Ha a működéséről van szó a négyütemű motor, általában egyértelművé válik, ha leírja a elméleti ciklus vagy annak gyakorlati ciklusa. Figyelembe kell venni azt a különbséget, hogy míg az elméleti leegyszerűsítés a működésének magyarázatára, addig a gyakorlati sokkal több, a valóságban előforduló fizikai tényezőt ad hozzá.
Ha beállítjuk a egy motor elosztása az elméleti ciklussal nagy valószínűséggel nem működhetne. Ebben az esetben amellett, hogy indítási nehézségei vannak, teljesítménye nagyon gyenge, viselkedése pedig nagyon instabil lenne.
A 4 ütemű motor gyakorlati ciklusa
Ezért az gyakorlati ciklus több tényezőt is figyelembe vesz és módosítja azt a pillanatot, amikor a motor alkatrészei működnek. Ezek a tényezők különböztetik meg attól elméleti ciklus Ezeket a következő pontokban lehet összefoglalni:
- A szelepek nem nyílnak ki és nem zárnak be teljesen azonnalde eltart egy bizonyos ideig
- A keverék égése sem azonnali, de néhány ezredmásodperc szükséges ahhoz, hogy a motor működjön
- A gázoknak tehetetlenségük van, ezért időbe telik, amíg elkezdenek mozogni, és még egy ideig mozognak, miután hatnak rájuk
Emiatt a szelepek nyitásának és zárásának pillanata vagy az égés pillanata nem az elméleti ciklus által jelzett pillanat. Meglátjuk hogyan is van valójában a négyütemű motor különböző fázisaiban:
Felvételi szakasz a gyakorlatban
Ellentétben az elméleti ciklussal, a szelepeket a szívószelepek nem nyílnak ki, ha a dugattyú a felső holtponton (TDC) van. Ahogy korábban említettük, a szelepek nyitása időbe telik, így ahhoz, hogy teljesen kinyíljanak, amikor a dugattyú lefelé kezd, akkor kezdenek kinyílni, amikor a dugattyú még emelkedik. Ha ez nem történik meg, nem jutna be az összes lehetséges levegő a beszívási fázisba, és a motor elveszítené a kapacitását.
Azután, a dugattyú lefelé mozog a Bottom Dead Centerbe (PMI), ekkor az elméleti ciklus azt mondja, hogy a szívószelepek zárva vannak, de ez a gyakorlatban nem igaz. Még nem zárnak be, mert a levegő tehetetlenséget hordoz és még akkor is belép, ha a dugattyú emelkedni kezd.
Sőt, amikor a motor nagy fordulatszámon forog, akkora sebességet visz a levegő, hogy több mennyiség jut be, amikor a dugattyú már felfelé megy, mint amikor lefelé indult, hogy szívja.
Tömörítési fázis a gyakorlatban
A szívószelepek az optimális időben zárnak amelybe nem jut több levegő (a dugattyú felemelkedésének egy pontján). Innentől kezdődik a tulajdonképpeni tömörítési fázis, és a dugattyú folyamatosan felfelé megy hogy összenyomja a levegőt.
Ez az a pillanat, amikor játékba lép injekció közvetlen befecskendezésű motorokban. A hengerbe szórják az üzemanyagot, hogy az keveredjen a levegővel. Ezért, innen már nem mondjuk levegőt, ha nem mixet, amelyet a dugattyú továbbra is összenyom.
A közvetett befecskendezéses motoroknál a szívónyíláson át belépő levegő már szállítja az üzemanyagot, amelyet korábban befecskendeztek a szívócsonk.
Égési fázis a gyakorlatban
Az égés a keverékből keletkezik amikor a dugattyú még felfelé megy. Vagyis mielőtt a Top Dead Centerbe (TDC) emelkedne. Ez annyira, mert a keveréknek idő kell az égéshez és ezért időbe telik egy teljesen kiaknázható robbanás előállítása. Ha a keveréket a TDC-n meggyújtanák, a dugattyú már akkor lemenne, amikor a gázok kitágulnak. Ezért nem használnák jól a dugattyú lenyomásához.
Ezt úgy hívják előgyújtás y, minél gyorsabban forog a motor, annál jobban kell számítani az égésre keverd össze. Ellenkező esetben a robbanás egyre később érkezne, hogy lenyomja a dugattyút, ami hatalmas hatékonyságvesztést okozna. Ezt kezeli elektronikus befecskendező rendszer jelenlegi autók közül. A régieknél mechanikus gyújtáselvezető rendszerek voltak, amelyek vákuummal, centrifugális erővel működtek.
Menekülési fázis a gyakorlatban
A kipufogószelepek kinyílnak, amikor a dugattyú még lefelé halad. Pontosabban, ha a robbanást már megfelelően használták, és a mozgási energia már nem fog elveszni a szelepek kinyitásával. És így, amikor a dugattyú áthalad a BDC-n és emelkedni kezd, a szelepek teljesen nyitva vannak hogy kiengedje a kipufogógázokat.
A dugattyú tovább emelkedik a TDC-be a gázok kiszorítására, de ismét figyelembe veszik a gázok tehetetlenségét. Ezért, kipufogószelepek nem zárva vannak ekkor, de egy kicsit tovább maradnak nyitva miközben a dugattyú lemegy.
Itt van egy fontos részlet, amelyet meg kell jegyezni: ebben az időben a kipufogó fázis és a szívó fázis együtt létezik. Ha az első fázist nézzük (a gyakorlatban szívófázis), akkor a szívószelepek nyitása akkor várható, amikor a dugattyú még emelkedik (a gyakorlatban kipufogó fázis). Tehát van egy pillanat, amikor a szívó- és kipufogószelepek egyszerre vannak nyitva, ezt a pillanatot ún szelep keresztezése.
Ha a kipufogógázok nem jönnek ki a szívószelepeken keresztül, az azért van, mert tehetetlenséget hordoznak a kipufogószelepeken keresztül. Sőt, a belépő levegő vagy keverék elősegíti az égés során keletkező füstök távozását, elfoglalva a terüket.
A gyakorlati ciklus előrehaladási fokai
Amint látja, a gyakorlati ciklus tele van a szelepek nyitása vagy a gyújtás fejlesztésével. Még a zárás késleltetése is van, hogy kihasználja a gázok tehetetlenségi erejét, hogy azok továbbra is belépjenek (vagy távozzanak).
Minden Ezeket az előrelépéseket a forgási fokban mérik és szabályozzák főtengely. Minden a motortól függ, de minden motorkomponenshez van egy közös osztályozási tartomány. Ezek:
- El Belépő Nyitó Előleg (AAA): a szívószelepek nyitása általában 10º és 25º között történik a PMS előtt.
- El A felvételi zárás késése (RCA): a PMI után 20º és 45º között záródnak, hogy bejussanak minden lehetséges levegőt, amely továbbra is a tehetetlenségen áthalad.
- El Kipufogónyílás előrelépés (AAE): még eltúlzottabb a kipufogószelepek nyitása, amelyek 30° és 60° között nyílnak a PMI előtt.
- El Kipufogó zárás késleltetése (RCE): a PMS után 10º és 20º között zárnak, hogy kihasználják a kimeneti tehetetlenségüket, és befejezzék a levegő vagy a beszívott keverék nyomását.
- La üzemanyag-befecskendezés 7° és 26° között történik a TDC előtt (közvetlen befecskendezéses motoroknál). Ami önmagában nem előleg, de azért megemlítjük, mert gyújtáselőleg alapján van kalibrálva.
- El Előgyújtás (AE): Logikusan a gyújtás előrehaladása az üzemanyag-befecskendezés után van. A benzinben a szikra előmozdításáról van szó gyújtógyertya. A dízelmotoroknál hasonló hatás elérésének egyik módja a kompressziós arány növelése. Mivel a gázolaj meggyullad az égéstér nyomása és hő hatására, a növekvő kompresszió elősegíti a keverék gyulladását.
A gyakorlati ciklus változó beszívású motorokban
A változó szelepvezérlésű motorok széles körben módosíthatja a szelepek nyitásának és zárásának pillanatát. Így jobban tudnak alkalmazkodni a motorfordulatszám és a légköri viszonyok által támasztott igényekhez.
Amikor a motor 1.000 ford./perc fordulatszámon forog, nincs szüksége ugyanarra a szívószelep nyitására, mint 6.000 ford./percnél. Ezért, amikor feltámadnak a forradalmak módosíthatja a motor időzítését úgy, hogy maradjon tovább nyitva.
Sok helyen látni fogja, hogy ezt azzal magyarázzák, hogy "tovább nyitva tartja a szelepeket", de ezt könnyen félreérthetjük. A motor sokkal nagyobb fordulatszámon forog, így a szelepek nyitási ideje még az időzítés megváltoztatása esetén is rövidebb lehet. Valójában a kifejezés pontosabb módja az a szelepek több fokkal maradnak nyitva a forgattyústengely forgási fokával. Ami nem ugyanaz, mint hosszabb ideig nyitva maradni.
Ha többet szeretne megtudni az ilyen típusú motorokról, javasoljuk a cikket Változó eloszlás: mi ez és mi a funkciója.
A négyütemű motorok elméleti ciklusa
Emlékezzünk vissza röviden, milyen ezeknek a motoroknak az elméleti ciklusa, hogy egyértelmű legyen a különbség a gyakorlati ciklushoz képest. Emlékezzünk arra, hogy ez egy elméleti leegyszerűsítés, amely a motor működését próbálja megmagyarázni. Tehát általában csak olyan didaktikai célokra használják, amelyek megalapozzák, hogy később jól megértsék a gyakorlati ciklust. Az elméleti ciklus fázisai összefoglalva a következők:
- belépés: A dugattyú TDC-n van, a szelepek kinyílnak, és a dugattyú lefelé mozog a BDC-be
- összenyomás: a szívószelepek zárnak, a dugattyú a BDC-ről a TDC-re emelkedik, hogy levegőt sűrítsen, közben üzemanyagot fecskendeznek be.
- terjeszkedés: amikor a dugattyú PMS-ben van, a keveréket felrobbantják a gyújtógyertyával, és a robbanás visszanyomja a dugattyút a PMI-be
- menekülés: a kipufogószelepek kinyílnak, és a dugattyú a PMI-ről a PMS-re emelkedik, hogy rajtuk keresztül eltávolítsa a kipufogógázokat. Amikor eléri a tetejét, a szelepek bezáródnak.
Amint látható, a szelepek és a gyújtás minden előrelépése és késleltetése kimaradt, így ennek semmi köze ahhoz, hogy a gyakorlatban minek kell működnie egy motornak.
Amiben észrevesszük a különbségeket, az az időkben van, ahol a különböző rendszerszelepek.
Ezeket a sebességeket a karburált keveréket és az elégetett gáz mennyiségét, általában nagyon alacsonyak, amelyek az elméleti ciklusban csak megfontolandóak.ideális helyzetek» (valami nagyon hasonló a Fisica alapvető)
Ehelyett ezek a sebességek a forgási sebességgel arányos, valami olyasmi, ami a technológia fejlődésével és az elérését keresve a lehető legmagasabb teljesítményt teljesen elavulttá vált.
Egy másik részlet, amit figyelembe kell vennünk, hogy amikor egy gáz nagy sebességgel mozog, akkor különféle kölcsönhatásba lép ellenállás vagy súrlódási erők amelyek a sebesség változása előtt lassúságot generálnak, ami a nyomásveszteség és egy másik jelenségsorozat, amely az elméleti ciklusban nem veszik figyelembe.
Ily módon, és a karburált keverék mennyiségétől függően, megkapod a motorteljesítmény, generál a nagyobb mennyiségű beszívott gáz, reakciósabb tömeg és legnagyobb munka.
Hello, a nevem David Arredondo, hány fokkal fog kinyílni előtte a szelep?