Kada je u pitanju rad a četvorotaktni motor, obično je pojašnjeno ako opisujete svoje teorijski ciklus ili njegov praktični ciklus. Razlika koja se mora uzeti u obzir jer, dok je teorijska pojednostavljenje kako bi se objasnio njegov rad, praktična dodaje mnogo više fizičkih faktora koji se javljaju u stvarnosti.
Ako postavimo distribucija motora sa teorijskim ciklusom, to najvjerovatnije ne bi moglo funkcionirati. U slučaju da to učinite, pored poteškoća pri pokretanju, njegove performanse bi bile vrlo loše, a ponašanje vrlo nestabilno.
Praktični ciklus 4-taktnog motora
To je razlog zašto praktični ciklus uzima u obzir nekoliko faktora i mijenja trenutak u kojem komponente motora djeluju. Ovi faktori koji ga razlikuju od teorijski ciklus Oni se mogu sažeti u sljedeće tačke:
- Ventili se ne otvaraju i ne zatvaraju potpuno odmahali im je potrebno određeno vrijeme
- Sagorevanje smeše takođe nije trenutno, ali potrebno je nekoliko milisekundi ključnih za rad motora
- Gasovi imaju inerciju, pa im treba vremena da se počnu kretati i nastavljaju se kretati još neko vrijeme nakon što djeluju na njih
Iz tog razloga, trenutak u kojem se ventili otvaraju i zatvaraju ili trenutak sagorijevanja nije onaj koji je naznačen teorijskim ciklusom. Vidit ćemo kako je zapravo u različitim fazama četverotaktnog motora:
Faza prijema u praksi
Suprotno teorijskom ciklusu, ventili usisni ventili se ne otvaraju kada je klip u gornjoj mrtvoj tački (TDC). Kao što smo već rekli, ventilima treba vremena da se otvore, pa da bi bili potpuno otvoreni kada klip počne da se spušta, počinju da se otvaraju kada se klip još diže. Ako se to ne učini, ne bi sav mogući zrak ušao u usisnu fazu i motor bi izgubio kapacitet.
Nakon toga, klip se pomera dole do donje mrtve tačke (PMI), u kom trenutku teorijski ciklus kaže da su usisni ventili zatvoreni, ali to nije tačno u praksi. Još se ne zatvaraju jer zrak nosi inerciju i nastavlja da ulazi čak i kada klip počne da se diže.
Štaviše, kada se motor okreće na visokim obrtajima, vazduh ima toliku brzinu da više količine ulazi kada se klip već podiže, nego kada se spušta da bi ga usisao.
Faza kompresije u praksi
Usisni ventili se zatvaraju u optimalno vrijeme u koje više ne ulazi vazduh (u nekom trenutku u usponu klipa). Odatle počinje sama faza kompresije i klip nastavlja da ide gore da komprimuje vazduh.
Ovo je trenutak kada dolazi u igru injekcija u motorima sa direktnim ubrizgavanjem. Raspršuju gorivo u cilindar tako da se miješa sa zrakom. Zbog toga, odavde više ne kažemo vazduh, ako ne i mešavina, koji se nastavlja sabijati klipom.
Kod motora s indirektnim ubrizgavanjem, zrak koji ulazi kroz usis već nosi gorivo koje je prethodno ubrizgano u usisna grana.
Faza sagorevanja u praksi
Sagorevanje mješavine se proizvodi kada klip još uvek ide gore. To jest, prije nego što se popne na Top Dead Center (TDC). ovo je tako, jer smjesi treba vremena da sagori i stoga je potrebno vrijeme da se proizvede eksplozija koja se može u potpunosti iskoristiti. Ako bi se smjesa zapalila u TDC, klip bi se već spustio kada se plinovi šire. Stoga se ne bi dobro koristili za guranje klipa prema dolje.
To se zove unapred paljenje y, što se motor brže okreće, to više morate predvidjeti sagorijevanje mix. U suprotnom bi eksplozija dolazila sve kasnije i potiskivala klip nadole, što bi izazvalo ogroman gubitak efikasnosti. Ovim se bavi elektronski sistem ubrizgavanja aktuelnih automobila. Stari su imali mehaničke sisteme unapredjenja paljenja koji su radili vakuumom, centrifugalnom silom.
Faza bijega u praksi
Izduvni ventili se otvaraju kada se klip i dalje spušta. Konkretno kada je eksplozija već pravilno iskorištena i kinetička energija se više neće gubiti otvaranjem ventila. dakle, kada klip prođe BDC i počne da se diže, ventili su potpuno otvoreni da ispuste izduvne gasove.
Klip nastavlja da raste do TDC da istisne gasove, ali opet se uzima u obzir inercija gasova. Zbog toga, izduvni ventili nisu zatvorene u to vrijeme, ali ostaju otvoreni još malo dok se klip spušta.
Evo jednog važnog detalja koji treba napomenuti: u ovom trenutku izduvna faza i faza usisavanja koegzistiraju. Ako pogledate prvu fazu (faza usisavanja u praksi), otvaranje usisnih ventila se predviđa kada se klip još diže (faza izduvavanja u praksi). Dakle, postoji trenutak kada su usisni i izduvni ventili otvoreni u isto vrijeme, trenutak koji se zove ukrštanje ventila.
Ako izduvni gasovi ne izlaze kroz usisne ventile, to je zato što nose inerciju da izađu kroz izduvne ventile. Štaviše, zrak ili mješavina koja ulazi pomaže dimovima izgaranja da pobjegnu, zauzimajući njihov prostor.
