Hoe een viertaktdieselmotor werkt

De functie van de motor is om de thermische energie die vrijkomt bij de verbranding van brandstof in de cilinder om te zetten in mechanische energie, waardoor vermogen wordt geleverd. Het bovengenoemde energieomzettingsproces wordt gerealiseerd door het continu herhalen van vier continue processen: "inlaat-compressie-arbeid-uitlaat". Elke omzetting van thermische energie in mechanische energie die plaatsvindt in een motorcilinder, wordt een arbeidscyclus genoemd.

In één werkcyclus draait de krukas twee weken lang en maakt daarbij vier slagen heen en weer, wat een viertaktmotor wordt genoemd.

1) Inlaatslag

Aangedreven door de krukas beweegt de zuiger van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt. Op dit punt opent de inlaatklep en sluit de uitlaatklep. Tijdens de neerwaartse beweging van de zuiger neemt het volume erboven geleidelijk toe tot een zekere vacuümsterkte, waardoor frisse lucht in de cilinder wordt gezogen. Wanneer de zuiger het onderste dode punt bereikt, sluit de inlaatklep, waardoor de inlaat stopt.

2) Compressieslag

Aangedreven door de krukas beweegt de zuiger van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt. Nadat de inlaatslag is voltooid, worden zowel de inlaatklep als de uitlaatklep gesloten. Tijdens de beweging van de zuiger van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt neemt het cilindervolume geleidelijk af, wordt de lucht in de verbrandingskamer samengeperst en stijgen de temperatuur en druk. Omdat de dieselmotor gebruikmaakt van compressieontsteking, is de compressieverhouding van de dieselmotor hoog, zodat de dieselmotor snel ontsteekt en verbrandt nadat de lucht in de cilinder is ingespoten.

3) De machtsgreep

De zuiger beweegt van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt. Op dat moment zijn de inlaatklep en uitlaatklep nog steeds gesloten, en het mengsel ontbrandt en verbrandt vanzelf onder hoge temperatuur en druk. Dit genereert een grote hoeveelheid warmte-energie, waardoor de temperatuur in de cilinder stijgt. De druk stijgt sterk, het gas zet snel uit en het gas met hoge temperatuur en hoge druk duwt de zuiger van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt. Dit drijft de krukas aan om via de drijfstang te draaien en arbeid te verrichten. Dit zorgt voor de omzetting van de chemische energie van de brandstof in warmte-energie, en uiteindelijk in mechanische energie. Wanneer de zuiger het onderste dode punt bereikt, eindigt de arbeidsslag.

4) Uitlaatslag

De zuiger beweegt van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt. Tijdens de uitlaatslag sluit de inlaatklep en opent de uitlaatklep. Omdat de uitlaatgassen na verbranding nog steeds hoger zijn dan de externe atmosferische druk, worden ze snel uit de cilinder afgevoerd onder de druk van het gasdrukverschil en de opwaartse verplaatsing van de zuiger.

Nadat de uitlaatslag voltooid is, blijft de krukas doordraaien door gebruik te maken van de traagheid van het vliegwiel, waardoor de bovenstaande vier slagen zich herhalen.