Emner:
- Drift av firetakts bensinmotor
- Avfyringssekvens (arbeidsdiagram)
- Indirekte og direkte injeksjon
- Elektromagnetisk injektor (MPI)
- Piezo-injektor (DI)
- Injeksjonsstrategier for direkte injeksjonssystemet
- Måling av spenning og strøm ved injektorer
Drift av firetakts bensinmotor:
Bensinmotoren ble oppfunnet i 1876 av Nikolaus Otto og kalles derfor også en "Ottomotor". I denne blandingsmotoren omdannes kjemisk energi til mekanisk energi. Dette krever luft, bensin og en gnist. Det finnes ulike teknikker for å få så mye luft og en kontrollert mengde drivstoff i sylinderen som mulig. Høy fyllingsgrad oppnås ved hjelp av variabel ventiltiming eller trykkfylling. Drivstoffinnsprøytningen kan oppnås med to forskjellige innsprøytningssystemer; direkte og indirekte injeksjon. Mer om dette senere.
Til tross for alle innovative teknologier, koker driften av bensinmotoren alltid ned til samme prinsipp. Under en fullstendig arbeidssyklus resulterer forbrenningen av bensinen i en rotasjon av veivakselen. Veivakselen er festet til drivverket. De ulike trinnene i arbeidssyklusen er delt inn i fire slag; inntak, kompresjon, kraft og eksosslag.
Inntaksslag: stempelet beveger seg fra øvre dødpunkt (TDC) til nedre dødpunkt (ODP). Innløpsventilen åpner samtidig med nedadgående bevegelse av stempelet. Stempelet suger dermed luft inn i sylinderen. Luften kommer fra inntaksmanifolden og luftfilteret. Avhengig av motortype injiseres også drivstoffet gjennom en injektor. Etter at stempelet når ODP, lukkes inntaksventilen.
Kompresjonsslag: inntaks- og eksosventilene stenges og stempelet beveger seg til TDC. Blandingen av luft og drivstoff komprimeres (klemmes).
Kraftslag: noen grader før stemplet når TDC, produserer tennpluggen en gnist. Fordi bensin er svært eksplosivt og det er nok oksygen tilstede, skjer forbrenning. Kraften som frigjøres presser stemplet ned.
Eksosslag: etter kraftslaget har stemplet nådd ODP. Eksosventilen åpnes og stempelet beveger seg opp igjen; de brente gassene (eksosgassen) presses ut.
Når stempelet når TDC, lukkes eksosventilen og inntaksventilen åpnes. I denne situasjonen er begge ventilene litt åpne; hastigheten som avgassene strømmer ut av sylinderen med, påvirker den innkommende luften forbi inntaksventilen. Luft er da allerede sugd inn mens stempelet ennå ikke beveger seg til ODP. Dette kalles også "ventiloverlapping".
Kretsprosessen er beskrevet på siden Seiliger prosess. Animasjonen nedenfor viser firetaktsprosessen til en bensinmotor.
Animasjonen viser firetaktsprosessen til kun én sylinder. I bilteknologi er motorer ofte utstyrt med fire sylindre. Tre, fem, seks og åtte sylindre er også hyppig brukt. Noen produsenter bruker også ti, tolv eller til og med seksten sylindre. Sylindrenes kraftslag følger hverandre: i en firesylindret motor oppstår to kraftslag med hver veivakselrotasjon. Rekkefølgen er viktig her; dette er beskrevet i neste avsnitt.
Inntaksslag (1)
Kompresjonsslag (2)
Kraftslag (3)
Eksosslag (4)
Avfyringssekvens (arbeidsdiagram):
Motorer har alltid en fast avfyringsrekkefølge. For hvert kraftslag overføres forbrenningskraften til veivakselen via stempelet. Arbeidskraften må fordeles optimalt når veivakselen dreies, ellers kan det oppstå ujevne bevegelser (dvs. ekstra vibrasjoner og uregelmessig rotasjon).
Med firesylindret motor (både bensin og diesel) er skuddrekkefølgen 1-3-4-2. Dette betyr at kraftslaget først skjer ved sylinder 1, en halv veivakselrotasjon videre ved sylinder 3, en annen halvrotasjon videre ved sylinder 4 og en annen halvrotasjon videre ved sylinder 2. Veivakselen har da blitt rotert 2 omdreininger (720 grader) . Det er da en fullstendig forbrenningssyklus.
Arbeidsdiagrammet nedenfor viser hvilke sylindre som jobber med hvilket slag; Når sylinder 1 utfører sitt kraftslag, skjer eksosslaget i sylinder 4. Til informasjon; de røde pilene indikerer tidspunktet for tennplugggnisten.
Bildet er av en firetaktsmotor der den første sylinderen (som bestemmes fra distribusjonssiden) starter sitt inntaksslag. Stempelet beveger seg fra topp til bunn.
Arbeidsdiagrammet ovenfor viser at sylinder 2 må begynne kompresjonsslaget. Det er riktig, fordi det fortsatt er i ODP (nederst dødpunkt). Sylinder 3 starter eksosslaget og sylinder 4 starter kraftslaget (på dette tidspunktet dannes gnisten fra tennpluggen, som skyver stempelet nedover ved hjelp av kraften på grunn av forbrenningen av bensin-luftblandingen).
Relaterte sider:
