Różnice między praktycznym a teoretycznym cyklem 4T

Praktyczny cykl silnika czterosuwowego

Jeśli chodzi o działanie a Silnik czterosuwowy, zwykle jest wyjaśnione, czy opisujesz swój cykl teoretyczny lub jego cykl praktyczny. Różnica, którą trzeba wziąć pod uwagę, ponieważ o ile teoretyczna jest uproszczeniem wyjaśniającym jego działanie, o tyle praktyczna dodaje o wiele więcej czynników fizycznych, które występują w rzeczywistości.

Jeśli ustawimy dystrybucja silnika z cyklem teoretycznym najprawdopodobniej nie zadziała. W takim przypadku, oprócz problemów z uruchamianiem, jego wydajność byłaby bardzo słaba, a zachowanie bardzo niestabilne.

Praktyczny cykl silnika 4-suwowego

Właśnie dlatego cykl praktyczny bierze pod uwagę kilka czynników i modyfikuje moment, w którym działają elementy silnika. Te czynniki, które go odróżniają cykl teoretyczny Można je podsumować w następujących punktach:

W cyklu praktycznym działanie kilku składników jest zaawansowane

  • Zawory nie otwierają się i nie zamykają całkowicie natychmiastale zajmują trochę czasu
  • Spalanie mieszanki również nie jest natychmiastowe, ale do działania silnika potrzeba kilku milisekund
  • Gazy mają bezwładność, więc potrzebują czasu, aby zacząć się poruszać i kontynuować ruch przez jakiś czas po działaniu na nich

Z tego powodu moment, w którym zawory otwierają się i zamykają lub moment spalania nie jest tym, który wskazuje cykl teoretyczny. Zobaczymy jak to jest w rzeczywistości w różnych fazach silnika czterosuwowego:

Faza rekrutacji w praktyce

W przeciwieństwie do cyklu teoretycznego, zawory zawory wlotowe nie otwierają się, gdy tłok znajduje się w górnym martwym punkcie (TDC). Jak powiedzieliśmy wcześniej, zawory otwierają się po pewnym czasie, więc aby były w pełni otwarte, gdy tłok zaczyna opadać, zaczynają się otwierać, gdy tłok jeszcze się podnosi. Gdyby tego nie zrobiono, nie całe możliwe powietrze weszłoby w fazę dolotową i silnik straciłby moc.

Po tym, tłok przesuwa się w dół do dolnego martwego punktu (PMI), w którym to momencie teoretyczny cykl mówi, że zawory dolotowe są zamknięte, ale nie jest to prawdą w praktyce. Jeszcze się nie zamykają, bo powietrze niesie bezwładność i nadal wchodzi, nawet gdy tłok zaczyna się podnosić.

Co więcej, gdy silnik obraca się na wysokich obrotach, powietrze ma tak dużą prędkość, że większa ilość dostaje się, gdy tłok już się podnosi, niż gdy opada, aby go zassać.

W fazie ssania zawory otwierają się, gdy tłok jeszcze się podnosi.

Faza kompresji w praktyce

Zawory wlotowe zamykają się w optymalnym czasie w którym nie dostaje się już powietrze (w pewnym momencie wznoszenia tłoka). Stamtąd rozpoczyna się właściwa faza kompresji i tłok idzie w górę kompresować powietrze.

To jest moment, kiedy wchodzi w grę wtrysk w silnikach z bezpośrednim wtryskiem. Wtryskują paliwo do cylindra, aby zmieszało się z powietrzem. Dlatego, stąd już nie mówimy powietrze, jeśli nie mieszać, który nadal jest ściskany przez tłok.

W silnikach z wtryskiem pośrednim powietrze, które dostaje się przez wlot, przenosi już paliwo, które zostało wcześniej wtryśnięte do zbieracz przyjęć.

Bezpośredni wtrysk
Podobne artykuł:
Wtrysk pośredni i wtrysk bezpośredni

W fazie sprężania zawory pozostają otwarte, gdy tłok wciąż się podnosi

Faza spalania w praktyce

Spalanie mieszanki powstaje gdy tłok wciąż się podnosi. To znaczy, zanim wzniesie się do Top Dead Center (TDC). To jest tak, ponieważ mieszanka potrzebuje czasu na spalenie dlatego potrzeba czasu, aby w pełni wykorzystać eksplozję. Gdyby mieszanina została zapalona w GMP, tłok już by opadł, gdy gazy się rozprężą. Dlatego nie byłyby dobrze używane do wciskania tłoka w dół.

