Motor în patru timpi

Motorul în patru timpi este un tip de motor cu ardere internă al cărui piston face 4 curse simple într-un ciclu motor. Pistonul se mișcă într-un cilindru închis la un capăt de chiulasă. Mișcarea pistonului este asigurată de un mecanism bielă-arbore cotit și are loc între două poziții extreme: punctul mort interior și punctul mort exterior.

Un ciclu motor are loc de-a lungul a două rotații ale arborelui cotit și cuprinde patru faze: 1. Admisia, 2. Compresia, 3. Arderea și Destinderea, 4. Evacuarea

În punctul mort interior (PMI), pistonul este în interiorul cilindrului și volumul acestuia este minim.

La punctul mort exterior (PME), pistonul se găsește la cealaltă extremitate în raport cu PMI și volumul acestuia este maxim.

Un ciclu motor are loc de-a lungul a două rotații ale arborelui cotit și cuprinde patru faze: admisia, compresia, arderea și destinderea și, în final, evacuarea.

Principiul de funcționare

Diagrama de funcționare și ciclul termodinamic motor reprezentat în diagrama p-V
Legenda:
1 - cilindrul
2 - chiulasa
3 - pistonul
4 - biela
5 - arborele cotit
6 - supapa de admisie
7 - supapa de evacuare

În momentul deplasării pistonului de la punctul mort interior la punctul mort exterior, supapa de admisie 6 (vezi imaginea din stânga) este deschisă și prin urmare în cilindru intră încărcătură proaspătă (din cauza depresiunii create de mișcarea pistonului). Așadar are loc admisia (curba g-a din diagramă). În continuare, prin deplasarea pistonului de la punctul mort exterior la punctul mort interior, are loc comprimarea încărcăturii, ambele supape (6 și 7) fiind închise. Până ca pistonul să ajungă la punctul mort interior, încărcătura este aprinsă și arde degajând căldură, ceea ce duce la mărirea presiunii în cilindru.

Istoric

Nikolaus Otto

Potrivit recentelor studii istorice, inventatorii italieni Eugenio Barsanti și Felice Matteucci au brevetat o primă versiune, care mergea eficient, a unui motor cu ardere internă, în 1854 la Londra (pt. Num. 1072). Se susține că motorul Otto este în multe părți, cel puțin, inspirat din precedentele invenții ale acestuia, dar, deocamdată nu există nici o documentație despre motorul italian creat înaintea celui al lui Otto.

Nikolaus August Otto a fost inventatorul german al primului motor cu ardere internă care ardea în mod eficient combustibilul direct într-o cameră cu piston. Deși au mai fost inventate și alte motoare cu ardere internă (de exemplu, de către Etienne Lenoir), acestea nu s-au bazat pe patru timpi separați. Conceptul de patru timpi este posibil să fi fost deja discutat la data invenției lui Otto, dar el a fost primul care l-a pus în practică.

Ciclul Otto

Un motor Otto din anii 1920

Articol principal: Ciclul Otto.

Motorul Otto a fost conceput ca un motor staționar; acțiunea motorului constă în mișcări ale pistonului în interiorul cilindrului înspre și dinspre camera de ardere. Otto l-a vândut doar ca pe un motor staționar. Utilizat mai târziu într-o formă adaptată drept motor de automobil, sunt implicați patru timpi, spre interiorul și spre exteriorul camerei de ardere:

1. Admisie în prima cursă spre exterior - cărbune, gaz și aer intră în camera pistonului.
2. Compresie adiabatică în prima cursă spre interior - pistonul comprimă amestecul.
3. Ardere și destindere adiabatică în a doua cursă spre exterior - amestecul combustibil se aprinde printr-o scânteie electrică și arde.
4. Evacuare în a doua cursă spre interior – degajă gazele de ardere din camera pistonului.

Bibliografie

• Berthold Grünwald, Teoria, calculul și construcția motoarelor pentru autovehicule rutiere,București, Ed. Didactică și Pedagogică, 1980
• Nicolae Negurescu, Constantin Pană și Marcel Popa - Motoare cu ardere internă, Vol. 1, Editura Matrix Rom, ediția a II-a, 1996

Vezi și

• Motor în doi timpi

Legături externe

• Materiale media legate de Motor în patru timpi la Wikimedia Commons
• en U.S. Patent 194047
• en Detailed Engine Animations Arhivat în 25 iunie 2017, la Wayback Machine.
• en How Car Engines Work
• en Animated Engines, four stroke Arhivat în 10 noiembrie 2011, la Wayback Machine. another explanation of the four-stroke engine
• en CDX eTextbook Arhivat în 29 septembrie 2006, la Wayback Machine. – some videos of car components in action
• en Video from inside a four-stroke engine cylinder.