinmotor között?

benzinmotor	dízelmotor
ez a motor az otto ciklus alapján működik.	dízelmotor alapján működik.
ebben a motorban a gyújtási folyamat a gyújtógyertya által biztosított szikra miatt következik be.	ebben a motorban a gyújtás a levegő-üzemanyag keverék nagy összenyomódása miatt következik be.
benzint vagy benzint használ munkafolyadékként.	dízelt használ.
ez a motor kevésbé hatékony.	ez a leghatékonyabb.
alacsony tömörítési aránya van.	ennek a motornak nagy a tömörítési aránya.
kevesebb üzemanyagot használ.	kis mennyiségű üzemanyagot használ.
ezeket a motorokat többnyire kis alkalmazásokban használják, mint például kerékpárok, motorkerékpárok, generátorok stb.	ezeket a motorokat többnyire nagy teherbírású alkalmazásokhoz használják, például buszokhoz, teherautókhoz és kisteherautókhoz stb.

GYIK szakasz

mit jelent a 4 ütemű motor?

milyen példák vannak egy 4 ütemű motorra?

melyik motor termel kevesebb szennyezést, 2 vagy 4 ütemű?

melyik a gyorsabb, 2 vagy 4 stroke?

van egy hatütemű motor?

1. különböző típusú motorok
2. különböző típusú dugattyús motorok
3. 2 ütemű motor működése
4. gőzgép működése
5. IC motorok típusai
6. külső égésű motorok típusai
7. SI vagy benzinmotor működése