Μαθήματα:
- Λειτουργία του τετράχρονου βενζινοκινητήρα
- Ακολουθία πυροδότησης (διάγραμμα εργασίας)
- Έμμεση και άμεση έγχυση
- Ηλεκτρομαγνητικός εγχυτήρας (MPI)
- Piezo injector (DI)
- Στρατηγικές έγχυσης του συστήματος άμεσης έγχυσης
- Μέτρηση τάσης και ρεύματος στα μπεκ
Λειτουργία του τετράχρονου βενζινοκινητήρα:
Ο βενζινοκινητήρας εφευρέθηκε το 1876 από τον Nikolaus Otto και γι' αυτό ονομάζεται επίσης "μηχανή Otto". Σε αυτόν τον κινητήρα μείγματος, η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια. Αυτό απαιτεί αέρα, βενζίνη και σπινθήρα. Υπάρχουν διάφορες τεχνικές για να αποκτήσετε όσο το δυνατόν περισσότερο αέρα και ελεγχόμενη ποσότητα καυσίμου στον κύλινδρο. Ένας υψηλός βαθμός πλήρωσης επιτυγχάνεται με τη βοήθεια μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων ή πλήρωσης υπό πίεση. Ο ψεκασμός καυσίμου μπορεί να επιτευχθεί με δύο διαφορετικά συστήματα ψεκασμού. άμεση και έμμεση ένεση. Περισσότερα για αυτό αργότερα.
Παρά όλες τις καινοτόμες τεχνολογίες, η λειτουργία του βενζινοκινητήρα βασίζεται πάντα στην ίδια αρχή. Κατά τη διάρκεια ενός πλήρους κύκλου εργασίας, η καύση της βενζίνης οδηγεί σε περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα. Ο στροφαλοφόρος άξονας είναι προσαρτημένος στο σύστημα μετάδοσης κίνησης. Τα διάφορα βήματα του κύκλου εργασίας χωρίζονται σε τέσσερις διαδρομές. η εισαγωγή, η συμπίεση, η ισχύς και η διαδρομή εξαγωγής.
Εγκεφαλικό επεισόδιο πρόσληψης: το έμβολο κινείται από το πάνω νεκρό σημείο (TDC) στο κάτω νεκρό σημείο (ODP). Η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει ταυτόχρονα με την προς τα κάτω κίνηση του εμβόλου. Έτσι το έμβολο αναρροφά αέρα στον κύλινδρο. Ο αέρας προέρχεται από την πολλαπλή εισαγωγής και το φίλτρο αέρα. Ανάλογα με τον τύπο του κινητήρα, το καύσιμο ψεκάζεται και μέσω μπεκ ψεκασμού. Αφού το έμβολο φτάσει στο ODP, η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει.
Διαδρομή συμπίεσης: οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής είναι κλειστές και το έμβολο μετακινείται στο TDC. Το μείγμα αέρα και καυσίμου συμπιέζεται (συμπιέζεται).
Διαδρομή ισχύος: Λίγες μοίρες πριν το έμβολο φτάσει στο TDC, το μπουζί παράγει σπινθήρα. Επειδή η βενζίνη είναι πολύ εκρηκτική και υπάρχει αρκετό οξυγόνο, λαμβάνει χώρα καύση. Η δύναμη που απελευθερώνεται σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω.
Εγκεφαλικό επεισόδιο εξάτμισης: μετά τη διαδρομή ισχύος το έμβολο έχει φτάσει στο ODP. Η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει και το έμβολο κινείται ξανά προς τα πάνω. τα καμένα αέρια (καυσαέρια) ωθούνται προς τα έξω.
Μόλις το έμβολο φτάσει στο TDC, η βαλβίδα εξαγωγής κλείνει και η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει. Σε αυτήν την περίπτωση οι βαλβίδες είναι και οι δύο ελαφρώς ανοιχτές. η ταχύτητα με την οποία τα καυσαέρια ρέουν έξω από τον κύλινδρο επηρεάζει τον εισερχόμενο αέρα πέρα από τη βαλβίδα εισαγωγής. Στη συνέχεια, ο αέρας αναρροφάται ήδη ενώ το έμβολο δεν κινείται ακόμη προς το ODP. Αυτό ονομάζεται επίσης "επικάλυψη βαλβίδων".
