Négyütemű motor

Teljesítmény limitationsEdit

A maximális áram által generált motor határozza meg azt a maximális összeget, a levegő a szervezetébe., A dugattyús motor által generált teljesítmény mennyisége a méretéhez (henger térfogatához) kapcsolódik, függetlenül attól, hogy kétütemű vagy négyütemű motor, térfogati hatékonyság, veszteségek, levegő-üzemanyag arány, az üzemanyag fűtőértéke, a levegő oxigéntartalma és a sebesség (fordulatszám). A sebességet végső soron az anyag szilárdsága és a kenés korlátozza. A szelepek, dugattyúk és összekötő rudak súlyos gyorsulási erőket szenvednek. Nagy motorfordulatszám esetén fizikai törés és dugattyúgyűrű-ingadozás léphet fel, ami áramkimaradást vagy akár motorpusztulást is okozhat., A dugattyúgyűrű csapkodása akkor fordul elő, amikor a gyűrűk függőlegesen oszcillálnak a dugattyúhornyokon belül. A gyűrűs flutter veszélyezteti a gyűrű és a hengerfal közötti tömítést, ami a hengernyomás és a teljesítmény csökkenését okozza. Ha egy motor túl gyorsan forog, a szeleprugók nem tudnak elég gyorsan működni a szelepek bezárásához. Ezt általában “szelep úszónak” nevezik, ami dugattyú-szelep érintkezést eredményezhet, ami súlyosan károsítja a motort. Nagy sebességnél a dugattyús henger falfelületének kenése általában lebomlik., Ez korlátozza a dugattyú sebessége ipari hajtóművek, hogy körülbelül 10 m/s.

Bevitel/kimeneti port flowEdit

A kimeneti feszültség egy motor függ a képesség, a bevitel (levegő–üzemanyag keverék), valamint a kipufogó számít, hogy gyorsan át szelep portok, jellemzően található, a hengerfej. A motor kimeneti teljesítményének növelése érdekében a szívó-és kipufogógáz-utak szabálytalanságai, mint például az öntési hibák, eltávolíthatók, és egy légáramlási pad segítségével a szelepnyílások és a szelepülések konfigurációjának sugara módosítható az ellenállás csökkentése érdekében., Ezt a folyamatot portolásnak nevezik, amelyet kézzel vagy CNC géppel lehet elvégezni.

belső égésű motor hulladékhő-visszanyerése

egy belső égésű motor átlagosan képes a szállított energia mindössze 40-45% – át mechanikai munkává alakítani. A hulladékenergia nagy része hő formájában van, amely hűtőfolyadékon, uszonyokon stb.keresztül szabadul fel a környezetbe. Ha valahogy vissza tudnánk állítani a hulladékhőt, javíthatnánk a motor teljesítményét. Megállapítást nyert, hogy még akkor is, ha a teljesen elpazarolt hő 6% – át visszanyerik, jelentősen növelheti a motor hatékonyságát.,

Sok módszert dolgozott ki annak érdekében, hogy a kivonat hulladék hőt a motor kipufogó használni további kivonat néhány hasznos munkát, ezáltal csökken a kipufogógáz szennyezőanyag egyszerre. A Rankine ciklus, a turbófeltöltés és a termoelektromos termelés használata nagyon hasznos lehet hulladékhő-visszanyerő rendszerként.

SuperchargingEdit

a motor teljesítményének növelésének egyik módja az, hogy több levegőt kényszerítünk a hengerbe, hogy minden egyes áramütésből több energiát lehessen előállítani., Ezt meg lehet tenni valamilyen típusú légtömörítő eszköz néven kompresszor, amely lehet hajtott a motor főtengely.

A kompresszor növeli a belső égésű motor teljesítmény-határértékeit annak elmozdulásához képest. Leggyakrabban a kompresszor mindig fut, de voltak olyan tervek, amelyek lehetővé teszik, hogy különböző sebességgel (a motor fordulatszámához viszonyítva) kivágják vagy futtassák., Mechanikusan vezérelt turbófeltöltő megvan az a hátránya, hogy néhány kimeneti teljesítmény használt meghajtó a turbófeltöltő, miközben energiát pazarolnak el a magas nyomású kipufogógáz, mint a levegő már tömörített kétszer, aztán nyereség több potenciális térfogata az égés, de ez csak a kibontott egy színpadon.

Turbófeltöltésszerkesztés

a turbófeltöltő egy kompresszor, amelyet a motor kipufogógázai vezetnek turbina segítségével. Egy turbófeltöltő van beépítve a jármű kipufogórendszerébe, hogy kihasználja a kiömlött kipufogógázt., Két darabból áll, nagy sebességű turbina szerelvény, amelynek egyik oldala összenyomja a beszívott levegőt, a másik oldala pedig a kipufogógáz kiáramlása.

alapjáraton és alacsony vagy közepes fordulatszámon a turbina kevés energiát termel a kis kipufogógáz-térfogatból, a turbófeltöltőnek kevés hatása van, a motor pedig szinte természetesen szívó módon működik., Amikor sokkal nagyobb teljesítmény szükséges, a motor fordulatszámát, illetve fojtószelep nyitási nőtt, míg a kipufogó gázok elegendőek ahhoz, hogy ‘orsó fel a turbófeltöltő van turbina kezdeni tömörítése sokkal több a levegő, mint a normál a szívócső. Így a turbina funkciója révén további teljesítmény (és sebesség) kerül ki.

