Du tænder din nøgle i tændingen, og motoren brænder op. Du trykker på gassen, og bilen bevæger sig fremad. Du tager nøglen ud og motoren slukker. Sådan fungerer din motor, ikke? Det er meget mere detaljeret end de fleste af os indser, med bag-scenes-processer foregår hvert sekund.
Din motors indre arbejde
Bilens motor består af to hovedkomponenter: motorblokken og cylinderhovedet.
Motorblokken
Blokken er størstedelen af din motors størrelse og vægt. Det er mest sandsynligt et solid stykke støbejern eller aluminium. En inline-motor har alle sine cylindre anbragt i en lige linje, oftest i firecylindrede motorer og i nogle seks cylinderopsætninger. En V-blok anvendes i nogle sekscylindrede motorer og stort set alle ottecylindrede motorer. Dette design opdeler antallet af cylindre i to banker, der danner en V-form.
Motorblokken huser krumtapakslen. Krumtapakslen er et solidt stykke præcisionsbearbejdet metal, der roterer. Det har trin kaldet kanaler i det, der matcher antallet af cylindre i motoren. Dette er de steder, hvor stempelets forbindelsesstænger fastgøres til krumtapakslen. Den kraft, der genereres i motoren, tvinger krumtapakslen til at dreje og begynder at sende strøm til bilens hjul.
Kolberne passer ind i cylindrene i motorblokken. De bevæger sig op og ned i cylindrene under motorens drift for at overføre energi til krumtapakslen. Stempelringe skaber en tætning i cylinderen for at forhindre strømforstyrrelser i motorblokken. Vi vil se nærmere på stemplernes operation lidt.
Cylinderhovedet
Den øverste del af motoren hedder cylinderhovedet. Den indeholder ventiler, der åbner og lukker for at styre strømmen af luftbrændstofblandingen og udstødningsgassen fra de enkelte cylindre. Der skal være mindst to ventiler pr. Cylinder: en til indtag (lader den uforbrændte luftbrændselsblanding i cylinderen) og en til udstødning (tillader den brugte luftbrændstofblanding ud af motoren). Mange motorer anvender flere ventiler til både indtag og udstødning.
En kamaksel er fastgjort enten gennem midten eller oven på cylinderhovedet for at styre ventilernes drift. Kamakslen har bumps kaldet lobes, der tvinger ventilerne til at åbne og lukke præcist.
Kamakslen og krumtapakslen er nært beslægtede. De skal operere i perfekt timing for at motoren kan køre overhovedet. De er forbundet ved hjælp af en timing kæde eller bælte for at opretholde den tid. Kamakslen skal dreje to komplette omdrejninger til hver enkelt krumtapakselrevolution. En fuld drejning af krumtapakslen er to slag af et stempel i sin cylinder. En strømcyklus - den proces, der rent faktisk producerer den kraft, der kræves for at flytte din bil - kræver fire slag i stempelet. Lad os se nærmere på stemplets betjening inde i motoren og de fire forskellige trin:
indtag: For at starte en strømcyklus er det første, som motoren har brug for, at luftbrændstofblandingen kommer ind i cylinderen. Indløbsventilen åbner i cylinderhovedet, når stemplet begynder at rejse nedad. Luftbrændstofblandingen ved ca. et forhold på 15: 1 går ind i cylinderen. Når stemplet kommer til bunden af dets slag, lukker og tæler indsugningsventilen cylinderen.
Compression: Stempelet rejser sig op i cylinderen og komprimerer luftbrændstofblandingen. Stempelringe forsegler stemplets sider i cylinderen for at forhindre tab af kompression. Når stemplet når toppen af dette slag, er indholdet af cylinderen under ekstremt tryk. Normal komprimering er overalt fra 8: 1 til 10: 1. Hvad det betyder er, at blandingen i cylinderen er presset til omkring en tiendedel af dets oprindelige, ukomprimerede volumen.
Strøm: Når indholdet af cylinderen komprimeres, tændes tændrøret for luftbrændstofblandingen. Der sker en kontrolleret eksplosion, som styrker stemplet nedad. Dette kaldes kraftslaget, fordi det er den kraft, der drejer krumtapakslen.
Udstødning: Når stempelet er i bunden af sin strømsvigt, åbnes udstødningsventilen i cylinderhovedet. Når stemplet rejser opad igen (drevet af samtidige strømcykler, der forekommer i andre cylindre), bliver de brændte gasser i cylinderen tvunget op og ud af motoren gennem udstødningsventilen. Når stemplet når toppen af dette slag, lukker udstødningsventilen og cyklussen begynder igen.
Overvej dette: Hvis din motor er tomgang på 700 omdrejninger pr. minut, eller rotationer pr. minut, betyder det, at krumtapakslen er helt drejende 700 gange pr. minut. Da strømcyklusen forekommer hver anden rotation, har hver cylinder 350 eksplosioner i cylinderen hvert minut i tomgang.
Hvordan er motoren smurt?
Olie er en vigtig væske i motorens drift. I de interne motorkomponenter er der små kanaler kaldet oliekanaler, at olie tvinges igennem. En oliepumpe suger motorolie fra oliepanden og tvinger den til at cirkulere gennem motoren, så de tætspændte metalmotorkomponenter kan løbe glat. Denne proces gør mere end smøre komponenter. Det forhindrer friktion, der producerer overdreven varme, afkøler interne motordele og skaber en tæt tætning mellem motordele som mellem cylindervægge og stempler.
Hvordan er luftbrændstofblandingen oprettet?
Luft suges ind i motoren ved det vakuum, der opstår, når motoren kører. Når luften kommer ind i motoren, forstærker en brændstofinjektor brændstof, der blandes med luften i et omtrentligt forhold på 14,7: 1. Denne blanding trækkes ind i motoren under hver indsugningscyklus.
Dette forklarer de grundlæggende indre virkninger af en moderne motor. Snesevis af sensorer, moduler og andre systemer og komponenter er på arbejde under denne proces, som gør det muligt for motoren at køre. Langt de fleste biler på vejen har motorer på samme måde. Når du overvejer den præcision, der kræves for at gøre det muligt for hundredvis af komponenter i din motor at fungere problemfrit, effektivt og holdbart i tusindvis af miles over mange års brug, kan du begynde at sætte pris på arbejderne og mekanikerne for at få dig, hvor du skal gå.