Η διαδικασία του κυκλώματος περιγράφεται στη σελίδα Διαδικασία Seiliger. Το παρακάτω animation δείχνει την τετράχρονη διαδικασία ενός βενζινοκινητήρα.
Το κινούμενο σχέδιο δείχνει την τετράχρονη διαδικασία ενός μόνο κυλίνδρου. Στην τεχνολογία του αυτοκινήτου, οι κινητήρες είναι συχνά εξοπλισμένοι με τέσσερις κυλίνδρους. Τρεις, πέντε, έξι και οκτώ κύλινδροι χρησιμοποιούνται επίσης συχνά. Ορισμένοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν επίσης δέκα, δώδεκα ή και δεκαέξι κυλίνδρους. Οι διαδρομές ισχύος των κυλίνδρων διαδέχονται η μία την άλλη: σε έναν τετρακύλινδρο κινητήρα, συμβαίνουν δύο διαδρομές ισχύος με κάθε περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα. Η σειρά είναι σημαντική εδώ. αυτό περιγράφεται στην επόμενη ενότητα.
Εγκεφαλικό επεισόδιο πρόσληψης (1)
Διαδρομή συμπίεσης (2)
Διαδρομή ισχύος (3)
Διαδρομή εξάτμισης (4)
Ακολουθία πυροδότησης (διάγραμμα εργασίας):
Οι κινητήρες έχουν πάντα μια σταθερή σειρά πυροδότησης. Με κάθε διαδρομή ισχύος, η ισχύς καύσης μεταδίδεται στον στροφαλοφόρο άξονα μέσω του εμβόλου. Το εργατικό δυναμικό πρέπει να κατανέμεται βέλτιστα κατά την περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα, διαφορετικά μπορεί να προκύψουν ανομοιόμορφες κινήσεις (δηλαδή πρόσθετοι κραδασμοί και ακανόνιστη περιστροφή).
Με τετρακύλινδρο κινητήρα (τόσο βενζίνης όσο και ντίζελ), η σειρά πυροδότησης είναι 1-3-4-2. Αυτό σημαίνει ότι η διαδρομή ισχύος λαμβάνει χώρα πρώτα στον κύλινδρο 1, μισή περιστροφή στροφαλοφόρου περαιτέρω στον κύλινδρο 3, άλλη μισή περιστροφή περαιτέρω στον κύλινδρο 4 και άλλη μισή περιστροφή περαιτέρω στον κύλινδρο 2. Στη συνέχεια, ο στροφαλοφόρος έχει περιστραφεί 2 περιστροφές (720 μοίρες) . Υπάρχει τότε ένας πλήρης κύκλος καύσης.
Το παρακάτω διάγραμμα εργασίας δείχνει ποιοι κύλινδροι λειτουργούν σε ποια διαδρομή. Όταν ο κύλινδρος 1 εκτελεί τη διαδρομή ισχύος του, η διαδρομή της εξάτμισης πραγματοποιείται στον κύλινδρο 4. Για πληροφορίες; τα κόκκινα βέλη δείχνουν την ώρα του σπινθήρα του μπουζί.
Η εικόνα είναι ενός τετράχρονου κινητήρα όπου ο πρώτος κύλινδρος (που καθορίζεται από την πλευρά διανομής) ξεκινάει τη διαδρομή εισαγωγής του. Στη συνέχεια, το έμβολο κινείται από πάνω προς τα κάτω.
Το παραπάνω διάγραμμα εργασίας δείχνει ότι ο κύλινδρος 2 πρέπει να ξεκινήσει τη διαδρομή συμπίεσης. Αυτό είναι σωστό, γιατί είναι ακόμα στο ODP (κάτω νεκρό κέντρο). Ο κύλινδρος 3 ξεκινά τη διαδρομή της εξάτμισης και ο κύλινδρος 4 ξεκινά τη διαδρομή ισχύος (αυτή τη στιγμή δημιουργείται ο σπινθήρας από το μπουζί, ο οποίος σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω μέσω της δύναμης λόγω της καύσης του μείγματος βενζίνης-αέρα).
Σχετικές σελίδες:
