Στην συνηθισμένη ερώτηση, πως λειτουργεί ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, πολλοί απαντούν ότι: "ή έκρηξη του καύσιμου σπρώχνει το έμβολο και έτσι γυρίζει ο στρόφαλος.
Κατ' αρχή το καύσιμο δεν εκρύγνηται, αλλά καίγεται γρήγορα και ομαλά. Καύση είναι η χημική αντίδραση όπου η καύσιμος ύλη (που στην περίπτωσή μας περιέχεται στο υγρό καύσιμο μαζί με λιπαντικό), ενώνεται με το οξυγόνο του αέρα για να δώσει νέα συστατικά διοξείδιο του άνθρακα και νερό (κ.α.)
Επειδή ή ενέργεια που χρειάζεται για να σχηματιστούν τα νέα αυτά μόρια είναι μικρότερη από αυτή που είχαν τα αρχικά μόρια, μένει ελεύθερο ένα σημαντικό ποσό ενέργειας, με την μορφή της θερμότητας (εξώθερμη αντίδραση, αποδιδόμενη ενέργεια).
Η θερμότητα δεν είναι ακριβώς αυτό που ζητάμε, την εκμεταλλευόμαστε όμως για να πετύχουμε τον σκοπό μας. Μέρος λοιπόν αυτής της θερμότητας ανεβάζει την θερμοκρασία των αερίων προϊόντων της καύσης (το νερό είναι ατμός) και αυξάνει την πίεσή τους. Τα υπερσυμπιεσμένα αέρια σπρώχνουν προς όλες τις κατευθύνσεις και φυσικά και την επιφάνεια του εμβόλου που αρχίζει να κινείται. Μετατρέψαμε δηλ. την θερμότητα σε κινητική ενέργεια (μία άλλη μορφή ενέργειας). Η κίνηση είναι αυτό που ζητάμε (το πως μετατρέπεται η ευθύγραμμη κίνηση σε περιστροφική δεν θα εξεταστεί εδώ).
Ολα τα παραπάνω συμβαίνουν πολύ γρήγορα στον θάλαμο της καύσης, σε 1 Χ 10-6 δευτερόλεπτα. Δυστυχώς όπως είπαμε δεν μπορούμε να μετατρέψουμε όλο το ποσό της εκλυόμενης ενέργειας του καύσιμου σε κινητική, μόνιμη πρόκληση των σχεδιαστών που προσπαθούν να μειώσουν τις απώλειες και να παρουσιάσουν κινητήρες με τον καλύτερο βαθμό μετατροπής, της προσφερόμενης ενέργειας σε αποδιδόμενη.
ΤΕΤΡΑΧΡΟΝΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ
Ο τετράχρονος έχει δύο τουλάχιστον βαλβίδες, μία βαλβίδα εισαγωγής και μία εξαγωγής. Αυτές συνήθως βρίσκονται στην κεφαλή του κυλίνδρου. Οι βαλβίδες είναι χρονισμένες μηχανικά με τον στρόφαλο, απ' όπου παίρνουν εντολή να ανοίξουν και να κλείσουν την κατάλληλη στιγμή.
1. Εισαγωγή
Ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής. Καθώς το έμβολο κατεβαίνει το μίγμα εισέρχεται και καταλαμβάνει τον χώρο του κυλίνδρου. Η βαλβίδα εξαγωγής είναι κλειστή.
2. Συμπίεση
Το έμβολο ανεβαίνει και η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει. Το μίγμα συμπιέζεται. Η βαλβίδα εξαγωγής παραμένει κλειστή.
3. Καύση
Το μίγμα αναφλέγεται και καίγεται. Τα αέρια προϊόντα εκτονώνονται και σπρώχνουν το έμβολο προς τα κάτω. Και οι δύο βαλβίδες είναι κλειστές.
4. Εξαγωγή
Ανοίγει η βαλβίδα εξαγωγής και το ανερχόμενο έμβολο σπρώχνει τα προϊόντα της καύσης να βγουν από τον κύλινδρο. Η βαλβίδα εισαγωγής είναι κλειστή.
Παρατηρούμε ότι:
Καθ' ένα από τα τέσσερα στάδια του κύκλου γίνεται στη διάρκεια μιας διαδρομής του εμβόλου, είτε ανερχόμενη, είτε κατερχόμενη.
Για ένα πλήρη κύκλο θέλουμε δύο ανερχόμενες και δύο κατερχόμενες διαδρομές.
Οι τέσσερεις αυτές διαδρομές, που λέγονται και χρόνοι (γι' αυτό λέγεται τετράχρονος) αντιστοιχούν σε δύο πλήρεις περιστροφές του στρόφαλου.
Από τους τέσσερεις χρόνους μόνο ο ένας - ο τρίτος - παράγει έργο.
Για να συνεχίσει ο μονοκύλινδρος κινητήρας την περιστροφή τους υπόλοιπους τρείς χρόνους. βασίζεται στην αδράνεια περιστροφής των περιστρεφόμενων μερών του, η οποία ενισχύεται από το φορτίο του, που στην περίπτωσή μας είναι μία έλικα.
Θέμα: Αρχή λειτουργίας κινητήρων εσωτερικής καύσης 
6/3/2016, 6:18 pm
