Forskelle mellem praktisk og teoretisk cyklus af en 4T

Når det kommer til driften af ​​en firetakts motor, er det som regel afklaret, hvis du beskriver din teoretisk cyklus eller dens praktiske cyklus. En forskel, der skal tages i betragtning, fordi mens den teoretiske er en forenkling for at forklare dens funktion, tilføjer den praktiske mange flere fysiske faktorer, der opstår i virkeligheden.

Hvis vi indstiller distribution af en motor med den teoretiske cyklus kunne det højst sandsynligt ikke fungere. I tilfælde af at gøre det, ud over at have opstartsproblemer, ville dens ydeevne være meget dårlig og dens adfærd meget ustabil.

Praktisk cyklus af 4-taktsmotoren

Derfor er praktisk cyklus tager højde for flere faktorer og ændrer det øjeblik, hvor motorkomponenterne virker. Disse faktorer, der adskiller det fra teoretisk cyklus De kan opsummeres i følgende punkter:

• Ventiler åbner og lukker ikke helt med det sammemen de tager en vis tid
• Forbrændingen af ​​blandingen er heller ikke øjeblikkelig, men det tager et par millisekunder, der er afgørende for, at motorens drift sker
• Gasser har inerti, så de tager tid at begynde at bevæge sig og fortsætter med at bevæge sig i nogen tid efter at have handlet på dem

Af denne grund er det øjeblik, hvor ventilerne åbner og lukker, eller forbrændingsmomentet ikke det, der er angivet af den teoretiske cyklus. Vi får at se hvordan det egentlig er i firetaktsmotorens forskellige faser:

Optagelsesfasen i praksis

I modsætning til den teoretiske cyklus, ventilerne indsugningsventiler åbner ikke, når stemplet er i Top Dead Center (TDC). Som vi sagde før, tager ventilerne tid at åbne, så for at de skal være helt åbne, når stemplet begynder at gå ned, de begynder at åbne sig, når stemplet stadig rejser sig. Hvis dette ikke blev gjort, ville ikke al mulig luft komme ind i indsugningsfasen, og motoren ville miste kapacitet.

Efter det, stemplet bevæger sig ned til Bottom Dead Center (PMI), hvorefter den teoretiske cyklus siger, at indsugningsventilerne er lukkede, men det er ikke sandt i praksis. De lukker ikke endnu, fordi luften bærer inerti og fortsætter med at komme ind, selv når stemplet begynder at stige.

Desuden, når motoren roterer ved høje omdrejninger, bærer luften så meget hastighed, at der kommer mere mængde ind, når stemplet allerede går op, end da det var ved at gå ned for at suge det.

Kompressionsfase i praksis

Indsugningsventilerne lukker på det optimale tidspunkt hvori der ikke kommer mere luft ind (på et tidspunkt i stemplets opstigning). Derfra begynder den egentlige kompressionsfase, og stemplet bliver ved med at gå op at komprimere luften.

Dette er det øjeblik, hvor kommer i spil injektion i motorer med direkte indsprøjtning. De sprøjter brændstoffet ind i cylinderen, så det blandes med luften. Derfor, herfra siger vi ikke længere luft, hvis ikke blandes, som fortsætter med at blive komprimeret af stemplet.

I motorer med indirekte indsprøjtning bærer luften, der kommer ind gennem indsugningen, allerede brændstoffet, som tidligere er blevet sprøjtet ind i indsugningsmanifold.

relateret artikel:

Indirekte injektion og direkte injektion

Forbrændingsfase i praksis

Forbrændingen af blandingen produceres når stemplet stadig går op. Altså før det stiger til Top Dead Center (TDC). Det er sådan, fordi blandingen tager tid at brænde og derfor tager det tid at producere en fuldt udnyttelig eksplosion. Hvis blandingen blev antændt ved TDC, ville stemplet allerede gå ned, når gasserne udvider sig. Derfor ville de ikke blive brugt godt til at skubbe stemplet ned.

Dette kaldes tænding fremrykning y, jo hurtigere motoren drejer, jo mere skal du forudse forbrændingen blande. Ellers ville eksplosionen komme senere og senere for at skubbe stemplet ned, hvilket ville forårsage et stort effektivitetstab. Dette varetages af elektronisk indsprøjtningssystem af nuværende biler. De gamle havde mekaniske tændingsfremføringssystemer, der fungerede ved vakuum, ved centrifugalkraft.

Flugtfase i praksis

Udstødningsventilerne åbner, når stemplet stadig går ned. Specifikt når eksplosionen allerede er blevet brugt korrekt, og kinetisk energi ikke længere vil gå tabt ved at åbne ventilerne. Dermed, når stemplet passerer BDC og begynder at stige, er ventilerne helt åbne at lukke udstødningsgasserne ud.

Stempel fortsætter med at stige til TDC at skubbe gasserne ud, men igen tages der hensyn til gassernes inerti. Derfor, udstødningsventiler er ikke lukket på det tidspunkt, men de holder åbent lidt længere mens stemplet går ned.

Her er en vigtig detalje, der bør bemærkes: på dette tidspunkt udstødningsfasen og indsugningsfasen eksisterer side om side. Ser man på den første fase (indsugningsfasen i praksis), forventes åbningen af ​​indsugningsventilerne, når stemplet stadig stiger (udstødningsfasen i praksis). Så der er et øjeblik, hvor indsugnings- og udstødningsventilerne er åbne på samme tid, et øjeblik, der kaldes ventil krydsning.

