Animasyonları incelemeyi unutmayın.
Do not forget to look over the animations.
4 Zamanlı Benzinli Motor (Otto Motoru)
Benzinli içten yanmalı bir motorun çalışma prensibi şu şekildedir:
Yakıtın sahip olduğu kinetik enerji mekanik enerjiye dönüştürülür ve bu süreç dört zamanlı çevrim olarak adlandırılır. Bu çevrim aynı zamanda mucidi olan Nikolaus Otto'nun Otto çevrimi olarak da bilinir.
Çevrim ve motor devri ilişkisi nasıldır?
- Bu çevrimde her dört zamanlı çevrim, iki motor devri yapar.
Bu çevrimde rol alan ana bileşenler nelerdir?
- Silindirler, pistonlar, valfler ve bujiler yanma sürecinin ana bileşenleridir.
Şekilde gösterildiği gibi, dört zamanlı çevrim:
- Emme
- Sıkıştırma
- Güç ve
- Egzoz strokunu içerir.
Emme stroku
Bu çevrimin ilk strokudur. Başlangıçta, emme valfi açılır ve piston silindirin tepesinde bulunur. Ardından piston düşük basınçlı bir ortam yaratmak için silindiri aşağı doğru kaydırır. Çıkış (egzoz) valfi kapalı kalırken, düşük basınçlı ortam sayesinde piston, silindir içine yakıt-hava karışımını çeker. Piston strokun tabanına ulaştığında (maksimum hacim durumuna), emme valfi kapanır ve bu strok sona erer.
Sıkıştırma stroku
Hem emme hem de çıkış valfleri kapalıyken, piston yukarıya doğru hareket etmeye başlar ve hava-yakıt karışımını silindirin tepesinde sıkıştırır. Piston, minimum hacim konumuna ulaştığında strok tamamlanır. Hava-yakıt sıkıştırması, basınç, sıcaklık ve yakıt karışımı yoğunluğunda bir artışa neden olur
Güç stroku
Piston maksimum sıkıştırma oranına ulaştığında (silindirin tepesi), sıkıştırılmış hava-yakıt karışımı bir bujiyle ateşlenir. Bu aşama çok fazla ısı üretir ve ortaya çıkan yüksek sıcaklık ve basınç gazları pistonu aşağı doğru ittirir. Emme ve çıkış valfleri bu strok sırasında kapalı kalır. Kıvılcım ateşleme sistemiyle çalışan benzinli motorlar bazen kıvılcım ateşlemeli motorlar olarak adlandırılır. Kıvılcım ateşleme sistemi, bir kurşun-asit batarya ve bir indüksiyon bobini içeren bir elektrik sistemidir. Sistem, silindirin içindeki hava yakıt karışımını tutuşturmak için yüksek voltajlı bir elektrik kıvılcımı oluşturur. Motor tarafından tahrik edilen bir alternatör kullanılarak akü şarj edilir.
Egzoz stroku
Bu çevrimin dördüncü ve son strokudur. Egzoz diye adlandırdığımız yanma sırasındaki yan ürünler ve gazlar bu strokta boşaltılır. Piston, egzoz stroku sonunda silindirin tabanına ulaştığında, çıkış (egzoz) valfi açılır ve egzoz stroku başlar. Krank mili, egzozu çıkış vanasından dışarı çıkarmak için pistonu yukarı doğru iter. Bu strokun sonunda, egzoz valfi kapanır. Egzoz valfi kapanırken, giriş valfi açılır ve bu 4 strok döngüs şeklinde tekrarlanır.
Bu çevrimin daha iyi anlaşılabilmesi için aşağıdaki animasyonları inceleyebilirsiniz.
***
The Four-Stroke Gasoline Engine (Otto Engine)
The operating principle of a gasoline internal combustion engine is summarized as follows:The kinetic energy of the fuel is transformed into mechanical energy. This process is called the four-stroke cycle. This cycle is also known as the Otto cycle of Nikolaus Otto, who is also the inventor of this process.
How is cycle and motor revolution relation?
- Each four-stroke cycle makes two engine cycles.
What are the main components involved in this cycle?
- Cylinders, pistons, valves and spark-plugs are the main components of the combustion process.
Intake stroke
This cycle is the first stroke of the cycle. First of all, the intake valve opens and the piston is located at the top of the cylinder. The piston then slides down the cylinder to create a low-pressure environment. When the outlet (exhaust) valve is closed, the low-pressure environment pulls the fuel-air mixture into the cylinder. When the piston reaches the bottom of the stroke (maximum volume position), the intake valve closes and this stroke ends.
Compression stroke
When both intake and outlet valves are closed, the piston starts to move upwards and compresses the air-fuel mixture at the top of the cylinder. When the piston reaches the minimum volume position, the stroke finishes. Air-fuel compression causes an increase in pressure, temperature and fuel mixture density
Power stroke
When the piston reaches the maximum compression ratio (at the top of the cylinder), the compressed air-fuel mixture is ignited by a spark-plug. This stage produces too much heat and the generated high temperature and pressure gases push the piston down. The intake and outlet valves remain closed during this stroke. Gasoline engines operating with a spark ignition (SI) system are sometimes called spark ignition engines. The spark ignition system is an electrical system that includes a lead-acid battery and an induction coil. The system creates a high-voltage electric spark to ignite the air fuel mixture in the cylinder. The battery is charged using a motor-driven alternator.
Exhaust stroke
This cycle is the fourth and the final stroke. The by-products and gases, which we call the exhaust, are discharged in this stroke. When the piston reaches the bottom of the cylinder at the end of the exhaust stroke, the outlet (exhaust) valve opens and the exhaust stroke begins. The crankshaft pushes the piston upward to discharge the exhaust through the outlet valve. At the end of this stroke, the exhaust valve closes. When the exhaust valve is closed, the inlet valve opens.
And then these 4 strokes are repeated as a cycle.
For a better understanding on Otto Cycle, you can examine the animations below.
