Neljataktiline mootor: kuidas see töötab ja millised on selle eelised
Neljataktiline mootor ehk kõnekeeles neljataktiline on neljataktiliselt töötav kolbpõlemismootor. See tähendab, et mootori töötsükkel toimub nelja kolvilöögi ja väntvõlli kahe pöörde ajal.
Säde- ja diiselmootorite töötsüklid on veidi erinevad olenevalt segu süütamise viisist. Nii et vaatame, kuidas töötavad neljataktiline bensiinimootor ja neljataktiline diiselmootor.
Sisu
Neljataktilise mootori funktsioon
Kuna bensiini- ja diiselmootorite töötsüklid on veidi erinevad, siis räägime mõlemast eraldi.
Bensiini neljataktiline mootor
1. Sisselaske insult
Kolvi allapoole liikudes suureneb ruum kolvi kohal ja samal ajal avanevad ka sisselaskeklapid. See põhjustab rõhu languse kolvi kohal (rõhk kolvi kohal on atmosfäärirõhust madalam). See rõhuerinevus võimaldab mootoril imeda sisselasketoru kaudu silindritesse vajalikku õhku.
Mootori kolvid: kuidas need töötavad?
Kuid lisaks õhule endale siseneb silindritesse ka kütus. Õhk ja kütus moodustavad koos süttiva segu. Süütesegu moodustub olenevalt kütuse sissepritsetehnoloogiast sisselaskekanalites, sisselaskekollektoris või silindris.
2. Kokkusurumine
Pärast seda, kui kolb jõuab oma alumisse surnud punkti ja sisselaskefaas on lõppenud, hakkab see liikuma ülespoole. Kolb surub oma ülespoole liikumisega segu kokku, mis selle tulemusena kuumeneb ja kuna see ei saa paisuda, siis tõuseb ka rõhk.
Kompressiooniaste: milline on selle mõju mootorile?
Kõrge temperatuur ja rõhk soodustavad kütuse aurustumist ja õhuga segunemist, muutes segu plahvatusohtlikumaks. Samas ei tohi segu kokkusurumisel liiga palju kokku suruda, et see ei saavutaks kütuse isesüttimistemperatuuri (detonatsioonipõlemine). Kompressiooni ajal on sisselaske- ja väljalaskeklapid suletud.
3. Laienemine
Selles etapis algab põlemisprotsess. Süüteküünlale hüppab säde ja süütab kokkupressitud segu. Pärast süütamist hakkab segu paisuma, surudes kolvile ja nihutades seda allapoole oma alumisse surnud punkti, muutes soojusenergia mehaaniliseks tööks.
4. Heitgaas
Selle faasi ajal avanevad väljalaskeklapid, mis võimaldavad heitgaasidel silindrist väljuda. Paisumise lõppedes on rõhk silindris kõrgem kui atmosfäärirõhk, mille tõttu surutakse heitgaasid silindrist välja. Kolb surub ülejäänud heitgaasid välja, liikudes oma ülemise surnud punkti poole.
Silindri tühjendamise parandamiseks sulguvad väljalaskeklapid aga alles pärast seda, kui kolb jõuab ülemisse surnud punkti ja sisselaskeklapid on juba avatud.
Kui kõik neli tsüklit on lõppenud, algab mootori töötsükkel uuesti.
Neljataktiline diiselmootor:
Neljataktilise diiselmootori tööpõhimõte on väga sarnane neljataktilise bensiinimootori tööga. Peamine erinevus seisneb selles, et silindritesse tõmmatakse ainult puhast õhku. Pärast kokkusurumist ja kuumutamist pihustatakse diislikütust ning saadud segu süüdatakse survesoojuse toimel.
1. Sisselaske insult
Kolb liigub ülemisest surnud punktist allapoole alumisse surnud punkti, suurendades ruumi kolvi kohal ja avades sisselaskeklapid. See paneb vajaliku koguse õhku sisselasketoru kaudu silindritesse sisenema.
2. Kokkusurumine
Pärast seda, kui kolb jõuab oma alumisse surnud punkti ja sisselaskefaas on lõppenud, hakkab see liikuma ülespoole. Kolb liigub seega oma alumisest surnud kohast tagasi ülemisse surnud punkti, samal ajal kui selle ülespoole liikumine surub õhku kokku, mis selle tulemusena kuumeneb, kuid suurendab ka selle rõhku.
Vahetult enne, kui kolb jõuab ülemisse surnud punkti, süstitakse põlemiskambrisse kütust, mis segatakse, aurustatakse ja süüdatakse, põhjustades paisumist.
3. Laienemine
Pärast segu süütamist vabaneb põlemisel kütuse soojusenergia, mis väljendub gaasirõhu suurenemises silindris. Seega mõjub gaasirõhk mootori kolvile, mis muundab kütuse soojusenergia mootori mehaaniliseks tööks. Laienemise ajal liigub mootori kolb ülemisest surnud punktist alumisse surnud punkti.
4. Heitgaas
Neljataktilise diiselmootori töötsükli viimases osas liigub kolb avatud väljalaskeklappide korral alumisest surnud punktist ülemisse surnud punkti. See tähendab, et kolb surub heitgaasid ülespoole liikudes õhku läbi väljalaskesüsteemi. Väljalaskeklapid suletakse vahetult enne, kui kolb jõuab ülemisse surnud punkti.
Heitgaasisüsteem: millised on selle peamised komponendid?
Sama kehtib neljataktilise diiselmootori ja neljataktilise bensiinimootori kohta. Kui kõik neli tsüklit on lõppenud, algab mootori töötsükkel uuesti.
Turboülelaadurit kasutatakse sageli neljataktiliste mootorite jaoks, et tekitada ülerõhk. Varem oli aga suhteliselt laialt levinud mootorite turboülelaadimine kompressoriga. Vaatame aga neljataktilise mootori eeliseid ja puudusi võrreldes kahetaktilise mootoriga.
Neljataktilise mootori eelised:
- Madalam kütusekulu
- Tasakaalustatum ja rafineeritum töö
- Piisav võimsus ka väiksematel pööretel
- Parem määrimissüsteem
- Madal mootoriõli kulu
- Vähem heitgaase
- Parem mootori jahutus
- Pikem kasutusiga elu
Neljataktilise mootori puudused:
- Suurem kaal
- Keerulisem disain
- Rikke korral kallim remont
- Mootori ühe töötsükli jaoks on vaja kahte väntvõlli pööret ja neli kolvikäiku