Zgodovina in delovanje štiri taktnega motorja

Nikolaus August Otto je z razvijanjem štiritaktnega motorja začel že davnega leta 1861. Hotel je izboljšati delovanje motorjev z notranjim izgorevanjem, ki so jih razvijali njegovi predhodniki ,saj so bili njihovi motorji veliki in neučinkoviti, izkoristki so znašali le okoli 4%.

Njegova ideja je bila, da bi mešanico goriva in zraka pred samim vžigom stisnili, kar bi izboljšalo izgorevanje in s tem učinkovitost motorja. To idejo je leta 1862 spravil v realnost. Motor je imel večjo učinkovitost od njegovih predhodnikov, a problem je bila vzdržljivost ,,saj je prvi prototip razneslo po le nekaj minutah delovanja.
Leta 1864 je Otto v sodelovanju z Eugenom Langenom ustanovil prvo tovarno za proizvodnjo motorjev z notranjim izgorevanjem. Tovarna je istega leta proizvedla prvi delujoč motor z notranjim izgorevanjem.

4-taktni-motor

Štiritaktni motor je prinesel veliko revolucijo predvsem v avtomobilski industriji,saj je bil za tiste čase lahek, majhen in učinkovit.
Delovanje štiri taktnega motorja lahko razdelimo na štiri posamezne termodinamične procese:

4-taktni-cikel

1.Sesanje mešanice zraka in goriva v komoro: Pri tem se odpre sesalni ventil v glavi motorja medtem ko se bat motorja začne premikati navzdol in s tem ustvarja območje nižjega pritiska oziroma ekspanzijo, kar vsesa mešanico zraka in goriva v izgorevalno komoro.

2.Stiskanje in eksplozija: Ko bat v motorju doseže spodnjo mrtvo lego oziroma najnižjo točko se s pomočjo vztrajnika začne nazaj dvigovati, začne se dogajati kompresija. V najvišji točki bata je mešanica goriva in zraka stisnjena v tistem trenutku svečka v motorju odda iskro, kar povzroči eksplozijo.

3.Ekspanzija: V tem taktu eksplodira mešanica goriva in zraka, kar povzroči ekspanzijo. Ta ekspanzija potisne bat ponovno v spodnjo mrtvo lego. Iz tega takta dobimo učinkovito moč.

4.Izpušni takt: V zadnjem taktu cikla se bat s pomočjo vztrajnika ponovno pomika proti zgornji mrtvi legi. Pri tem se odpre izpušni ventil, to omogoči, da se izgorevalna komora sprazni in s tem omogoči vstop nove mešanice zraka in goriva.

4-taktni-motor

Štiri taktni motorji kot jih poznamo danes v avtomobilih pogosto delujejo s pomočjo prisilnih polnilnikov različnih vrst ,saj za večjo eksplozijo potrebujemo več goriva in zraka. Večja kot je eksplozija, bolj učinkovit je motor. Današnji motorji v avtomobilih zahvaljujoč prislinim polnilnikom, elektroniki in vbrizgu goriva, dosegajo izkoristke okoli 40%, največjo omejitev pri napredku predstavlja vzdržljivost materialov.