Nelitahtimoottori

Nelitahtimoottori on muun muassa lähes kaikissa nykyautoissa käytettävä moottorityyppi. 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 ranskalaisessa vuonna 1862 myönnetyssä patentissa. Beau de Rochas ei kuitenkaan hyödyntänyt keksintöään, eikä patenttia julkaistu. Saksalainen Nikolaus Otto kehitti ilmeisesti de Rochasista riippumattomasti nelitahtimoottoria ja rakensi prototyypin, joka kävi ensimmäisen kerran vuonna 1876.[1] 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.