Oleh: maskub | 18 Oktober 2009

mesin 4 langkah

Four-stroke cycle used in gasoline engines. The right blue side is the intake and the left yellow side is the exhaust. The cylinder wall is a thin sleeve surrounded by cooling water.
Hari ini, mesin pembakaran internal di dalam mobil, truk, motor, pesawat terbang, konstruksi mesin dan banyak lainnya, paling sering menggunakan siklus empat-stroke. Empat stroke mengacu pada asupan, kompresi, pembakaran (power), dan knalpot stroke yang terjadi selama dua putaran poros engkol per siklus kerja mesin bensin dan mesin diesel.

Siklus dimulai pada top dead center (TDC), ketika piston yang paling jauh dari sumbu poros mesin. Pada intake atau induksi stroke piston, piston turun dari puncak silinder, mengurangi tekanan di dalam silinder. Sebuah campuran bahan bakar dan udara dipaksa (oleh atmosfer atau tekanan yang lebih besar) ke dalam silinder melalui intake (masuk) pelabuhan. Intake (inlet) katup (atau katup) kemudian tutup (s), dan kompresi memampatkan campuran udara-bahan bakar.

Udara-bahan bakar campuran tersebut kemudian dinyalakan di dekat akhir langkah kompresi, biasanya oleh busi (untuk bensin atau siklus Otto mesin) atau dengan panas dan tekanan dari kompresi (untuk siklus diesel atau mesin pengapian kompresi). Tekanan hasil pembakaran mendorong piston gas melalui kuasa stroke. Dalam pembuangan stroke, piston mendorong produk pembakaran dari silinder melalui katup buang atau katup. Terbesar dan ukuran antara mesin diesel dua langkah biasanya mesin diesel, memerlukan pompa udara pemulungan atau blower

History

Empat-tak pertama kali dipatenkan oleh Eugenio Barsanti dan Felice Matteucci pada 1854, diikuti oleh prototipe pertama pada tahun 1860.

Namun, insinyur Jerman Nikolaus Otto adalah orang pertama yang mengembangkan berfungsi empat-stroke engine, yang adalah mengapa prinsip empat-stroke hari ini umumnya dikenal sebagai siklus Otto dan empat-stroke mesin menggunakan busi sering disebut mesin Otto. Siklus Otto terdiri dari kompresi adiabatik, panas pada volume konstan tambahan, ekspansi adiabatik dan penolakan terhadap panas pada volume konstan.

Fuel octane rating

Kekuatan mesin pembakaran internal terutama berasal dari ekspansi gas pada kekuatan stroke. Menekan bahan bakar dan udara ke dalam ruang yang sangat kecil akan meningkatkan efisiensi daya stroke, tetapi meningkatkan rasio kompresi silinder juga meningkatkan pemanasan dari campuran bahan bakar dikompresi (mengikuti Hukum Charles).

Bahan bakar yang sangat mudah terbakar dengan diri yang rendah temperatur pengapian dapat membakar sebelum mencapai puncak silinder-mati-center (TDC), berpotensi memaksa piston mundur melawan rotasi. Bergantian, bahan bakar yang membakar diri di TDC tapi sebelum silinder sudah mulai turun dapat merusak piston dan silinder karena energi panas yang ekstrim terkonsentrasi dalam ruang yang sangat kecil tanpa bantuan. Kerusakan ini sering disebut sebagai mesin mengetuk dan dapat menyebabkan kerusakan mesin permanen jika terjadi sering.

Oktan rating adalah ukuran penolakan bahan bakar untuk pembakaran diri, dengan meningkatkan suhu pada yang Will Self-menyala. Sebuah bahan bakar dengan oktan yang lebih besar untuk memungkinkan rasio kompresi lebih tinggi tanpa resiko kerusakan akibat pembakaran diri.

