Forbrenningsmotorens 7 funksjoner

De fleste er kjent med de gamle benevnelsene til Ottomotorens 4 takter. Når man moderniserer tanke gangen kan man tenke seg at motorens totale funksjoner kan deles opp i 7. I prinsipp er motorens total effekt basert på mengden luft/drivstoff som effektivt forbrennes. Effekten motoren yter kommer fra bevegelsesenergien som blir produsert når en mengde bensin forbrennes. Desto mer luft man får inn i forbrenningskammeret pr innsugning syklus desto mer bensin kan man forbrenne og desto mer energi blir frigitt. for å få til en effektiv forbrenning er det 7 prosesser som må fungere optimalt. Motoren er ikke sterkere enn den svakeste prosessen, derfor vil trimming av en Ottomotor være relativt omfattende.

skunk

1. Innsugs pumping: starter etter eksosventilen lukker etter ventil overlapp, stempelet trekker luft igjennom innsugsporten og kravet til luft er somregel størst Ca 75* etter TDC da har stempelet oppnådd høyest hastighet før det bremses ned og vender.

2. Innsugs fløde: når innsugsventilen lukkes og lufthastigheten øker slik at luft trekkes forbi innsugsventilen selv om stempelet er på vei opp og trykket i sylinderen øker.

3. Kompresjon: når begge ventilene er lukket og stempelet presser luft/bensinblandingen sammen. Her kommer kammens durasjon inn på det totale dynamiske kompresjonen. om kammen lukker tidlig vil ventilen stenge for luften som passerer ventilen, og man vil oppnå en dårligere fylling. Stenger kammen for sent vil luften blåses ut av innsugsventilen og man tømmer sylinderen for luft før ventilen lukkes.

En kam som lukker for sent i forhold til veivas rotasjon(sløv profil, eller for mye durasjon) vil fungere best på høyere turtall.Dette fordi luften massen er treg og ved høy stempelhastighet vil lufta ikke rekke å snu før sylinderen er fylt, men på lavt turtall med lav stempelhastighet vil luften blø ut av sylinderen. Merk statisk kompresjon må økes når durasjonen på kammen økes for å få et høyere trykk slik at pumpe funksjonen fyller sylinderen mest mulig siden “fløde” funksjonen vil blø ut sylindertrykk. Den dynamiske kompresjonen går ned med høy durasjon eller sløv kam profil siden luften blåses ut før ventilen har lukket og effekten synker.

 4. Forbrenning og utvidelse: Starter når tennpluggen har antent blandingen, og slutter når eksosventilen åpner. Tennpluggen tenner rett før TDC når avhenger av motorens turtall og forbrenningshastighet. Den ideelle forbrenningen av den atomiserte bensinblandingen har en kort varighet der utgjør den den høyest oppnåelige motoreffekten. Variabler som utgjør forbrenningen og utvidelsen:

-Stempelets utforming I stempeltoppen og forbrenningskammeret, derav formen disse to utgjør. Det vil si plassen og formen imellom forbrenningskammer og stempeltoppen.

-plasseringen av tennpluggen i forhold til utformingen av dette området.

-tenningstidspunkt og tilgjengelig tid for forbrenning, noe som er turtallsavhengig.

-motorens geometri

-total trykk I sylinderen samt temperatur.

-drivstoff verdier, forbrenningshastighet.

5. Eksos utblåsing: starter akkurat når eksosventilen åpner og slutter når stempelet stopper momentant “BDC” ideelt sett kan eksosventilens åpningstid forsinkes om eksosporten og eksosventilen er designet for økt flow. Dette hindrer da reversering av eksosgasser inn I innsuget. Reversering senker effekten og øker sjansen for oppheting av forbrenningskammer. Ofte turbomotorer lider av dette med små eksosturbiner som skaper vanvittig mottrykk, ofte høyere enn ladetrykk I eksoskanalene som igjen fører til reversering. Der er design av kam profiler og design av grenrør spesielt viktig for å hindre reversering. Eksosportens flow og kapasitet er viktig for en effektiv tømming av sylinderen.

6. Eksos ut trekking: Starter når stempelet er på vei opp fra “BDC” og slutter Idet innsugsventilen åpner det ideelle slutt tilfellet I denne prosessen er at sylindertrykket er relativt mindre enn trykket bak den stengte innsugsventilen på denne sylinderen. Noe som påvirker denne funksjonen er portens flow kapasitet, DVS eksosgassene kan opprettholde en høy hastighet under tømming av sylinderen. Derfor er det så viktig at portens størrelse er anpasset motorens geometri, stempelhastighet og operativ trykk og temperatur I forbrenningskammeret.

tech_tips-14

7. Ventil overlapp: Starter etter innsugsventilen åpner og slutter når eksosventilen er totalt lukket. Begge ventilene I og E vil i en kort periode stå åpne samtidig, derfor vil høyt trykk eller høy flow i innsugsporten hjelpe til med tømming av forbrenningskammeret. Derfor er det viktig med et avstemt eksosanlegg, eller en riktig beregnet turbindel (turbomotorer)slik at ikke eksostrykket er høyere enn innsugstrykket. Frisk luft presses inn samtidig som hastigheten på eksosgassene hjelper innsugsluften å dras igjennom innsugskanalene på grunn av undertrykket som skapes når begge ventilene holdes åpne samtidig. Her er det igjen mulig å kompensere reversering med åpne/lukkevinkel på kammene, samt øking av flowen (innsugs pumping) og eksos tømming. Det som påvirker effektiviteten av et ventil overlapp;

Forbrenningskammeret og stempelets utforming.

-Eksossystemets resonans(evne til å skape et sug,.

-Trykket og temperaturen i sylinderen og innsugs/eksosportene.

-Innsugsdelens resonans, da plenumets evne til å ut jevne motorens pulser samt utforming av innsugsarmen.

-Innsugets og eksosportens flow kapasitet.

En oppsummering:

-Motorens effektivitet begrenser seg til toppens evne i å tømme og fylle  sylinderen, hindre reversering av eksosgasser, brennhastighet, virvling og blanding av oksygen og atomisert bensin jo mer energi som kan frigis pr forbrenningssyklus, desto mer effekt “produserer” motoren.