اصل ژنراتور بنزینی

یک چرخه کاری از چهار حرکت پیستون (کورس پیستون فاصله بین نقطه مرگ بالا و نقطه مرده پایینی است): کورس ورودی، کورس تراکم، کورس انبساط (کورس کار) و کورس اگزوز.

1. سکته ورودی هوا

در این فرآیند، سوپاپ ورودی موتور باز می شود و دریچه اگزوز بسته می شود. با حرکت پیستون از نقطه مرده بالا به نقطه مرگ پایین، حجم سیلندر بالای پیستون افزایش می یابد، به طوری که فشار در سیلندر زیر فشار اتمسفر خواهد بود، یعنی نیروی مکش خلاء در پیستون ایجاد می شود. سیلندر، به طوری که هوا از طریق لوله ورودی و سوپاپ ورودی به داخل سیلندر مکیده شده و انژکتور سوخت، بنزین اتمیزه شده را پاشیده و آن را به طور کامل با هوا مخلوط می کند. در انتهای ورودی، فشار گاز در سیلندر حدود 0 است.075-0.09MPa. در این زمان، دمای مخلوط قابل احتراق در سیلندر به 370-400K افزایش یافته است.

 

2. سکته فشاری

برای اینکه مخلوط قابل احتراق که به داخل سیلندر مکیده می شود سریع بسوزد تا فشار بیشتری ایجاد شود تا موتور بتواند قدرت بیشتری ساطع کند، مخلوط قابل احتراق باید قبل از احتراق فشرده شود تا حجم آن کاهش یابد. چگالی افزایش می یابد و دما افزایش می یابد، یعنی فرآیند فشرده سازی مورد نیاز است. در این فرآیند، دریچه‌های ورودی و خروجی همگی بسته می‌شوند و میل لنگ پیستون را فشار می‌دهد تا یک ضربه از نقطه مرده پایین به نقطه مرگ بالا، یعنی ضربه فشرده‌سازی حرکت کند. در این زمان، فشار مخلوط به 0 افزایش می‌یابد.6-1.2MPa، و دما می‌تواند به 600-700K برسد.

یک مفهوم بسیار مهم در این سفر وجود دارد و آن نسبت تراکم است. به اصطلاح نسبت تراکم، نسبت حداکثر حجم گاز در سیلندر قبل از فشرده سازی به حداقل حجم پس از فشرده سازی است. به طور کلی، هر چه نسبت تراکم بزرگتر باشد، فشار و دمای مخلوط در پایان تراکم بیشتر می شود و سرعت احتراق سریعتر می شود، بنابراین قدرت ساطع شده از موتور بیشتر و اقتصاد بهتری دارد. نسبت تراکم سدان متوسط ​​بین 8 تا 10 است، اما اکنون جدیدترین پولو به نسبت تراکم بالای 10.5 رسیده است، بنابراین عملکرد گشتاور آن نسبتاً خوب است. با این حال، زمانی که نسبت تراکم بیش از حد بزرگ باشد، نه تنها نمی توان وضعیت احتراق را بیشتر بهبود بخشید، بلکه پدیده های احتراق غیرعادی مانند اشتعال انفجاری و اشتعال سطحی رخ می دهد.

اشتعال انفجاری یک احتراق غیرعادی است که در اثر احتراق خود به خودی یک مخلوط قابل احتراق پایانی دور از مرکز احتراق در محفظه احتراق به دلیل فشار و دمای بالای گاز ایجاد می شود. در طی یک انفجار اشتعال، شعله با سرعت بسیار بالایی به سمت بیرون منتشر می شود، و حتی قبل از اینکه گاز زمان انبساط داشته باشد، دما و فشار به شدت افزایش می یابد و موج فشاری را تشکیل می دهد که با سرعت صوت به سمت جلو حرکت می کند. هنگامی که این موج فشاری به دیواره محفظه احتراق برخورد می کند، صدای کوبش شدیدی ایجاد می کند. در عین حال، یک سری پیامدهای نامطلوب مانند گرم شدن بیش از حد موتور، کاهش قدرت و افزایش مصرف سوخت را نیز به دنبال خواهد داشت. آتش‌سوزی شدید حتی می‌تواند به سوختگی سوپاپ، ترک خوردن لنت یاتاقان و خراب شدن عایق شمع منجر شود.

علاوه بر اشتعال فلاش، موتورهایی با نسبت تراکم بیش از حد بالا ممکن است با مشکل دیگری نیز مواجه شوند: اشتعال سطحی. این یک احتراق غیرعادی دیگر است (همچنین به عنوان آتش سوزی نقطه داغ یا پیش اشتعال شناخته می شود) ناشی از اشتعال مخلوط بین سطح داغ قرمز در سیلندر و ناحیه داغ قرمز (به عنوان مثال، سر دریچه اگزوز، الکترود شمع، ذخایر کربن). جرقه زنی سطحی نیز با صدای کوبش قوی (که مات است) همراه است و فشار زیاد ایجاد شده باعث افزایش بار موتور و کاهش عمر موتور می شود.

 

3. سکته مغزی انبساط

در طی این فرآیند، دریچه های ورودی و خروجی بسته می مانند. هنگامی که پیستون به نقطه مرده بالایی نزدیک می شود، شمع جرقه الکتریکی ساطع می کند که مخلوط قابل اشتعال فشرده را مشتعل می کند. هنگامی که مخلوط قابل احتراق می سوزد، مقدار زیادی انرژی گرمایی آزاد می شود و فشار و دمای گاز به سرعت افزایش می یابد. حداکثر فشاری که می تواند بدست آورد {{0}}MPa است و دمای مربوطه تا 2200-2800K است. گاز با دمای بالا و فشار بالا، پیستون را برای حرکت از نقطه مرده بالا به نقطه مرده پایین فشار می دهد، میل لنگ را از طریق شاتون می چرخاند و انرژی مکانیکی تولید می کند، علاوه بر اینکه موتور را برای ادامه کار حفظ می کند. استراحت برای انجام کارهای خارجی استفاده می شود. در حین حرکت پیستون حجم سیلندر افزایش می یابد، فشار گاز و دمای آن به سرعت کاهش می یابد و در پایان این کورس فشار به 0.3-0.5MPa کاهش می یابد و دما 1300-1600 ک.

 

4. سکته اگزوز

هنگامی که کورس انبساط (کورس کار) نزدیک به پایان است، دریچه اگزوز باز می شود و از فشار گاز خروجی برای خروج آزادانه استفاده می شود و زمانی که پیستون به نقطه مرگ پایینی می رسد و سپس به نقطه مرگ بالا حرکت می کند. گاز خروجی به اجبار به اتمسفر تخلیه می شود که همان ضربه اگزوز است. در این حرکت، فشار در سیلندر کمی بیشتر از فشار اتمسفر است، حدود 0.105-0.115MPa. هنگامی که پیستون به مجاورت نقطه مرده بالایی می رسد، کورس اگزوز به پایان می رسد، در این نقطه دمای گاز خروجی حدود 900-1200 K است.

با این کار، ما قبلاً یک چرخه کاری موتور را شرح داده‌ایم که طی آن پیستون چهار حرکت بین نقطه مرده بالا و پایین حرکت می‌کند و میل لنگ به مدت دو هفته بر همین اساس می‌چرخد.

یک ژنراتور بنزینی توسط موتور بنزینی با یک دینام تشکیل می شود.