Tárgyak:
- A négyütemű benzinmotor működése
- Tüzelési sorrend (munkadiagram)
- Közvetett és közvetlen befecskendezés
- Elektromágneses befecskendező (MPI)
- Piezo injektor (DI)
- A közvetlen befecskendező rendszer befecskendezési stratégiái
- Feszültség és áram mérése az injektoroknál
A négyütemű benzinmotor működése:
A benzinmotort 1876-ban Nikolaus Otto találta fel, ezért „Otto motornak” is nevezik. Ebben a keverékmotorban a kémiai energia mechanikai energiává alakul. Ehhez levegő, benzin és szikra kell. Különféle technikák léteznek annak érdekében, hogy a lehető legtöbb levegőt és szabályozott mennyiségű üzemanyagot nyerjük a hengerben. Változtatható szelepidőzítéssel vagy nyomástöltéssel magas töltési fok érhető el. Az üzemanyag-befecskendezés két különböző befecskendező rendszerrel valósítható meg; közvetlen és közvetett befecskendezés. Erről bővebben később.
Az innovatív technológia ellenére a benzinmotor működése mindig ugyanazon az elven alapul. A teljes munkaciklus során a benzin égése a főtengely forgását eredményezi. A főtengely a hajtáslánchoz van rögzítve. A munkaciklus különböző lépései négy ütemre vannak osztva; a szívó, kompresszió, teljesítmény és kipufogó löket.
Bevételi löket: a dugattyú a felső holtpontból (TDC) az alsó holtpontba (ODP) mozog. A bemeneti szelep a dugattyú lefelé mozgásával egyidejűleg nyílik. A dugattyú így levegőt szív be a hengerbe. A levegő a szívócsőből és a légszűrőből érkezik. A motor típusától függően az üzemanyagot egy befecskendező szelepen keresztül is befecskendezik. Miután a dugattyú elérte az ODP-t, a szívószelep bezárul.
Kompressziós löket: a szívó- és kipufogószelepek zárva vannak, és a dugattyú a TDC-be mozog. A levegő és az üzemanyag keverékét összenyomják (összenyomják).
Erőlöket: néhány fokkal azelőtt, hogy a dugattyú elérné a TDC-t, a gyújtógyertya szikrát bocsát ki. Mivel a benzin nagyon robbanásveszélyes és elegendő oxigén van jelen, égés megy végbe. A felszabaduló erő lefelé nyomja a dugattyút.
Kipufogó löket: a teljesítménylöket után a dugattyú elérte az ODP-t. A kipufogószelep kinyílik, és a dugattyú visszamozdul; az égett gázok (kipufogógáz) kiszorulnak.
Amint a dugattyú eléri a TDC-t, a kipufogószelep bezárul és a szívószelep kinyílik. Ebben a helyzetben mindkét szelep kissé nyitva van; az a sebesség, amellyel a kipufogógázok kiáramlanak a hengerből, hatással van a szívószelepen túl beáramló levegőre. A levegő ekkor már beszívódik, miközben a dugattyú még nem mozog az ODP-hez. Ezt „szelep-átfedésnek” is nevezik.
Az áramköri folyamat leírása a oldalon található Seiliger folyamat. Az alábbi animáció egy benzinmotor négyütemű folyamatát mutatja be.
Az animáció csak egy henger négyütemű folyamatát mutatja be. Az autóiparban a motorokat gyakran négy hengerrel szerelik fel. A három, öt, hat és nyolc hengert is gyakran használják. Egyes gyártók tíz, tizenkét vagy akár tizenhat hengert is használnak. A hengerek löketei követik egymást: a négyhengeres motorban minden forgattyústengely-fordulatnál két-két löket fordul elő. A sorrend itt fontos; ezt a következő részben ismertetjük.
Szívólöket (1)
Kompressziós löket (2)
Erőlöket (3)
Kipufogó löket (4)
Kigyújtási sorrend (munkadiagram):
A motoroknak mindig fix gyújtási sorrendjük van. Minden egyes löketnél az égési teljesítmény a dugattyún keresztül jut el a főtengelyhez. A főtengely forgatásakor a munkaerőt optimálisan kell elosztani, különben egyenetlen mozgások léphetnek fel (azaz további rezgések és szabálytalan forgás).
Négyhengeres (benzines és dízelmotoros) motornál a tüzelési sorrend 1-3-4-2. Ez azt jelenti, hogy a teljesítménylöket először az 1. hengernél történik, a forgattyús tengely fele forgása tovább a 3. hengernél, egy másik félfordulat tovább a 4. hengernél, és még egy félfordulat tovább a 2. hengernél. A főtengely ezután 2 fordulattal (720 fokkal) elfordul. . Ezután teljes égési ciklus következik.
Az alábbi munkadiagram azt mutatja, hogy mely hengerek milyen ütemben dolgoznak; Amikor az 1. henger végrehajtja a teljesítménylöketet, a kipufogólöket a 4. hengerben történik. Információért; a piros nyilak a gyújtógyertya gyújtásának idejét jelzik.
A képen egy négyütemű motor látható, ahol az első henger (amely az elosztó oldalról van meghatározva) elindítja a szívólöketet. Ezután a dugattyú felülről lefelé mozog.
A fenti munkadiagram azt mutatja, hogy a 2. hengernek el kell kezdenie a kompressziós löketet. Ez igaz, mert még mindig az ODP-ben (alsó holtpontban) van. A 3-as henger elindítja a kipufogólöketet, a 4-es henger pedig az erőlöketet (ekkor keletkezik a gyújtógyertyából a szikra, amely a benzin-levegő keverék égéséből származó erő hatására lefelé nyomja a dugattyút).
Kapcsolódó oldalak:
