Bensiinimoottori: Miten se toimii ja mitkä ovat sen edut?
Bensiinimoottori on mäntäpolttomoottori, joka polttaa bensiiniä ja muuttaa lämpöenergian mekaaniseksi työksi.
Tämä artikkeli valaisee bensiinimoottoria ja sen toimintaa ja etuja dieselmoottoriin verrattuna.
Sisältö
Miten bensiinimoottori toimii?
Lämpöenergiaa saadaan moottorissa muuttamalla polttoaine lämmöksi palamisen kautta. Moottori sytyttää seoksen sähkökipinällä sytytystulpan avulla. Kun polttoainetta poltetaan, lämpötila ja paine moottorissa kasvavat.
Työaineen lisääntynyt paine vaikuttaa moottorin mäntiin, jotka muuttavat tämän energian mekaaniseksi työksi. Männät suorittavat suoraviivaista edestakaista liikettä sylintereissä välittäen siten energian siirtoa polttokammion ja mäntiin liittyvän liikkuvan mekanismin välillä. Lisäksi männät varmistavat työaineen vaihdon sylintereissä.
Moottorin männät: miten ne toimivat?
Bensiinimoottori voi toimia kahdella tavalla: kaksi- tai nelitahti. Koska useimmat nykyaikaiset autot on varustettu nelitahtimoottoreilla, kuvataan bensiinimoottorin toiminta neljällä jaksolla.
Nelitahtinen bensiinimoottoritoiminto
1. Saanti
Männän liikkuessa alaspäin männän yläpuolella oleva tila kasvaa ja samalla myös imuventtiilit avautuvat. Tämä aiheuttaa paineen laskun männän yläpuolella (männän yläpuolella oleva paine on alhaisempi kuin ilmakehän paine). Tämän paine-eron ansiosta moottori voi imeä tarvittavan ilman sylintereihin imuputken kautta.
Moottoriventtiili: Mikä sen tehtävä on?
Itse ilman lisäksi sylintereihin pääsee kuitenkin myös polttoainetta. Ilma ja polttoaine muodostavat yhdessä syttyvän seoksen. Sytytysseos muodostuu polttoaineen ruiskutustekniikasta riippuen imukanaviin, imusarjaan tai sylinteriin.
2. Puristus
Kun mäntä on saavuttanut alemman kuolokohdan ja imuvaihe päättyy, se liikkuu ylöspäin. Mäntä puristaa seosta ylöspäin suuntautuvalla liikkeellään, mikä lämpenee ja koska se ei voi laajeta, myös paine nousee.
Puristussuhde: Mikä vaikutus sillä on moottoriin?
Korkea lämpötila ja paine edistävät polttoaineen höyrystymistä ja sekoittumista ilman kanssa, jolloin seoksesta tulee räjähdysherkkäämpi. Seosta ei kuitenkaan saa puristaa liikaa puristamisen aikana, jotta vältytään saavuttamasta polttoaineen itsesyttymislämpötilaa, negatiivista ilmiötä, jota kutsutaan moottorin koputukseksi. Puristuksen aikana imu- ja pakoventtiilit ovat kiinni.
3. Laajentaminen
Tässä vaiheessa palamisprosessi alkaa. Kipinä hyppää sytytystulpan päälle ja sytyttää puristetun seoksen. Sytytyksen jälkeen seos alkaa laajentua, mikä työntää mäntää ja liikuttaa sitä alaspäin alakuolokohtaansa, jolloin lämpöenergia muuttuu mekaaniseksi työksi.
4. Pakokaasu
Tämän vaiheen aikana pakoventtiilit avautuvat, jotta pakokaasut pääsevät poistumaan sylinteristä. Laajentamisen lopussa sylinterissä oleva paine on korkeampi kuin ilmakehän paine, minkä vuoksi pakokaasut pakotetaan ulos sylinteristä.
Mäntä työntää jäljellä olevat pakokaasut ulos liikkuessaan kohti yläkuolokohtaansa. Kuitenkin sylinterin tyhjennyksen parantamiseksi pakoventtiilit sulkeutuvat vasta, kun mäntä on saavuttanut yläkuolokohdan ja imuventtiilit ovat jo auki.
Polttoaineseoksen valmistus
Kuten mainittiin, polttoaineseos muodostuu polttoaineen ruiskutustekniikasta riippuen imukanaviin, imusarjaan tai suoraan sylinteriin. Kaasutinta tai ruiskutuslaitetta, joko suoraa tai epäsuoraa, käytetään polttoaineseoksen valmistukseen.
Kaasutin: Kuinka tämä laite toimii?
Bensiinimoottoreissa seoksen määrää säätelee useimmiten imusarjassa oleva kuristusventtiili.
Kaasuventtiili: Kuinka se toimii ja sen mahdolliset toimintahäiriöt
Viime vuosina kuristusventtiili on kuitenkin korvattu erilaisilla säädettävällä venttiilin ajoituksella ja vastaavilla järjestelmillä, jotka ovat ottaneet sen tehtävän.
Bensiinimoottorin edut
Bensiinimoottori on rakenteeltaan yksinkertaisempi kuin dieselmoottori, mikä tekee tuotannosta halvempaa. Siksi bensiinimoottorilla varustetut autot ovat yleensä halvempia kuin dieselmoottorilla varustetut autot.
Dieselmoottori: Miten se toimii ja mitkä ovat sen edut?
Lisäksi bensiinimoottori on huomattavasti tehokkaampi kuin dieselmoottori, jos oletetaan, että niissä käytetään samaa tekniikkaa. Nämä moottorit sopivat myös paremmin lyhyisiin ajoihin ja talvikaudelle. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että ne saavuttavat käyttölämpötilansa paljon nopeammin kuin dieselmoottori.