Hvis udstødningsgasserne ikke kommer ud gennem indsugningsventilerne, skyldes det, at de har træghed til at komme ud gennem udstødningsventilerne. Desuden hjælper luften eller blandingen, der kommer ind, forbrændingsdampene til at undslippe og optager deres plads.

Graderne af fremskridt i den praktiske cyklus

Som du kan se, er den praktiske cyklus fuld af fremskridt i åbningen af ​​ventilerne eller tændingen. Det har endda en forsinkelse i lukning for at udnytte venen af ​​gasser med inerti, så de fortsætter med at komme ind (eller forlade).

Alle Disse fremskridt måles og reguleres i de rotationsgrader, der foretages af krumtapaksel. Det hele afhænger af motoren, men der er et fælles karakterområde for hver motorkomponent. Disse er:

• El Adgang Åbning Advance (AAA): åbningen af ​​indsugningsventilerne sker normalt mellem 10º og 25º før PMS.
• El Forsinket adgangslukning (RCA): de lukker mellem 20º og 45º efter PMI for at lukke al den mulige luft ind, som fortsætter med at passere gennem inerti.
• El Udstødningsåbningsforskudt (AAE): mere overdrevet er åbningen af ​​udstødningsventilerne, der åbner mellem 30º og 60º før PMI.
• El Udstødningslukningsforsinkelse (RCE): de lukker mellem 10º og 20º efter PMS for at drage fordel af deres output-inerti og afslutte at skubbe luften eller indsugningsblandingen.
• La brændstof indsprøjtning Det gøres mellem 7º til 26º før TDC (i motorer med direkte indsprøjtning). Hvilket ikke er et fremskridt i sig selv, men vi nævner det, fordi det er kalibreret ud fra tændingsfremrykning.
• El Ignition Advance (AE): Logisk set er tændingsfremgangen noget efter brændstofindsprøjtningen. I benzin handler det om at fremme gnisten tændrør. En måde at opnå en lignende effekt i dieselmotorer er ved at øge kompressionsforholdet. Da dieselbrændstof antændes af trykket og varmen fra forbrændingskammeret, fremmer øget kompression antændingen af ​​blandingen.

Den praktiske cyklus i motorer med variabel indsugning

Variable ventil timing motorer er i stand til i vid udstrækning at ændre tidspunktet for åbning og lukning af ventilerne. På denne måde kan de bedre tilpasse sig de behov, der pålægges af motorhastigheder og atmosfæriske forhold.

Når motoren roterer med 1.000 omdr./min., behøver den ikke den samme indsugningsventilåbning som ved 6.000 o/min. Derfor, når revolutionerne stiger kan ændre timingen af ​​motoren, så holde åbent længere.

Du vil se mange steder forklare dette med at det "holder ventilerne åbne længere", dog er det let at misforstå dette. Motoren roterer med en meget højere hastighed, så den tid, ventilerne åbner, kan være endnu mindre, selvom timingen ændres. Faktisk er en mere præcis måde at udtrykke det på ventiler forbliver åbne flere grader af krumtapakselrotation. Hvilket ikke er det samme som at holde åbent længere.

Hvis du vil vide mere om denne type motorer, anbefaler vi artiklen Variabel fordeling: hvad er det, og hvad er dets funktion.

Den teoretiske cyklus af firetaktsmotorer

Lad os kort huske, hvordan den teoretiske cyklus af disse motorer er, så forskellen med den praktiske cyklus er tydelig. Lad os huske, at det er en teoretisk forenkling, der forsøger at forklare motorens funktion. Så det bruges normalt kun til didaktiske formål, der lægger et fundament, for senere at forstå den praktiske cyklus godt. Faserne i den teoretiske cyklus opsummeret er:

• adgang: Stemplet er ved TDC, ventilerne åbner og stemplet bevæger sig ned til BDC
• kompression: indsugningsventiler lukker, stemplet stiger fra BDC til TDC for at komprimere luft, brændstof indsprøjtes i processen.
• Ekspansion: når stemplet er ved PMS, detoneres blandingen med tændrøret, og eksplosionen skubber stemplet tilbage til PMI
• Escape: Udstødningsventilerne åbner, og stemplet stiger fra PMI til PMS for at fjerne udstødningsgasserne gennem dem. Når den når toppen, lukker ventilerne.

Som du kan se, er alle fremrykninger og forsinkelser af ventiler og tænding udeladt, så det har intet at gøre med, hvad en motor skal bruge for at fungere i praksis.

I det, vi bemærker forskellene, er det i de tider, som forskellige systemventiler.

Disse hastigheder ændres af karburiseret blanding og mængden af ​​forbrændt gas, generelt meget lav, som i den teoretiske cyklus kun overvejes «ideelle situationer» (noget, der ligner meget Fysik elementære)

I stedet er disse hastigheder proportional med omdrejningshastigheden, noget, der med udviklingen af ​​teknologi og på jagt efter at opnå kræfter så høje som muligt er blevet fuldstændig forældet.

En anden detalje, som vi skal tage højde for, er, at når en gas bevæger sig med høj hastighed, interagerer den med forskellige modstands- eller friktionskræfter der genererer en langsomhed før en hastighedsændring, hvilket genererer en tryktab og en anden række af fænomener, der i den teoretiske cyklus ikke tages i betragtning.

På denne måde, og afhængig af mængden af ​​karburiseret blanding, får du motorkraft, der genererer en større mængde suget gas, mere reaktionær masse og største job.