To się nazywa wyprzedzenie zapłonu y, im szybciej silnik się obraca, tym bardziej trzeba przewidywać spalanie mieszać. W przeciwnym razie eksplozja nadchodziłaby coraz później, aby zepchnąć tłok w dół, co spowodowałoby ogromną utratę wydajności. Jest to obsługiwane przez elektroniczny system wtrysku obecnych samochodów. Stare miały mechaniczne układy wyprzedzenia zapłonu, które działały na zasadzie próżni, siły odśrodkowej.

W praktycznym cyklu silnika czterosuwowego występuje wyprzedzenie zapłonu

Faza ucieczki w praktyce

Zawory wydechowe otwierają się, gdy tłok nadal spada. Zwłaszcza, gdy eksplozja została już właściwie wykorzystana i energia kinetyczna nie będzie już tracona przez otwarcie zaworów. Zatem, gdy tłok mija BDC i zaczyna się podnosić, zawory są całkowicie otwarte wypuścić spaliny.

Tłok nadal rośnie do TDC aby wypchnąć gazy, ale ponownie bierze się pod uwagę bezwładność gazów. Dlatego, zawory wydechowe nie są w tym czasie zamknięte, ale pozostają otwarte trochę dłużej podczas gdy tłok opada.

Oto ważny szczegół, na który należy zwrócić uwagę: w tej chwili faza wydechowa i faza dolotowa współistnieją,. Patrząc na pierwszą fazę (w praktyce faza ssania), otwarcie zaworów ssących jest przewidywane, gdy tłok jeszcze się podnosi (w praktyce faza wydechu). Jest więc moment, w którym zawory dolotowy i wydechowy są otwarte jednocześnie, moment, który nazywa się krzyżowanie zaworów.

W fazie wydechu w cyklu praktycznym zawory wydechowe pozostają otwarte, mimo że tłok już się obniża

Jeśli spaliny nie wychodzą przez zawory wlotowe, to dlatego, że przenoszą bezwładność, aby wyjść przez zawory wydechowe. Co więcej, powietrze lub mieszanina, która dostaje się do środka, pomaga wydostać się spalinom, zajmując ich przestrzeń.

Stopnie zaawansowania cyklu praktycznego

Jak widać, praktyczny cykl jest pełen postępów w otwieraniu zaworów czy zapłonie. Ma nawet opóźnienie w zamknięciu, aby wykorzystać żyłę gazów z bezwładnością, aby nadal wchodziły (lub opuszczały).

Wszystko Te postępy są mierzone i regulowane w stopniach obrotu dokonywanych przez wał korbowy. Wszystko zależy od silnika, ale dla każdego elementu silnika istnieje wspólny zakres klas. To są:

  • El Zaliczka na otwarcie wstępu (AAA): otwieranie zaworów wlotowych odbywa się zwykle między 10º a 25º przed PMS.
  • El Opóźnienie zamknięcia przyjęcia (RCA): zamykają się między 20º a 45º po PMI, aby wpuścić całe możliwe powietrze, które nadal przechodzi przez bezwładność.
  • El Postęp apertury wydechowej (AAE): bardziej przesadzony jest postęp otwarcia zaworów wydechowych, które otwierają się między 30º a 60º przed PMI.
  • El Opóźnienie zamknięcia układu wydechowego (RCE): zamykają się między 10º a 20º po PMS, aby wykorzystać ich bezwładność wyjściową i zakończyć wypychanie mieszanki powietrza lub wlotu.
  • La wtrysk paliwa Odbywa się to między 7º a 26º przed GMP (w silnikach z bezpośrednim wtryskiem). Co nie jest postępem per se, ale wspominamy o tym, ponieważ jest skalibrowane na podstawie wyprzedzenia zapłonu.
  • El Postęp zapłonu (AE): Logicznie wyprzedzenie zapłonu to coś po wtrysku paliwa. W benzynie chodzi o przyspieszenie iskry świeca. Jednym ze sposobów osiągnięcia podobnego efektu w silnikach wysokoprężnych jest zwiększenie stopnia sprężania. Ponieważ olej napędowy zapala się pod wpływem ciśnienia i ciepła w komorze spalania, zwiększenie kompresji przyspiesza zapłon mieszanki.

Zawory otwierają się i zamykają prędzej czy później w zależności od obrotów silnika

Praktyczny cykl w silnikach o zmiennym wlocie

Silniki ze zmiennymi fazami rozrządu są możliwość szerokiej modyfikacji momentu otwarcia i zamknięcia zaworów. W ten sposób mogą lepiej dostosować się do potrzeb narzuconych przez prędkości obrotowe silnika i warunki atmosferyczne.

