Γιατί ένας κινητήρας έχει εισαγωγή και εξαγωγή;

Γιατί ένας κινητήρας έχει εισαγωγή και εξαγωγή;

1. Ο ρόλος του συστήματος εισαγωγής

• Παροχή οξυγόνου: Η ουσία της καύσης είναι η χημική αντίδραση μεταξύ καυσίμου και οξυγόνου. 

Το σύστημα εισαγωγής εισάγει αέρα (που περιέχει οξυγόνο) στον κύλινδρο για να διασφαλίσει ότι το καύσιμο μπορεί να καεί πλήρως.

• Μικτό καύσιμο: Σε έναν βενζινοκινητήρα, η πολλαπλή εισαγωγής αναμειγνύει αέρα με ψεκασμένο καύσιμο για να σχηματίσει ένα εύφλεκτο μείγμα (οι πετρελαιοκινητήρες ψεκάζουν καύσιμο απευθείας στον κύλινδρο).

• Ψυκτική δράση: Η ροή αέρα εισαγωγής μπορεί να βοηθήσει στην ψύξη των εσωτερικών εξαρτημάτων του κινητήρα (όπως τα τοιχώματα των κυλίνδρων και τα έμβολα).

• Βελτιστοποίηση ώθησης: Οι κινητήρες με υπερσυμπιεστή ή υπερσυμπιεστή βελτιώνουν την απόδοση καύσης και την ισχύ αυξάνοντας δυναμικά τον όγκο εισαγωγής.

2. Ο ρόλος του συστήματος εξάτμισης

• Καυσαέρια: Τα καυσαέρια μετά την καύση (όπως CO₂, υδρατμοί, οξείδια του αζώτου κ.λπ.) 

πρέπει να εκκενώνεται εγκαίρως για να αποφευχθεί η κατάληψη του χώρου του κυλίνδρου και η επίδραση στην επόμενη καύση.

• Μείωση της αντίθλιψης: Ο βελτιστοποιημένος σχεδιασμός εξάτμισης μειώνει τα υπολείμματα καυσαερίων και βελτιώνει την απόδοση της εισαγωγής. Η διάμετρος και το μήκος του σωλήνα εξάτμισης θα επηρεάσουν την απόδοση του κινητήρα.

• Προστασία περιβάλλοντος και μείωση θορύβου: Το σύστημα εξάτμισης περιλαμβάνει καταλυτικό μετατροπέα (μειώνοντας τις επιβλαβείς εκπομπές) 

και σιγαστήρα (που μειώνει τον θόρυβο) για την τήρηση των περιβαλλοντικών κανονισμών και των απαιτήσεων άνεσης.

• Κίνηση στροβίλου: Σε έναν κινητήρα με υπερσυμπιεστή, τα καυσαέρια ωθούν την στρόβιλο να περιστραφεί, οδηγώντας έτσι τον συμπιεστή στην πλευρά εισαγωγής για να αυξήσει την πίεση εισαγωγής.

3. Το συντονισμένο έργο της εισαγωγής και της εξαγωγής Ο κινητήρας ολοκληρώνει τη μετατροπή ενέργειας μέσω ενός τετράχρονου κύκλου (εισαγωγή, συμπίεση, ισχύς, εξαγωγή) ή ενός δίχρονου κύκλου:

1. Διαδρομή εισαγωγής: Το έμβολο κινείται προς τα κάτω, η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει και εισπνέεται φρέσκος αέρας ή μικτό αέριο.

2. Διαδρομή συμπίεσης: Η βαλβίδα είναι κλειστή και το έμβολο κινείται προς τα πάνω για να συμπιέσει το μεικτό αέριο.

3. Ισχυρή κίνηση: Το μπουζί αναφλέγεται (ή ανάφλεξη με συμπίεση ντίζελ) και το μείγμα καίγεται και ωθεί το έμβολο προς τα κάτω. 

4. Διαδρομή εξαγωγής: Η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει και το έμβολο κινείται προς τα πάνω για να εκκενώσει τα καυσαέρια. Εάν υπάρχει έλλειψη εισαγωγής, η καύση δεν μπορεί να ξεκινήσει. 

Εάν υπάρχει έλλειψη καυσαερίων, η κατακράτηση καυσαερίων θα προκαλέσει απότομη πτώση της απόδοσης ή ακόμα και σβήσιμο της φλόγας.

4. Σύγκριση ειδικών περιπτώσεων

• Δίχρονος κινητήρας: Η εισαγωγή και η εξαγωγή συγχρονίζονται μέσω της κίνησης του εμβόλου (χωρίς ανεξάρτητες βαλβίδες), 

αλλά η απόδοση είναι χαμηλή και η ρύπανση είναι υψηλή, και χρησιμοποιείται κυρίως σε μικρό εξοπλισμό.

• Περιστροφικός κινητήρας: Η εισαγωγή και η εξαγωγή επιτυγχάνονται μέσω της κίνησης του ρότορα, η δομή είναι διαφορετική αλλά η αρχή λειτουργίας είναι παρόμοια.

Σύνοψη Η εισαγωγή και η εξαγωγή είναι οι βασικοί κρίκοι της ομαλής αναπνοής του κινητήρα: η εισαγωγή παρέχει τις πρώτες ύλες για την καύση και η εξάτμιση απομακρύνει τα απόβλητα. 

Τα δύο αυτά συστήματα συνεργάζονται για να διασφαλίσουν ότι ο κινητήρας λειτουργεί συνεχώς, αποτελεσματικά και καθαρά. Οι σύγχρονες τεχνολογίες (όπως ο μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων και η υπερσυμπίεση) βελτιστοποιούν περαιτέρω αυτή τη διαδικασία. 

βελτίωση της απόδοσης και προστασία του περιβάλλοντος.