Nelitahtimoottori

polttomoottorityyppi

Nelitahtimoottori on muun muassa lähes kaikissa nykyautoissa käytettävä polttomoottorityyppi. Nimi tulee neljästä moottorin toimintavaiheesta, jotka toistuvat moottorin käydessä. Nelitahtimoottori voi toimia joko otto- tai dieselprosessilla.

Mercedes-Benz W212:n moottori
Havainnekuva nelitahtimoottorin toimintaperiaatteesta. Toimintavaiheet ovat:
1. Imutahti
2. Puristustahti
3. Työtahti
4. Poistotahti

Nelitahtimoottorin periaatteen kuvasi ensimmäisenä Alphonse Beau de Rochas vuonna 1862 myönnetyssä patentissa.[1] Myös itävaltalaisen kellosepän Christian Reithmannin sanotaan patentoineen nelitahtisen moottorin 1860-luvun alussa.[1] Saksalainen Nikolaus Otto kehitti Étienne Lenoirin kaasumoottorin pohjalta vuonna 1876 otto-sykliä käyttävän nelitahtimoottorin.[2] Beau de Rochasin patentti löydettiin vuonna 1884, ja Otton saksalainen patentti mitätöitiin. Ottoa pidetään kuitenkin yleisesti nelitahtimoottorin keksijänä, koska hänen työnsä osoitti uuden moottoritekniikan mahdollisuudet.

Nelitahtimoottorin haittana kaksitahtimoottoriin nähden on monimutkaisempi rakenne ja siten suurempi paino. Nelitahtisen ottomoottorin etuna kaksitahtimoottoriin on parempi hyötysuhde ja puhtaammat pakokaasupäästöt, sillä nelitahtimoottorissa polttoaineen ja ilman seos ei juuri ollenkaan sekoitu pakokaasuihin. Tämän vuoksi polttoaineen palaminen on puhtaampaa ja tehokkaampaa kuin kaksitahtimoottorissa. Kaksitahtisissa dieselmoottoreissa polttoaineen huuhteluhäviötä ei esiinny.

Nelitahtimoottorin kaasunvaihto on yleensä paremmin hallittavissa kuin kaksitahtimoottorin, koska venttiilien ajoitus ja nousu voidaan suunnitteluvaiheessa määrätä suhteellisen vapaasti. Sen sijaan mäntäohjattu kaksitahtikone on vaikeampi suunnitella siten, että saavutetaan riittävä tehollinen puristussuhde, riittävä täytös ja kunnollinen huuhtelu. Nelitahtimoottorin ominaisuuksia on myös helppo muokata jälkikäteen venttiilien ajoitusta tai nostokäyrää muuttamalla esimerkiksi vaihtamalla nokka-akseli. Nokka-akseleita pyöritetään uusissa moottoreissa jakohihnan tai jakoketjun avulla.

Alkuasetelma ennen kuin jakso alkaa 1 - Imutahti 2 - Puristustahti


Alkuasetelma, imutahti ja puristustahti.


Polttoaineseos sytytetään 3 - Työtahti 4 - Poistotahti


Polttoaineseoksen syttyminen, työtahti ja poistotahti.

Katso myös muokkaa

Lähteet muokkaa

  1. a b Jean-François Tissot: Birth of an idea: Etienne Lenoir and the internal combustion engine charge-magazine.abb.com. 29.10.2020. Arkistoitu 18.4.2023. Viitattu 18.4.2023. (englanniksi)
  2. Jean-François Tissot: How Nikolaus August Otto created the 4-stroke internal combustion engine charge-magazine.accelleron-industries.com. 5.11.2020. Viitattu 18.4.2023. (englanniksi)