Gdy silnik obraca się z prędkością 1.000 obr/min, nie potrzebuje takiego samego otwarcia zaworu dolotowego jak przy 6.000 obr/min. Dlatego, kiedy wzrosną rewolucje może zmodyfikować rozrząd silnika, aby zostań dłużej otwarty.

W wielu miejscach można to wytłumaczyć stwierdzeniem, że „zawory są dłużej otwarte”, jednak łatwo to źle zrozumieć. Silnik obraca się ze znacznie większą prędkością, więc czas otwarcia zaworów może być jeszcze krótszy, nawet jeśli zmieniono rozrząd. Właściwie dokładniejszym sposobem wyrażenia tego jest to zawory pozostają otwarte o więcej stopni obrotu wału korbowego. Co nie jest tym samym, co dłuższe pozostawanie otwarte.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tego typu silnikach, polecamy artykuł Rozkład zmiennej: co to jest i jaka jest jego funkcja.

Cykl teoretyczny silników czterosuwowych

W cyklu teoretycznym nie uwzględnia się postępów lub opóźnień zaworów i zapłonu

Przypomnijmy pokrótce, jak wygląda teoretyczny cykl tych silników, aby różnica w praktycznym cyklu była wyraźna. Pamiętajmy, że jest to teoretyczne uproszczenie, które próbuje wyjaśnić działanie silnika. Dlatego jest zwykle używany tylko do celów dydaktycznych, które stanowią podstawę, aby później dobrze zrozumieć cykl praktyczny. Podsumowaniem etapów cyklu teoretycznego są:

  • Wstęp: Tłok znajduje się w GMP, zawory otwierają się, a tłok przesuwa się w dół do BDC
  • Kompresja: zawory ssące zamykają się, tłok unosi się z BDC do GMP w celu sprężenia powietrza, wtryskiwane jest paliwo.
  • Rozbudowa: gdy tłok jest na PMS, mieszanina jest detonowana przez świecę zapłonową i eksplozja spycha tłok z powrotem do PMI
  • Ucieczka: zawory wydechowe otwierają się, a tłok podnosi się z PMI do PMS, aby usunąć przez nie spaliny. Kiedy osiągnie szczyt, zawory zamykają się.

Jak widać, wszystkie wyprzedzenia i opóźnienia zaworów i zapłonu są pominięte, więc nie ma to nic wspólnego z tym, czego silnik potrzebuje w praktyce.

Praktyczny cykl to rzeczywista praca silnika

W tym, co dostrzegamy różnice, to właśnie w czasach, gdy różne zawory systemowe.

Te prędkości są modyfikowane przez nawęglona mieszanka i ilość spalonego gazu, na ogół bardzo niskie, które w cyklu teoretycznym są tylko rozważane «idealne sytuacje» (coś bardzo podobnego do Fisica podstawowy)

Zamiast tego te prędkości są proporcjonalna do prędkości obrotowej, coś, co wraz z ewolucją technologii i w poszukiwaniu osiągnięcia moce tak wysokie, jak to możliwe stał się całkowicie przestarzały.

Kolejnym szczegółem, który musimy wziąć pod uwagę, jest to, że gdy gaz porusza się z dużą prędkością, oddziałuje z różnymi siły oporu lub tarcia które generują spowolnienie przed zmianą prędkości, generując a spadek ciśnienia i kolejna seria zjawisk, które w cyklu teoretycznym nie są brane pod uwagę.

W ten sposób i w zależności od ilości nawęglonej mieszanki, masz moc silnika, generując większa ilość zasysanego gazu, więcej reakcyjnej masy i największa praca.


Obserwuj nas w Wiadomościach Google

Komentarz, zostaw swój

Zostaw swój komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

*

*

  1. Odpowiedzialny za dane: Miguel Ángel Gatón
  2. Cel danych: kontrola spamu, zarządzanie komentarzami.
  3. Legitymacja: Twoja zgoda
  4. Przekazywanie danych: Dane nie będą przekazywane stronom trzecim, z wyjątkiem obowiązku prawnego.
  5. Przechowywanie danych: baza danych hostowana przez Occentus Networks (UE)
  6. Prawa: w dowolnym momencie możesz ograniczyć, odzyskać i usunąć swoje dane.

  1.   David Arredondo powiedział

    Witam, nazywam się David Arredondo, ile stopni wcześniej otworzy zawór?