Stepeni napredovanja praktičnog ciklusa
Kao što vidite, praktični ciklus je pun napretka u otvaranju ventila ili paljenju. Čak ima i kašnjenje u zatvaranju da bi iskoristio venu gasova po inerciji tako da oni nastave da ulaze (ili izlaze).
sve Ovi pomaci se mjere i regulišu u stepenima rotacije koje vrši radilica. Sve zavisi od motora, ali postoji zajednički raspon kvaliteta za svaku komponentu motora. Ovo su:
- El Prijem Otvaranje unaprijed (AAA): otvaranje usisnih ventila se obično vrši između 10º i 25º prije PMS-a.
- El Odgoda zatvaranja prijema (RCA): zatvaraju se između 20º i 45º nakon PMI, kako bi pustili sav mogući zrak koji nastavlja da prolazi kroz inerciju.
- El Izduvni otvor unapred (AAE): više je pretjerano otvaranje izduvnih ventila koji se otvaraju između 30º i 60º prije PMI.
- El Odgoda zatvaranja izduvnih gasova (RCE): zatvaraju se između 10º i 20º nakon PMS-a kako bi iskoristili svoju izlaznu inerciju i završili potiskivanje zraka ili usisne mješavine.
- La ubrizgavanje goriva Radi se između 7º do 26º prije TDC-a (kod motora s direktnim ubrizgavanjem). Što nije unaprijed samo po sebi, ali ga spominjemo jer se kalibrira na osnovu unaprijed paljenja.
- El Ignition Advance (AE): Logično je da je napredovanje paljenja nešto nakon ubrizgavanja goriva. U benzinu se radi o unapređenju iskre svjećica. Jedan od načina da se postigne sličan učinak kod dizel motora je povećanje omjera kompresije. Kako se dizel gorivo pali pritiskom i toplotom komore za sagorevanje, povećanje kompresije pospešuje paljenje smeše.
Praktični ciklus kod motora sa varijabilnim usisom
Motori sa varijabilnim vremenskim razvodom ventila su može u velikoj mjeri modificirati trenutak otvaranja i zatvaranja ventila. Na taj način se mogu bolje prilagoditi potrebama koje nameću broj obrtaja motora i atmosferski uslovi.
Kada se motor okreće na 1.000 o/min, nije mu potrebno isto otvaranje usisnog ventila kao pri 6.000 o/min. Zbog toga, kada se revolucije dignu može modificirati tajming motora tako da ostanite otvoreni duže.
Videćete da na mnogim mestima ovo objašnjavaju rečima da "duže drže ventile otvorene", međutim, to je lako pogrešno razumeti. Motor se okreće mnogo većom brzinom, tako da vrijeme otvaranja ventila može biti čak i ako se promijeni tajming. Zapravo, točniji način da se to izrazi je to ventili ostaju otvoreni za više stupnjeva rotacije radilice. Što nije isto kao da duže ostanete otvoreni.
Ako želite saznati više o ovoj vrsti motora, preporučujemo vam članak Varijabilna distribucija: šta je to i koja je njena funkcija.
Teorijski ciklus četvorotaktnih motora
Podsjetimo se ukratko kakav je teorijski ciklus ovih motora, tako da je razlika sa praktičnim ciklusom jasna. Podsjetimo da je to teorijsko pojednostavljenje koje pokušava objasniti rad motora. Stoga se obično koristi samo u didaktičke svrhe koje postavljaju temelje, da bi se kasnije dobro razumio praktični ciklus. Sažete faze teorijskog ciklusa su:
- Prijem: Klip je u TDC, ventili se otvaraju i klip se pomiče dolje u GDC
- Kompresija: usisni ventili se zatvaraju, klip se diže od BDC do TDC kako bi komprimirao zrak, gorivo se ubrizgava u procesu.
- Ekspanzija: kada je klip u PMS-u, smjesa se detonira svjećicom i eksplozija gura klip nazad u PMI
- bijeg: izduvni ventili se otvaraju i klip se diže od PMI do PMS kako bi uklonio izduvne plinove kroz njih. Kada dođe do vrha, ventili se zatvaraju.
Kao što vidite, svi pomaci i kašnjenja ventila i paljenja su izostavljeni, tako da to nema nikakve veze sa onim što motor treba da radi u praksi.
U onome što primjećujemo razlike, to je u vremenu u kojem se ventili različitih sistema.
Ove brzine se modificiraju karburiziranu smjesu i količinu sagorjelog plina, generalno vrlo niske, koje se u teorijskom ciklusu samo razmatraju «idealne situacije» (nešto vrlo slično Fizika osnovno)
Umjesto toga, ove brzine su proporcionalno brzini rotacije, nešto što sa evolucijom tehnologije i u potrazi za postizanjem moći što je više moguće je potpuno zastario.
Još jedan detalj koji moramo uzeti u obzir je da kada se gas kreće velikom brzinom, on stupa u interakciju sa različitim otpora ili sile trenja koji stvaraju sporost prije promjene brzine, generirajući a gubitak pritiska i još jedan niz pojava koje u teorijskom ciklusu se ne uzimaju u obzir.
Na ovaj način i u zavisnosti od količine ugljenisane smeše, shvatate snaga motora, generiranje a veća količina usisanog gasa, reakcionarnija masa i najveći posao.
Zdravo, moje ime je David Arredondo, za koliko stepeni unapred će se ventil otvoriti?