Pokud jde o provoz a čtyřtaktní motor, obvykle se to objasní, pokud popisujete svůj teoretický cyklus nebo jeho praktický cyklus. Rozdíl, který je třeba vzít v úvahu, protože zatímco teoretický je zjednodušením pro vysvětlení jeho fungování, praktický přidává mnohem více fyzikálních faktorů, které se vyskytují ve skutečnosti.
Pokud nastavíme distribuce motoru s teoretickým cyklem by to s největší pravděpodobností nemohlo fungovat. V takovém případě by kromě potíží se spouštěním byl jeho výkon velmi slabý a jeho chování velmi nestabilní.
Praktický cyklus 4-taktního motoru
To je důvod, proč praktický cyklus zohledňuje několik faktorů a upravuje okamžik, ve kterém působí součásti motoru. Tyto faktory, které ji odlišují od teoretický cyklus Lze je shrnout do následujících bodů:
- Ventily se neotevřou a hned úplně nezavřouale zaberou určitý čas
- Spalování směsi také není okamžité, ale trvá několik milisekund, které jsou klíčové pro fungování motoru
- Plyny mají setrvačnost, takže jim chvíli trvá, než se začnou hýbat, a pokračují v pohybu ještě nějakou dobu poté, co na ně působí
Z tohoto důvodu okamžik, ve kterém se ventily otevírají a zavírají, nebo okamžik spalování není ten, který naznačuje teoretický cyklus. Uvidíme jak je to vlastně v různých fázích čtyřdobého motoru:
Přijímací fáze v praxi
Na rozdíl od teoretického cyklu, ventily sací ventily se neotevírají, když je píst v horní úvrati (TDC). Jak jsme řekli dříve, ventilům trvá, než se otevřou, takže aby byly úplně otevřené, když píst začne klesat, začnou se otevírat, když píst stále stoupá. Pokud by se tak nestalo, do fáze sání by se nedostal veškerý možný vzduch a motor by ztratil kapacitu.
Potom, píst se pohybuje dolů do dolní úvrati (PMI), v tomto okamžiku teoretický cyklus říká, že sací ventily jsou uzavřeny, ale v praxi to neplatí. Zatím se nezavírají, protože vzduch nese setrvačnost a pokračuje v vstupu, i když píst začne stoupat.
Navíc, když se motor točí ve vysokých otáčkách, vzduch unáší takovou rychlost, že větší množství vstupuje, když už píst jde nahoru, než když klesal, aby ho nasával.
Fáze komprese v praxi
Sací ventily se zavírají v optimální čas do kterého už nevniká vzduch (v určitém bodě stoupání pístu). Odtud začíná vlastní kompresní fáze a píst jde stále nahoru ke stlačování vzduchu.
Toto je okamžik, kdy přichází do hry injekce u motorů s přímým vstřikováním. Rozstřikují palivo do válce tak, aby se mísilo se vzduchem. Proto, odtud už neříkáme vzduch, ne-li mix, který je nadále stlačován pístem.
U motorů s nepřímým vstřikováním vzduch, který vstupuje přes sání, již nese palivo, které bylo dříve vstřikováno do sběratel obdivu.
Fáze hoření v praxi
Spalování směsi se vyrábí když píst stále stoupá. Tedy před tím, než stoupne na Top Dead Center (TDC). Tohle je tak, protože směs nějakou dobu hoří a proto vyžaduje čas k vytvoření plně využitelné exploze. Pokud by byla směs zapálena při TDC, píst by již při expanzi plynů šel dolů. Proto by se špatně používaly k tlačení pístu dolů.
Tomu se říká předstih zapalování y, čím rychleji se motor točí, tím více musíte předvídat spalování směs. V opačném případě by exploze dorazila později a později a stlačila píst dolů, což by způsobilo obrovskou ztrátu účinnosti. Toto řeší elektronický vstřikovací systém současných vozů. Ty staré měly mechanické předstihové systémy zapalování, které fungovaly podtlakem, odstředivou silou.
Úniková fáze v praxi
Výfukové ventily se otevírají, když píst stále klesá. Konkrétně když byl výbuch již správně využit a kinetická energie se již nebude ztrácet otevřením ventilů. Tím pádem, když píst projde BDC a začne stoupat, ventily jsou plně otevřené aby vypouštěly výfukové plyny.
Píst nadále stoupá k TDC k vytlačení plynů, ale opět se počítá se setrvačností plynů. Proto, výfukové ventily nejsou v tu dobu zavřené, ale zůstanou otevřené o něco déle zatímco píst jde dolů.
Zde je důležitý detail, který je třeba poznamenat: v tuto chvíli fáze výfuku a fáze sání koexistují. Pokud se podíváte na první fázi (fáze sání v praxi), otevírání sacích ventilů se předpokládá, když píst stále stoupá (v praxi výfuková fáze). Existuje tedy okamžik, kdy jsou sací a výfukové ventily otevřeny současně, okamžik, kterému se říká křížení ventilů.
Pokud výfukové plyny nevycházejí sacími ventily, je to proto, že nesou setrvačnost, aby vyšly výfukovými ventily. Navíc vzduch nebo směs, která vstupuje, pomáhá spalinám unikat a zabírat jejich prostor.
Stupně pokročilosti praktického cyklu
Jak je vidět, praktický cyklus je plný pokroků v otevírání ventilů nebo zapalování. Má dokonce zpoždění při zavírání, aby využilo setrvačnosti žíly plynů tak, aby nadále vstupovaly (nebo odcházely).
vše Tyto předstihy jsou měřeny a regulovány ve stupních rotace, kterou provádí klikový hřídel. Vše závisí na motoru, ale pro každou součást motoru existuje společný rozsah. Tyto jsou:
- El Vstupné otevření předem (AAA): otevření sacích ventilů se obvykle provádí mezi 10º a 25º před PMS.
- El Zpoždění uzavření vstupu (RCA): zavřou se mezi 20º a 45º po PMI, aby dovnitř propustily veškerý možný vzduch, který dále prochází setrvačností.
- El Předsunutí výfukové clony (AAE): přehnanější je předstih otevírání výfukových ventilů, které se otevírají mezi 30º a 60º před PMI.
- El Zpoždění uzavření výfuku (RCE): zavírají se mezi 10º a 20º po PMS, aby využily své výstupní setrvačnosti a dokončily tlačení vzduchu nebo sací směsi.
- La vstřikování paliva Provádí se mezi 7º až 26º před TDC (u motorů s přímým vstřikováním). Což není samo o sobě předstih, ale zmiňujeme to, protože je kalibrováno na základě předstihu zapalování.
- El Předstih zapalování (AE): Logicky je předstih zapalování něco po vstřiku paliva. V benzinu jde o to, aby se posunula jiskra zapalovací svíčka. Jedním ze způsobů, jak dosáhnout podobného efektu u dieselových motorů, je zvýšení kompresního poměru. Protože motorová nafta je zapálena tlakem a teplem spalovací komory, zvyšující se komprese urychluje zapálení směsi.
Praktický cyklus u motorů s proměnným sáním
Motory s proměnným časováním ventilů jsou schopný široce modifikovat okamžik otevření a uzavření ventilů. Mohou se tak lépe přizpůsobit potřebám kladeným otáčkami motoru a atmosférickými podmínkami.
Když se motor točí při 1.000 ot./min., nepotřebuje stejné otevření sacího ventilu jako při 6.000 ot./min. Proto, když revoluce povstanou může upravit časování motoru tak, že zůstaňte otevřeni déle.
Na mnoha místech uvidíte, že to vysvětluje tím, že "udrží ventily otevřené déle", ale je snadné to špatně pochopit. Motor se točí při mnohem vyšších otáčkách, takže čas otevření ventilů může být ještě kratší, i když se změní časování. Ve skutečnosti je to přesnější způsob vyjádření ventily zůstávají otevřené více stupňů otáčení klikového hřídele. Což není totéž, jako zůstat déle otevřené.
Pokud se chcete o tomto typu motorů dozvědět více, doporučujeme článek Variabilní rozdělení: co to je a jaká je jeho funkce.
Teoretický cyklus čtyřdobých motorů
Pojďme si krátce připomenout, jaký je teoretický cyklus těchto motorů, aby byl zřetelný rozdíl oproti praktickému cyklu. Připomeňme, že jde o teoretické zjednodušení, které se snaží vysvětlit činnost motoru. Obvykle se tedy používá pouze pro didaktické účely, které položí základ, aby bylo možné později dobře pochopit praktický cyklus. Fáze teoretického cyklu shrnuty jsou:
- Přijetí: Píst je v TDC, ventily se otevírají a píst se pohybuje dolů do BDC
- Komprese: sací ventily se uzavřou, píst se zvedne z BDC do TDC, aby stlačil vzduch, palivo je vstřikováno.
- Expanze: když je píst v PMS, směs se odpálí zapalovací svíčkou a exploze zatlačí píst zpět do PMI
- uniknout: výfukové ventily se otevřou a píst se zvedne z PMI do PMS, aby jimi odstranil výfukové plyny. Když dosáhne vrcholu, ventily se uzavřou.
Jak vidíte, všechny předstihy a prodlevy ventilů a zapalování jsou vynechány, takže to nemá nic společného s tím, co motor v praxi potřebuje, aby fungoval.
V čem si všimneme rozdílů, je to v době, kdy různé systémové ventily.
Tyto rychlosti jsou upraveny nauhličované směsi a množství spáleného plynu, obecně velmi nízké, které jsou v teoretickém cyklu pouze uvažovány «ideální situace» (něco velmi podobného Fyzika základní)
Místo toho jsou tyto rychlosti úměrné rychlosti otáčení, něco, co s vývojem technologie a při hledání dosažení síly co nejvyšší se stal zcela zastaralým.
Dalším detailem, který musíme vzít v úvahu, je, že když se plyn pohybuje vysokou rychlostí, interaguje s různými odpor nebo třecí síly které generují zpomalení před změnou rychlosti, generující a tlaková ztráta a další řada jevů, které v teoretickém cyklu se neberou v úvahu.
Tímto způsobem a v závislosti na množství nauhličované směsi, dostanete Výkon motoru, generující a větší množství nasátého plynu, více reakční masa a největší práce.
Dobrý den, jmenuji se David Arredondo, o kolik stupňů předstihu se ventil předtím otevře?