Bensiinimoottorit ovat polttomoottoreiden luokka , joissa esipuristettu ilma-polttoaineseos syttyy sylintereissä olevasta sähkökipinästä . Tämän tyyppisen moottorin tehonsäätö suoritetaan pääsääntöisesti säätämällä ilmavirtausta kaasuventtiilin läpi .
Yksi kaasun tyyppi on kaasuttimen kaasu, joka säätelee palavan seoksen virtausta polttomoottorin sylintereihin. Työkappale on pyörivälle akselille kiinnitetty levy, joka on sijoitettu putkeen, jossa ohjattu väliaine virtaa. Autoissa kaasua ohjataan kuljettajan istuimelta jalkapolkimella . Nykyaikaisissa autoissa kaasupolkimen ja kaasun välillä ei ole suoraa mekaanista yhteyttä. Peltiä pyörittää sähkömoottori, jota ohjaa elektroninen ohjausyksikkö (ECU). Poljinlohko sisältää potentiometrin, joka muuttaa vastustaan polkimen asennon mukaan.
Ensimmäisen käytännöllisen bensiinimoottorin rakensi vuonna 1876 Saksassa Nikolaus Otto , vaikka aiempia yrityksiä olivat tehneet Étienne Lenoir , Siegfried Marcus , Julius Hock ja George Brighton .
Katso myös: Autotraktoreiden moottoreiden luokitus Arkistoitu 1. tammikuuta 2013 Wayback Machinessa
Kuten nimestä voi päätellä, nelitahtisen moottorin sykli koostuu neljästä päävaiheesta - iskuista .
1. Sisääntulo. Mäntä liikkuu yläkuolokohdasta (TDC) alakuolokohtaan (BDC). Tässä tapauksessa nokka-akselin nokat avaavat imuventtiilin ja tämän venttiilin kautta tuore polttoaine-ilmaseos imetään sylinteriin. 2. Puristus. Mäntä siirtyy BDC:stä TDC:hen puristaen seosta. Tämä nostaa merkittävästi seoksen lämpötilaa. Sylinterin työtilavuuden suhdetta BDC:ssä ja polttokammion tilavuuden suhdetta TDC:ssä kutsutaan puristussuhteeksi. Puristussuhde on erittäin tärkeä parametri, yleensä mitä korkeampi se on, sitä suurempi on moottorin polttoainetehokkuus. Suurempi puristusmoottori vaatii kuitenkin korkeamman oktaaniluvun polttoainetta, mikä on kalliimpaa. 3. Palaminen ja laajeneminen (männän isku). Vähän ennen puristusjakson loppua ilma-polttoaineseos sytytetään sytytystulpan kipinällä. Männän matkan aikana TDC:stä BDC:hen polttoaine palaa ja palaneen polttoaineen lämmön vaikutuksesta työseos laajenee työntäen mäntää. Moottorin kampiakselin "alakiertymisen" astetta TDC:hen, kun seos sytytetään, kutsutaan sytytysajoitukseksi. Sytytysennakko on tarpeen, jotta suurin osa ilma-polttoaineseoksesta ehtii syttyä, kun mäntä on TDC:ssä (sytytysprosessi on hidas prosessi verrattuna nykyaikaisten moottoreiden mäntäjärjestelmien nopeuteen). Tässä tapauksessa palaneen polttoaineen energian käyttö on maksimaalinen. Polttoaineen palaminen kestää lähes kiinteän ajan, joten moottorin hyötysuhteen lisäämiseksi sinun on lisättävä sytytysajoitusta nopeuden kasvaessa. Vanhemmissa moottoreissa tämä säätö tehtiin mekaanisella laitteella, keskipakopainesäätimellä, joka vaikutti chopperiin. Nykyaikaisemmissa moottoreissa sytytyksen ajoituksen säätämiseen käytetään elektroniikkaa. Tässä tapauksessa käytetään kampiakselin asentoanturia, joka toimii yleensä induktiivisen periaatteen mukaisesti. 4. Vapauta. Käyttöjakson BDC:n jälkeen pakoventtiili avautuu ja ylöspäin liikkuva mäntä syrjäyttää pakokaasut moottorin sylinteristä. Kun mäntä saavuttaa TDC:n, pakoventtiili sulkeutuu ja sykli alkaa alusta.On myös muistettava, että seuraavan prosessin (esimerkiksi imu) ei tarvitse alkaa sillä hetkellä, kun edellinen (esimerkiksi pakokaasu) päättyy. Tätä asentoa, kun molemmat venttiilit (tulo ja poisto) ovat auki yhtä aikaa, kutsutaan venttiilin limittäiseksi. Venttiilien päällekkäisyys on tarpeen sylinterien parempaan täyttämiseen palavalla seoksella sekä sylinterien parempaan puhdistamiseen pakokaasuista.
Kaksitahtisessa moottorissa koko käyttöjakso tapahtuu kampiakselin yhden kierroksen aikana. Samaan aikaan nelitahtisen moottorin syklistä jää vain puristus ja laajeneminen . Imu- ja pakoaukot korvataan sylinterin huuhtelulla lähellä männän alakuolokohtaa, jossa tuore työseos pakottaa pakokaasut ulos sylinteristä.
Tarkemmin sanottuna moottorin työkierto on järjestetty seuraavasti: kun mäntä nousee ylös, sylinterissä oleva työseos puristuu. Samalla ylöspäin liikkuva mäntä luo tyhjiön kampikammioon. Tämän tyhjiön vaikutuksesta imusarjan venttiili avautuu ja tuore osa ilma-polttoaineseosta (yleensä öljyä lisäten ) imetään kammioon. Kun mäntä liikkuu alas, paine kammiossa kasvaa ja venttiili sulkeutuu. Työseoksen syttyminen, palaminen ja paisuminen tapahtuvat samalla tavalla kuin nelitahtimoottorissa. Kuitenkin, kun mäntä liikkuu alaspäin, noin 60 ° ennen BDC:tä, pakoaukko avautuu (sillä mielessä, että mäntä lakkaa tukkimasta pakoaukkoa). Pakokaasut (jotka ovat edelleen korkeassa paineessa) syöksyvät tämän ikkunan läpi pakosarjaan. Jonkin ajan kuluttua mäntä avaa myös imuaukon, joka sijaitsee imusarjan sivulla. Tuore seos, joka työntyy ulos kampikammiosta alaspäin menevän männän avulla, menee sylinterin työtilavuuteen ja lopulta syrjäyttää pakokaasut siitä. Tässä tapauksessa osa työseoksesta voidaan heittää pakosarjaan. Kun mäntä liikkuu ylöspäin, uusi osa työseoksesta imetään kammioon.
Voidaan nähdä, että kaksitahtisessa moottorissa samalla sylinteritilavuudella pitäisi olla lähes kaksi kertaa enemmän tehoa. Tämä etu ei kuitenkaan ole täysin toteutunut, mikä johtuu riittämättömästä huuhtelutehosta verrattuna normaaliin tuloon ja poistoon. Kaksitahtisen moottorin teho, jolla on sama iskutilavuus kuin nelitahtimoottorilla, on 1,5-1,8 kertaa suurempi.
Kaksitahtimoottoreiden tärkeä etu on ison venttiilijärjestelmän ja nokka-akselin puuttuminen.
Kaasuttimen moottoreissa palavan seoksen valmistusprosessi tapahtuu kaasuttimessa - erityisessä laitteessa, jossa polttoaine sekoitetaan ilmavirran kanssa moottorin imemän ilmavirran energian aiheuttamien aerodynaamisten voimien vuoksi.
Ruiskutusmoottoreissa polttoaine ruiskutetaan ilmavirtaan erityisillä suuttimilla , joihin syötetään polttoainetta paineen alaisena, ja annostelu tapahtuu elektronisella ohjausyksiköllä - käyttämällä virtapulssia, joka avaa suuttimen tai vanhemmissa moottoreissa erityinen mekaaninen järjestelmä.
Siirtyminen klassisista kaasutinmoottoreista suihkuttimiin johtui pääasiassa pakokaasujen (pakokaasujen) puhtausvaatimusten lisääntymisestä ja nykyaikaisten pakokaasumuuntimien ( katalysaattorit tai yksinkertaisesti katalysaattorit) asentamisesta. Se on ohjausyksikköohjelman ohjaama polttoaineen ruiskutusjärjestelmä, joka pystyy varmistamaan katalysaattoriin menevien pakokaasujen koostumuksen pysyvyyden. Koostumuksen pysyvyys on välttämätön katalyytin normaalille toiminnalle, koska nykyaikainen katalyytti pystyy toimimaan vain kapealla alueella tietystä koostumuksesta ja vaatii tiukasti määritellyn happipitoisuuden. Siksi niissä ohjausjärjestelmissä, joihin on asennettu katalyytti, pakollinen elementti on lambda-anturi , joka tunnetaan myös happianturina. Lambda-anturin ansiosta ohjausjärjestelmä, joka analysoi jatkuvasti pakokaasujen happipitoisuutta, ylläpitää tarkkaa hapen, alihapettuneiden polttoaineen palamistuotteiden ja typen oksidien suhdetta , jotka katalyytti voi neutraloida. Tosiasia on, että nykyaikainen katalyytti ei ole vain pakotettu hapettamaan hiilivetyjäännöksiä ja hiilimonoksidia , jotka eivät ole täysin palaneet moottorissa , vaan myös palauttamaan typen oksideja, ja tämä on prosessi, joka etenee täysin eri tavalla (pisteestä lähtien). kemian näkökulmasta) suuntaan. On myös toivottavaa hapettaa koko kaasuvirta vielä kerran kokonaan. Tämä on mahdollista vain ns. "katalyyttisen ikkunan" sisällä, eli kapealla polttoaineen ja ilman suhteen alueella, kun katalyytti pystyy suorittamaan tehtävänsä. Polttoaineen ja ilman suhde on tässä tapauksessa noin 1:14,7 painon mukaan (riippuu myös bensiinin C:n ja H:n suhteesta), ja se pysyy käytävässä noin plus tai miinus 5 %. Koska yksi vaikeimmista tehtävistä on typen oksidien standardien ylläpitäminen, on lisäksi tarpeen vähentää niiden synteesin intensiteettiä polttokammiossa. Tämä tehdään pääasiassa alentamalla palamisprosessin lämpötilaa lisäämällä tietty määrä pakokaasuja polttokammioon joissakin kriittisissä tiloissa ( pakokaasun kierrätysjärjestelmä ).