Mesin diesel mengandalkan diri untuk penyalaan mesin berfungsi. Mereka memecahkan masalah dengan kerusakan mesin secara terpisah menyuntikkan bahan bakar bertekanan tinggi ke dalam silinder lama sebelum piston telah mencapai TDC. Udara tanpa bahan bakar dapat ditekan ke tingkat yang sangat tinggi tanpa memperhatikan diri-mesin, dan bahan bakar yang bertekanan tinggi dalam sistem pengisian bahan bakar tidak bisa terbakar tanpa adanya udara

Power output limit

The four-stroke cycle
1=TDC
2=BDC
A: Intake
B: Compression
C: Power
D: Exhaust
Jumlah maksimum daya yang dihasilkan oleh mesin ditentukan oleh jumlah maksimum udara yang tertelan. Jumlah daya yang dihasilkan oleh mesin piston berhubungan dengan ukuran (volume silinder), apakah itu dua-stroke atau stroke empat desain, efisiensi volumetrik, kerugian, udara ke rasio bahan bakar, dengan nilai kalori bahan bakar , kandungan oksigen dari udara dan kecepatan (RPM). Kecepatan pada akhirnya dibatasi oleh kekuatan material dan pelumasan. Katup, piston dan batang-batang yang menghubungkan kekuatan percepatan menderita parah. Pada kecepatan mesin yang tinggi, kerusakan fisik dan bergetar ring torak dapat terjadi, sehingga daya yang hilang atau bahkan kerusakan mesin. Ring piston bergetar terjadi ketika berosilasi cincin piston vertikal dalam alur mereka tinggal masuk Ring bergetar kompromi segel antara ring dan dinding silinder yang mengakibatkan hilangnya tekanan silinder dan kekuasaan. Jika sebuah mesin berputar terlalu cepat, pegas katup tidak dapat bertindak cukup cepat untuk menutup katup. Ini sering disebut sebagai ‘katup mengambang’, dan dapat menyebabkan katup piston ke kontak, sangat merusak mesin. Pada kecepatan tinggi pelumasan piston dengan dinding silinder antarmuka cenderung rusak. Hal ini membatasi kecepatan piston mesin industri sekitar 10 m / detik.
Intake / exhaust port aliran

Daya output mesin tergantung pada kemampuan asupan (campuran udara-bahan bakar) dan knalpot materi untuk bergerak cepat melalui katup pelabuhan, biasanya terletak di kepala silinder. Untuk meningkatkan output mesin kekuasaan, penyimpangan dalam intake dan exhaust jalan, seperti pengecoran kekurangan, dapat dihapus, dan, dengan bantuan aliran udara bangku, jari-jari dari pelabuhan katup katup kursi berbalik dan konfigurasi dapat dimodifikasi untuk mengurangi perlawanan. Proses ini disebut port, dan hal itu dapat dilakukan dengan tangan atau dengan mesin CNC

Supercharging

Salah satu cara untuk meningkatkan kekuatan mesin untuk memaksa lebih banyak udara ke dalam silinder lebih banyak kekuatan sehingga dapat dihasilkan dari setiap kekuasaan stroke. Hal ini pada awalnya dilakukan dengan menggunakan jenis perangkat kompresi udara dikenal sebagai supercharger yang diaktifkan oleh mesin crankshaft.

Supercharging meningkatkan output daya batas empat-stroke engine, tetapi supercharger selalu berjalan. Continuous kompresi dari udara memerlukan asupan energi mekanik untuk menyelesaikan, sehingga supercharger memiliki biaya bahan bakar mengurangi efisiensi ketika mesin beroperasi pada tingkat daya rendah atau ketika mesin hanya diturunkan dan diparkir

Turbocharging

Yang Turbocharger dirancang sebagai bagian-metode waktu penekanan lebih banyak udara ke dalam kepala silinder. Terdiri dari dua bagian, kecepatan tinggi turbin perakitan dengan satu sisi yang menekan asupan udara, dan pihak lain yang didukung oleh aliran gas buang.

