Kako funkcioniše četvorotaktni motor: vodič kroz ciklus sagorevanja

Četvorotaktni motor predstavlja temelj većine savremenih vozila, složen sistem koji pretvara hemijsku energiju goriva u mehaničku energiju kroz četiri faze. Ovaj ciklus rada, poznat i kao Otto ciklus za benzin motore ili Diesel ciklus za dizel motore, ponavlja se neprekidno kako bi se generisala snaga potrebna za pokretanje vozila.

Unutrašnji motori sa sagorevanjem dele se na dva glavna tipa: motore sa sagorevanjem usled kompresije (diesel) i motore sa zapaljenjem iskrom (benzinski). Obe vrste koriste isti osnovni princip četiri takta, sa razlikama u načinu paljenja smeše goriva i vazduha.

Struktura i osnovne komponente

• Piston: pokretni element koji se kreće unutar cilindra
• Cilindar: prostor gde se odvija proces sagorevanja
• Ventili za usisavanje i izduvavanje: kontrolišu ulaz i izlaz tečnosti
• Radilica (radilica): pretvara linearno kretanje pistona u rotaciono
• Svjećica (na benzin) ili ubrizgivač (na dizel): obezbeđuju paljenje goriva

Vreme 1: Usisavanje - unošenje smeše goriva i vazduha

Piston se pomera naniže, prema radilici, stvarajući pozitivan podtlak u cilindru koji omogućava usisavanje smeše goriva i vazduha. U ovoj fazi:

• Ventili za usisavanje su potpuno otvoreni
• Ventili za izduvavanje ostaju zatvoreni
• Na benzin motorima smeša goriva i vazduha se prethodno priprema
• Na dizel motorima u cilindar ulazi samo čist vazduh

Efikasnost ove faze direktno utiče na konačnu snagu motora. Neispravno usisavanje može značajno smanjiti performanse vozila.

Vreme 2: Kompresija - priprema za sagorevanje

U ovom trenutku, i ventil za izduvavanje i ventil za usisavanje su zatvoreni, stvarajući potpuno zatvoren volumen. Piston počinje da se podiže unutar cilindra, kompresujući smešu do značajno manjeg volumena.

Parametri važni za kompresiju

• Kompresioni odnos: varira između 8:1–12:1 za benzin i 14:1–23:1 za dizel
• Porast temperature: vazduh se zagreva kompresijom do 300–500°C
• Pritisak: povećava se na 12–20 bara za benzin i 30–55 bara za dizel

Kod dizel motora, temperatura nastala kompresijom je visoka dovoljno da dopusti samozapaljenje goriva ubrizganog u sledećoj fazi.

Vreme 3: Sagorevanje i ekspanzija - generisanje snage

Ovo je trenutak kada hemijska energija prelazi u mehaničku energiju. Smeša goriva u cilindru se pali:

Pročitaj i

Cene goriva: značajno povećanje i kriza u rumunskom naftnom sektoru

Sveukupna ekonomska nestabilnost uzrokovana pandemijom COVID-19 i ratnim sukobom u Ukrajini direktno utiče na rast cena...

• Na benzin motorima: iskrom koju obezbeđuje svjećica
• Na dizel motorima: samozapaljenjem zahvaljujući visokoj temperaturi nastaloj kompresijom

Ekstremni parametri sagorevanja

• Pritisak doseže 30–40 bara kod benzin motora i do 150 bara kod dizel motora
• Temperaturu pređe 2200°C, a može dostići i 2500°C
• Trajanje sagorevanja: samo nekoliko milisekundi

Zbog ovog ogromnog pritiska, piston se prisiljava da se snažno pomera naniže unutar cilindra i prenosi snagu nastalu eksplozijom na radilicu putem klipnjače.

Vreme 4: Izduvavanje - uklanjanje gasova izgorenenih

U završnoj fazi ciklusa, ventili za usisavanje ostaju zatvoreni, dok se izduvni ventil otvara kako bi se uklonili gasovi nastali sagorevanjem.

Detaji tehnički važni:

• Izduvni ventil se otvara pre nego što piston dostigne donju mrtvu tačku
• Ovo rano otvaranje osigurava optimalno uklanjanje gasova iz sagorevanja
• Gasovi izduvavanja imaju temperature od 400–900°C
• Pritisak izduvavanja varira između 1,2–1,8 bara

Sinhronizacija i ponavljanje ciklusa

Četiri takta se odvijaju tokom dva potpuna okretaja radilice (720 stepeni). Savršena sinhronizacija obezbeđuju:

• Bregasta osovina: kontroliše otvaranje i zatvaranje ventila
• Sistem distribucije: kaiš ili lanac distribucije
• Volanta: održava inerciju između ciklusa

Kod motora koji radi na 3000 rpm, ovaj ciklus se ponavlja 1500 puta u minuti po svakom cilindru, što demonstrira izuzetnu preciznost potrebnu za pravilno funkcionisanje.

Pročitaj i

Koliko goriva držati u rezervoaru da biste zaštitili pumpu za benzin

Mnogo priča o ostatcima koji se nakupljaju na dnu rezervoara i pretvaraju u mulj često ima zrno istine. U stvari, nivo g...

Efikasnost i moderne optimizacije

Motori sa četiri takta danas koriste brojne optimalizacije:

• Direktna ubrizgavanje goriva
• Turbo punjenje koje povećava snagu povećavanjem gustine vazduha
• Varijabilna distribucija ventila
• Sistemi recirkulacije ispušnih gasova

Razumevanje ovih četiri temeljna takta pruža čvrstu osnovu za razumevanje funkcionisanja bilo kog motora sa unutrašnjim sagorevanjem, što je važno i za auto entuzijaste i za one koji žele bolje da razumeju vozilo koje voze.“