Benzinemotor is een veel voorkomende verbrandingsmotor. Het volgende is het werkingsprincipe:
I. Inlaatslag
1. Werkproces
- De inlaatklep is open en de uitlaatklep is gesloten. De zuiger beweegt van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt onder de aandrijving van de krukas. Op dit moment neemt het volume in de cilinder geleidelijk toe en neemt de druk af. Het gemengde gas van lucht en benzine wordt onder invloed van het drukverschil in de cilinder gezogen. Over het algemeen is de ideale lucht-brandstofverhouding 14,7 delen lucht en 1 deel benzine.
- Bij dit proces wordt door de neerwaartse beweging van de zuiger een lagedrukgebied gevormd, zodat het gemengde gas soepel de cilinder kan binnendringen en zich voorbereidt op het daaropvolgende verbrandingsproces.
II. Compressieslag
1. Werkproces
- Zowel de inlaat- als uitlaatkleppen zijn gesloten. De zuiger beweegt van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt onder de aandrijving van de krukas. Op dit moment wordt het gemengde gas in de cilinder gecomprimeerd. Naarmate de zuiger omhoog gaat, blijft het volume in de cilinder afnemen en blijven de druk en temperatuur van het gemengde gas stijgen.
- Het doel van dit compressieproces is om het mengsel vóór de verbranding in een geschikte staat te brengen en de verbrandingsefficiëntie te verbeteren. Compressie kan bijvoorbeeld de temperatuur van het mengsel verhogen tot een niveau dat voldoende is om de benzine snel en volledig te laten verbranden.
III. Krachtslag
1. Werkproces
- Wanneer de zuiger het bovenste dode punt nadert, genereert de bougie een elektrische vonk om het gecomprimeerde mengsel te ontsteken. Het mengsel verbrandt snel en produceert verbrandingsgas met een hoge temperatuur en hoge druk. Het verbrandingsgas zet uit in de cilinder en duwt de zuiger van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt. Bij dit proces wordt de energie van het verbrandingsgas omgezet in mechanische energie van de zuiger, die via de drijfstang naar de krukas wordt overgebracht, waardoor de krukas gaat roteren en extern werk gaat verrichten.
- Tijdens de arbeidsslag wordt de chemische energie die vrijkomt bij de verbranding van benzine omgezet in mechanische energie, wat een belangrijke stap is voor benzinemotoren om brandstofenergie om te zetten in nuttig werk.
IV. Uitlaatslag
1. Werkproces
- De uitlaatklep gaat open en de inlaatklep sluit. Aangedreven door de krukas beweegt de zuiger van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt en wordt het uitlaatgas na verbranding uit de cilinder afgevoerd.
- Het uitlaatgas bevat kooldioxide, waterdamp en enkele onvolledig verbrande stoffen. De uitlaatgassen van het uitlaatgas bereiden zich voor op de inlaatslag van de volgende werkcyclus, waardoor de cilinder weer vers menggas kan inademen.
De benzinemotor zet de chemische energie van benzine continu om in mechanische energie door deze vier slagen (inlaat, compressie, kracht, uitlaat) te herhalen, waardoor voertuigen of andere apparatuur van stroom worden voorzien.