Ketika diparkir, dan pada rendah sampai sedang kecepatan, turbocharger tidak terlibat dan mesin beroperasi dalam alami-cara disedot. Ketika lebih banyak output daya yang dibutuhkan, kecepatan mesin meningkat sampai gas buang cukup untuk ‘spin up’ turbocharger’s turbin untuk memulai penekanan jauh lebih banyak udara dari biasanya ke dalam intake manifold.

Turbocharging memungkinkan untuk operasi mesin yang lebih efisien rendah sampai sedang kecepatan, tetapi ada batasan desain yang dikenal sebagai turbo lag. Peningkatan tenaga mesin tidak segera tersedia, karena kebutuhan untuk mesin meningkat tajam RPM berputar naik turbo, sebelum turbo mulai melakukan kompresi udara berguna

Rod dan piston-to-stroke rasio

Batang-to-stroke rasio adalah rasio panjang penghubung batang dengan panjang piston stroke. Batang yang lebih panjang akan mengurangi tekanan samping piston di dinding silinder dan kekuatan stres, sehingga meningkatkan umur mesin. Ini juga akan meningkatkan biaya dan mesin tinggi dan berat badan.

Sebuah “mesin persegi” adalah mesin dengan diameter membosankan setara dengan stroke panjang. Mesin di mana diameter bore lebih besar dibandingkan dengan stroke panjang adalah mesin oversquare, sebaliknya, sebuah mesin dengan bore diameter yang lebih kecil dibandingkan dengan stroke panjang adalah mesin undersquare.

Valvetrain

Katup biasanya dioperasikan oleh sebuah camshaft berputar pada kecepatan setengah dari crankshaft. Ini memiliki serangkaian Cams sepanjang panjangnya, masing-masing dirancang untuk membuka katup selama sesuai bagian dari knalpot asupan atau stroke. Sebuah tappet antara katup dan cam adalah kontak permukaan di mana slide cam untuk membuka katup. Banyak mesin menggunakan satu atau lebih camshafts “di atas” sebuah baris (atau setiap baris) silinder, seperti dalam ilustrasi, di mana setiap cam langsung actuates katup melalui tappet yang datar. Dalam merancang mesin lain camshaft ada di bak mesin, dalam hal ini masing-masing kontak cam dorong batang, yang kontak lengan kursi goyang yang membuka katup. Desain cam overhead biasanya memungkinkan kecepatan mesin yang lebih tinggi karena menyediakan jalur yang paling langsung antara cam dan katup.

Valve clearance

Valve clearance mengacu pada celah kecil antara pengangkat katup dan batang katup yang memastikan bahwa benar-benar menutup katup. Pada mesin dengan katup mekanis penyesuaian izin berlebihan akan menyebabkan katup suara dari kereta. Biasanya pembersihan harus menyesuaikan setiap 20.000 mil dengan gage peraba.

Mesin produksi modern menggunakan pengangkat hidrolik untuk secara otomatis katup mengkompensasi keausan komponen kereta. Oli mesin kotor dapat menyebabkan kegagalan pengangkat.

Energi Saldo

Otto mesin adalah sekitar 35% efisien – dengan kata lain, 35% dari energi yang dihasilkan oleh pembakaran berguna diubah menjadi energi rotasi pada poros output dari mesin, sedangkan sisanya sampah muncul sebagai panas. [Rujukan?] Sebaliknya, seorang enam stroke engine dapat mengkonversi lebih dari 50% dari energi dari pembakaran menjadi energi rotasi berguna.

Mesin-mesin modern sering sengaja dibangun untuk menjadi sedikit kurang efisien daripada yang dapat mereka yang dapat. Hal ini diperlukan untuk kontrol seperti emisi gas buang recirculation dan catalytic converter yang mengurangi asap dan polutan atmosfer lain. Penurunan efisiensi dapat menetral dengan unit kontrol Engine menggunakan teknik membakar ramping.

Top dead center, before cycle begins 1 – Intake stroke 2 – Compression stroke
Starting position, intake stroke, and compression stroke.
Fuel ignites 3 – Power stroke 4 – Exhaust stroke
Ignition of fuel, power stroke, and exhaust stroke.


Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Kategori

%d blogger menyukai ini: