הבדלים בין מחזור מעשי לתיאורטי של 4T

כאשר מדובר בתפעול של א מנוע ארבע פעימות, בדרך כלל מובהר אם אתה מתאר את שלך מחזור תיאורטי או מחזור מעשי שלו. הבדל שיש לקחת בחשבון כי בעוד שהתיאורטי הוא פשט להסבר פעולתו, הפרקטי מוסיף עוד הרבה גורמים פיזיקליים המתרחשים במציאות.

אם אנחנו מגדירים את הפצה של מנוע עם המחזור התיאורטי, סביר להניח שזה לא יכול היה לעבוד. במקרה של כך, בנוסף לקשיי הפעלה, הביצועים שלו יהיו גרועים מאוד וההתנהגות שלו מאוד לא יציבה.

מחזור מעשי של מנוע 4 פעימות

זו הסיבה מחזור מעשי לוקח בחשבון מספר גורמים ו משנה את הרגע שבו פועלים רכיבי המנוע. הגורמים האלה שמבדילים אותו מ מחזור תיאורטי ניתן לסכם אותם בנקודות הבאות:

• שסתומים אינם נפתחים ונסגרים לחלוטין באופן מיידיאבל הם לוקחים פרק זמן מסוים
• גם הבעירה של התערובת אינה מיידית, אבל זה לוקח כמה אלפיות שניות חיוניות לפעולת המנוע להתרחש
• לגזים יש אינרציה, כך שלוקח להם זמן להתחיל לזוז וממשיכים לזוז במשך זמן מה לאחר שפועלים עליהם

מסיבה זו, הרגע שבו השסתומים נפתחים ונסגרים או רגע הבעירה אינו זה שמצוין על ידי המחזור התיאורטי. נראה איך זה בעצם בשלבים השונים של מנוע הארבע פעימות:

שלב הקבלה בפועל

בניגוד למחזור התיאורטי, השסתומים שסתומי היניקה אינם נפתחים כאשר הבוכנה נמצאת ב-Top Dead Center (TDC). כפי שאמרנו קודם, לשסתומים לוקח זמן להיפתח, אז כדי שהם יהיו פתוחים לגמרי כשהבוכנה מתחילה לרדת, הם מתחילים להיפתח כשהבוכנה עדיין עולה. אם זה לא נעשה, לא כל האוויר האפשרי היה נכנס בשלב היניקה והמנוע יאבד קיבולת.

לאחר מכן, הבוכנה נעה למטה אל Bottom Dead Center (PMI), בשלב זה המחזור התיאורטי אומר ששסתומי היניקה סגורים, אך זה לא נכון בפועל. הם עדיין לא נסגרים כי האוויר נושא אינרציה וממשיך להיכנס גם כשהבוכנה מתחילה לעלות.

יתרה מכך, כאשר המנוע מסתובב בסיבובים גבוהים, האוויר נושא כל כך הרבה מהירות עד שנכנסת יותר כמות כאשר הבוכנה כבר עולה למעלה, מאשר כשהיא ירדה כדי לינוק אותה.

שלב הדחיסה בפועל

שסתומי היניקה נסגרים בזמן האופטימלי בו לא נכנס יותר אוויר (בשלב מסוים בעליית הבוכנה). משם מתחיל שלב הדחיסה עצמו, ו הבוכנה ממשיכה לעלות לדחוס את האוויר.

זה הרגע שבו נכנס לפעולה זריקה במנועי הזרקה ישירה. הם מרססים את הדלק לתוך הצילינדר כך שיתערבב עם האוויר. בגלל זה, מכאן כבר לא אומרים אוויר, אם לא ערבוב, אשר ממשיך להידחס על ידי הבוכנה.

במנועי הזרקה עקיפה, האוויר הנכנס דרך היניקה כבר נושא את הדלק, אשר הוזרק בעבר לתוך סעפת יניקה.

Artaculo relacionado:

הזרקה עקיפה והזרקה ישירה

שלב הבעירה בפועל

הבעירה מהתערובת נוצרת כאשר הבוכנה עדיין עולה למעלה. כלומר, לפני שהוא עולה ל-Top Dead Center (TDC). זה כל כך, כי לתערובת לוקח זמן להישרף ולכן לוקח זמן לייצר פיצוץ שניתן לנצל במלואו. אם התערובת הייתה נדלקת ב-TDC, הבוכנה כבר הייתה יורדת כשהגזים מתרחבים. לכן, הם לא ישמשו היטב כדי לדחוף את הבוכנה למטה.

זה נקרא התקדמות הצתה y, ככל שהמנוע מסתובב מהר יותר, כך צריך לצפות יותר לבעירה לְעַרְבֵּב. אחרת, הפיצוץ יגיע מאוחר יותר ויותר כדי לדחוף את הבוכנה כלפי מטה, מה שיגרום לאובדן יעילות אדיר. זה מטופל על ידי מערכת הזרקה אלקטרונית של המכוניות הנוכחיות. הישנים היו עם מערכות התקדמות הצתה מכניות שעבדו בוואקום, בכוח צנטריפוגלי.

שלב הבריחה בפועל

שסתומי הפליטה נפתחים כאשר הבוכנה עדיין יורדת. במיוחד כאשר הפיצוץ כבר נוצל כראוי ואנרגיה קינטית כבר לא תאבד על ידי פתיחת השסתומים. לכן, כאשר הבוכנה עוברת את BDC ומתחילה לעלות, השסתומים פתוחים לחלוטין כדי לשחרר את גזי הפליטה.

הבוכנה ממשיכה לעלות ל-TDC לדחוף את הגזים החוצה, אבל שוב נלקחת בחשבון האינרציה של הגזים. בגלל זה, שסתומי פליטה לא סגורים באותו זמן, אבל הם נשארים פתוחים עוד קצת בזמן שהבוכנה יורדת.

הנה פרט חשוב שצריך לשים לב אליו: בשלב זה שלב הפליטה ושלב היניקה מתקיימים במקביל. אם מסתכלים על השלב הראשון (שלב היניקה בפועל), פתיחת שסתומי היניקה צפויה כאשר הבוכנה עדיין עולה (שלב אגזוז בפועל). אז יש רגע שבו שסתומי היניקה והפליטה פתוחים בו זמנית, רגע שנקרא מעבר שסתום.

אם גזי הפליטה אינם יוצאים דרך שסתומי היניקה, זה בגלל שהם נושאים אינרציה לצאת דרך שסתומי הפליטה. יתרה מכך, האוויר או התערובת הנכנסים עוזרים לאדי הבעירה להימלט, ותופסים את שטחם.

דרגות ההתקדמות של המחזור המעשי

כפי שניתן לראות, המחזור המעשי מלא בהתקדמות בפתיחת השסתומים או ההצתה. יש לו אפילו עיכוב בסגירה כדי לנצל את וריד הגזים עם האינרציה כדי שימשיכו להיכנס (או לצאת).

Todos התקדמות אלו נמדדות ומווסתות בדרגות הסיבוב שנעשו על ידי ה גל ארכובה. הכל תלוי במנוע, אבל יש טווח דרגות משותף לכל רכיב מנוע. אלו הם:

• El קבלה פתיחה מוקדמת (AAA): פתיחת שסתומי היניקה נעשית בדרך כלל בין 10º ל-25º לפני PMS.
• El עיכוב סגירת הכניסה (RCA): הם נסגרים בין 20º ל-45º לאחר ה-PMI, כדי להכניס פנימה את כל האוויר האפשרי שממשיך לעבור דרך האינרציה.
• El התקדמות צמצם פליטה (AAE): מוגזמת יותר היא התקדמות הפתיחה של שסתומי הפליטה הנפתחים בין 30º ל-60º לפני PMI.
• El עיכוב סגירת אגזוזים (RCE): הם נסגרים בין 10º ל-20º לאחר PMS כדי לנצל את אינרציית הפלט שלהם ולסיים לדחוף את האוויר או את תערובת היניקה.
• La הזרקת דלק זה נעשה בין 7º עד 26º לפני TDC (במנועי הזרקה ישירה). וזה לא התקדמות כשלעצמה, אבל אנחנו מזכירים את זה כי זה מכויל על סמך התקדמות הצתה.
• El התקדמות הצתה (AE): באופן הגיוני התקדמות ההצתה היא משהו אחרי הזרקת הדלק. בבנזין מדובר בקידום הניצוץ של ה מצת. אחת הדרכים להשיג אפקט דומה במנועי דיזל היא על ידי הגדלת יחס הדחיסה. כאשר סולר נדלק על ידי הלחץ והחום של תא הבעירה, הגדלת הדחיסה מקדמת את הצתת התערובת.

המחזור המעשי במנועי יניקה משתנה

מנועי תזמון שסתומים משתנה הם מסוגל לשנות באופן נרחב את רגע הפתיחה והסגירה של השסתומים. בדרך זו הם יכולים להסתגל טוב יותר לצרכים המוטלים על ידי מהירויות מנוע ותנאי אטמוספירה.

כאשר המנוע מסתובב ב-1.000 סל"ד הוא אינו זקוק לאותה פתיחת שסתום יניקה כמו ב-6.000 סל"ד. בגלל זה, כשהמהפכות עולות יכול לשנות את התזמון של המנוע כך להישאר פתוח יותר.

תראה מקומות רבים מסבירים זאת בכך שהוא "שומר על השסתומים פתוחים יותר", אולם קל לטעות בהבנה זו. המנוע מסתובב במהירות הרבה יותר גבוהה, כך שזמן פתיחת השסתומים יכול להיות אפילו פחות אפילו אם התזמון משתנה. למעשה, דרך מדויקת יותר לבטא זאת היא זו השסתומים נשארים פתוחים בדרגות נוספות של סיבוב גל הארכובה. וזה לא אותו דבר כמו להישאר פתוח יותר.

אם אתה רוצה לדעת יותר על סוג זה של מנועים, אנו ממליצים על המאמר התפלגות משתנים: מה זה ומה תפקידו.

המחזור התיאורטי של מנועי ארבע פעימות

בואו ניזכר בקצרה מה המחזור התיאורטי של המנועים האלה, כך שההבדל עם המחזור המעשי ברור. הבה נזכור שזהו פישוט תיאורטי שמנסה להסביר את פעולת המנוע. אז הוא משמש בדרך כלל רק למטרות דידקטיות שמניחות בסיס, כדי להבין מאוחר יותר את המחזור המעשי היטב. השלבים של המחזור התיאורטי המסוכמים הם:

• הודאה: הבוכנה נמצאת ב-TDC, השסתומים נפתחים והבוכנה נעה למטה ל-BDC
• דחיסה: שסתומי היניקה נסגרים, הבוכנה עולה מ-BDC ל-TDC כדי לדחוס אוויר, דלק מוזרק בתהליך.
• הרחבה: כאשר הבוכנה ב-PMS, התערובת מפוצצת עם המצת והפיצוץ דוחף את הבוכנה בחזרה ל-PMI
• Escape: שסתומי הפליטה נפתחים והבוכנה עולה מ-PMI ל-PMS כדי להסיר את גזי הפליטה דרכם. כשהוא מגיע למעלה, השסתומים נסגרים.

כפי שניתן לראות, כל ההתקדמות והעיכובים של השסתומים וההצתה נותרו בחוץ, כך שאין קשר למה שמנוע צריך לעבוד בפועל.

במה שאנחנו כן מבחינים בהבדלים, זה בזמנים שה שסתומי מערכת שונים.

מהירויות אלה משתנות על ידי תערובת קרבורית וכמות הגז שנשרפה, בדרך כלל נמוך מאוד, אשר במחזור התיאורטי נשקפים רק «מצבים אידיאליים» (משהו מאוד דומה ל- פיסיקה יְסוֹדִי)

במקום זאת, המהירויות הללו הן פרופורציונלי למהירות הסיבוב, משהו שעם התפתחות הטכנולוגיה ובחיפוש להשיג כוחות גבוהים ככל האפשר התיישן לחלוטין.

פרט נוסף שעלינו לקחת בחשבון הוא שכאשר גז נע במהירות גבוהה, הוא יוצר אינטראקציה עם שונים כוחות התנגדות או חיכוך שמייצרים איטיות לפני שינוי מהירות, ומייצרים א איבוד לחץ ועוד סדרה של תופעות שבמחזור התיאורטי לא נלקחים בחשבון.

בדרך זו, ו תלוי בכמות התערובת המפוחמת, אתה מקבל את כח מנוע, יוצר א כמות גדולה יותר של גז נשאב, מסה ריאקציונרית יותר ו העבודה הגדולה ביותר.