a turbófeltöltés lehetővé teszi a motor hatékonyabb működését, mivel azt a kipufogási nyomás hajtja, amely egyébként (többnyire) elpazarolná, de van egy tervezési korlátozás, amelyet turbo lag néven ismerünk., A megnövelt motorteljesítmény nem áll rendelkezésre azonnal, mivel a motor fordulatszámát hirtelen növelni kell, nyomást kell növelni, és fel kell pörgetni a turbót, mielőtt a turbó elkezdi bármilyen hasznos légtömörítést. A megnövekedett szívóerő megnöveli a kipufogógázt és gyorsabban forog a turbó, és így tovább, amíg el nem éri a folyamatos nagyteljesítményű működést. Egy másik nehézség az, hogy a magasabb kipufogási nyomás miatt a kipufogógáz több hőt továbbít a motor mechanikus részeire.,

Rod and piston-to-löket ratioEdit

a rod-to-löket arány a hossza az összekötő rúd a hossza a dugattyú löket. A hosszabb rúd csökkenti a dugattyú oldalirányú nyomását a henger falán, valamint a stresszerőket, növelve a motor élettartamát. Emellett növeli a költségeket, a motor magasságát és súlyát.

a “négyzetmotor” egy olyan motor, amelynek furatátmérője megegyezik a lökethosszával., Egy motor, ahol a furat átmérője nagyobb, mint a löket hossza egy oversquare motor, fordítva, egy motor furat átmérője kisebb, mint a löket hossza egy undersquare motor.

Valve trainEdit

a szelepeket általában a főtengely sebességének felénél forgó vezérműtengely üzemelteti. Ez egy sor bütykök hossza mentén, mindegyik célja, hogy nyissa ki a szelep alatt a megfelelő része a szívó-vagy kipufogó löket. A szelep és a bütyök közötti tappet egy Érintkezőfelület, amelyen a bütyök elcsúszik a szelep kinyitásához., Sok motor egy vagy több vezérműtengelyt használ “fent” egy sor (vagy minden sor) henger, mint az ábrán, amelyben minden bütyök közvetlenül működtet egy szelepet egy lapos tappeten keresztül. Más motortervekben a vezérműtengely a forgattyúházban van, ebben az esetben minden bütyök általában érintkezik egy tolórúddal, amely érintkezik egy szelepet kinyitó lengőkarral, vagy laposfejű motor esetén nem szükséges tolórúd. A felső bütyök kialakítása általában nagyobb motorfordulatszámokat tesz lehetővé, mivel a bütyök és a szelep közötti legközvetlenebb utat biztosítja.,

Valve clearanceEdit

a Szeleptávolság a szelepemelő és a szelepszár közötti Kis résre utal, amely biztosítja, hogy a szelep teljesen bezáródjon. Mechanikus szelepbeállítással rendelkező motorokon a túlzott távolság zajt okoz a szelepvonatból. A túl kicsi szelepmagasság azt eredményezheti, hogy a szelepek nem záródnak megfelelően. Ez a kipufogószelepek teljesítményének csökkenését, esetleg túlmelegedését eredményezi. A távolságot általában 20 000 mérföldenként (32 000 km) kell kiigazítani egy mérőműszerrel.,

a legtöbb modern gyártómotor hidraulikus emelőket használ, hogy automatikusan kompenzálja a szelepvonat alkatrészeinek kopását. A piszkos motorolaj emelőhibát okozhat.

energiaegyensúlyt

az Otto motorok körülbelül 30% – ban hatékonyak; más szóval, az égés által generált energia 30% – át hasznos forgási energiává alakítják át a motor kimeneti tengelyén, míg a fennmaradó rész a hulladékhő, a súrlódás és a motor tartozékai miatt bekövetkező veszteség. Számos módja van, hogy visszaszerezze néhány energia elveszett a hulladék hőt., A turbófeltöltő használata dízelmotorokban nagyon hatékony a bejövő Légnyomás növelésével, és gyakorlatilag ugyanolyan teljesítménynövekedést biztosít, mint a nagyobb elmozdulás. A Kamion cég, évtizedekkel ezelőtt kifejlesztett egy turbina rendszer, amely átalakított hulladék hő a kinetikus energia, hogy táplálják vissza a motor adás. 2005-ben a BMW bejelentette a turbosteamer, a Mack rendszerhez hasonló kétfokozatú hővisszanyerő rendszer fejlesztését, amely a kipufogógáz energia 80%-át visszanyeri, és 15%-kal növeli az Otto motor hatékonyságát., Ezzel szemben egy hatütemű motor akár 40% – kal csökkentheti az üzemanyag-fogyasztást.

a Modern motorokat gyakran szándékosan úgy építették, hogy kissé kevésbé hatékonyak legyenek, mint egyébként. Ez olyan kibocsátáscsökkentésekhez szükséges, mint a kipufogógáz-visszavezetés és a szmogot és más légköri szennyező anyagokat csökkentő katalizátorok. A hatékonyság csökkenése ellensúlyozható egy motorvezérlő egységgel sovány égési technikák alkalmazásával.

az Egyesült Államokban, a Vállalati Átlagos Üzemanyag-fogyasztás kimondja, hogy a járművek kell elérni átlagosan 34.9 mpg‑USA (6.7 L/100 km; 41.,9 mpg‑imp) a jelenlegi 25 mpg‑US szabványhoz képest (9,4 L/100 km; 30,0 mpg-imp). Mivel az autógyártók úgy néznek ki, hogy 2016-ig megfelelnek ezeknek a szabványoknak, figyelembe kell venni a hagyományos belső égésű motor (ICE) új tervezési módjait. Néhány lehetséges megoldás az üzemanyag-hatékonyság növelésére az új megbízások kielégítése érdekében magában foglalja az égést, miután a dugattyú a legtávolabb van a főtengelytől, úgynevezett felső holtpont, és a Miller ciklus alkalmazása. Ez az újratervezés együttesen jelentősen csökkentheti az üzemanyag-fogyasztást és a nem
x kibocsátást.,