Различия между практическим и теоретическим циклом 4T

Когда дело доходит до операции четырехтактный двигатель, это обычно уточняется, если вы описываете свой теоретический цикл или его практический цикл. Различие, которое необходимо учитывать, потому что, хотя теоретическое является упрощением для объяснения его действия, практическое добавляет гораздо больше физических факторов, которые происходят в реальности.

Если мы установим распределение двигателя с теоретическим циклом скорее всего не получилось бы. В этом случае, в дополнение к трудностям при запуске, его производительность будет очень низкой, а его поведение очень нестабильным.

Практический цикл четырехтактного двигателя

Вот почему практический цикл учитывает несколько факторов и изменяет момент, в который действуют компоненты двигателя. Эти факторы, которые отличают его от теоретический цикл Их можно свести к следующим пунктам:

• Клапаны не открываются и сразу полностью закрываютсяно они занимают определенное количество времени
• Сгорание смеси тоже не мгновенное, но для срабатывания двигателя требуется несколько миллисекунд
• Газы обладают инерцией., поэтому им требуется время, чтобы начать двигаться и продолжать движение в течение некоторого времени после воздействия на них

По этой причине момент открытия и закрытия клапанов или момент сгорания не соответствует указанному в теоретическом цикле. Посмотрим как оно на самом деле в разных фазах четырехтактного двигателя:

Вступительный этап на практике

В отличие от теоретического цикла, клапаны впускные клапаны не открываются, когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ). Как мы уже говорили ранее, клапанам требуется время, чтобы открыться, поэтому для того, чтобы они полностью открылись, когда поршень начинает опускаться, они начинают открываться, когда поршень еще поднимается. Если бы этого не было сделано, то не весь возможный воздух попал бы в фазу впуска и двигатель потерял бы мощность.

После этого поршень движется вниз к нижней мертвой точке (PMI), в этот момент теоретический цикл говорит, что впускные клапаны закрыты, но на практике это не так. Они еще не закрываются, потому что воздух несет инерцию и продолжает поступать, даже когда поршень начинает подниматься.

Более того, когда двигатель вращается на высоких оборотах, воздух несет такую ​​большую скорость, что при движении поршня уже поступает больше количества, чем когда он опускался, чтобы его засосать.

Фаза сжатия на практике

Впускные клапаны закрываются в оптимальное время в который больше не поступает воздух (в какой-то момент подъема поршня). Отсюда начинается собственно фаза сжатия, и поршень продолжает двигаться вверх для сжатия воздуха.

Это момент, когда вступает в игру инъекция в двигателях с непосредственным впрыском. Они распыляют топливо в цилиндр, так что оно смешивается с воздухом. Вот почему, отсюда мы уже не говорим воздух, если не смесь, который продолжает сжиматься поршнем.

В двигателях с непрямым впрыском воздух, поступающий через впуск, уже несет топливо, которое ранее было впрыснуто в впускной коллектор.

Теме статьи:

Непрямой впрыск и прямой впрыск

Фаза горения на практике

Сгорание смеси производится когда поршень еще поднимается. То есть до того, как он поднимется до верхней мертвой точки (ВМТ). Это так, потому что смеси нужно время, чтобы сгореть и поэтому требуется время, чтобы произвести полностью пригодный для использования взрыв. Если бы смесь воспламенилась в ВМТ, поршень уже пошел бы вниз при расширении газов. Следовательно, они не будут хорошо использоваться для толкания поршня вниз.

Это называется опережение зажигания y, чем быстрее вращается двигатель, тем больше вы должны ожидать сгорания смешивание. В противном случае взрыв произойдет позже и позже, чтобы толкнуть поршень вниз, что приведет к огромной потере эффективности. Этим занимается электронная система впрыска нынешних автомобилей. У старых были механические системы опережения зажигания, которые работали за счет вакуума, за счет центробежной силы.

Фаза побега на практике

Выпускные клапаны открываются, когда поршень все еще движется вниз. В частности, когда взрыв уже был использован должным образом и кинетическая энергия больше не будет теряться при открытии клапанов. Таким образом, когда поршень проходит НМТ и начинает подниматься, клапаны полностью открыты чтобы выхлопные газы выходили наружу.

Поршень продолжает подниматься в ВМТ чтобы вытолкнуть газы наружу, но опять же учитывается инерция газов. Вот почему, выпускные клапаны в это время не закрыты, а они остаются открытыми немного дольше при этом поршень опускается.

Здесь важная деталь, которую следует отметить: в это время фаза выхлопа и фаза впуска сосуществуют. Если вы посмотрите на первую фазу (фаза впуска на практике), открытие впускных клапанов ожидается, когда поршень все еще поднимается (фаза выпуска на практике). Итак, есть момент, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно, момент, который называется пересечение клапана.

Если выхлопные газы не выходят через впускные клапаны, это происходит потому, что они обладают инерцией, чтобы выйти через выпускные клапаны. Более того, поступающий воздух или смесь помогает дыму выйти наружу, занимая свое пространство.

Степени продвижения практического цикла

Как видите, практический цикл полон достижений в открытии клапанов или зажигании. У него даже есть задержка на закрытие, чтобы воспользоваться жилой газов с инерцией, чтобы они продолжали входить (или выходить).

все Эти продвижения измеряются и регулируются в градусах вращения, совершаемых коленчатый вал. Все зависит от двигателя, но для каждого компонента двигателя существует общий диапазон классов. Это:

• El Открытие приема заранее (ААА): открытие впускных клапанов обычно происходит между 10º и 25º до PMS.
• El Задержка закрытия приема (RCA): они закрываются между 20º и 45º после PMI, чтобы впустить весь возможный воздух, который продолжает проходить по инерции.
• El Выпускная диафрагма вперед (AAE): более преувеличенным является опережение открытия выпускных клапанов, которые открываются между 30º и 60º до PMI.
• El Задержка закрытия выхлопа (RCE): они закрываются между 10º и 20º после PMS, чтобы воспользоваться своей инерцией на выходе и закончить подачу воздуха или всасываемой смеси.
• La впрыск топлива Это делается между 7° и 26° перед ВМТ (в двигателях с непосредственным впрыском). Что само по себе не является опережением, но мы упоминаем об этом, потому что оно откалибровано на основе опережения зажигания.
• El опережение зажигания (AE): Логически опережение зажигания следует за впрыском топлива. В бензине речь идет о опережении искры свеча зажигания. Один из способов добиться аналогичного эффекта в дизельных двигателях — увеличить степень сжатия. Поскольку дизельное топливо воспламеняется за счет давления и тепла камеры сгорания, увеличение сжатия способствует воспламенению смеси.

Практический цикл в двигателях с регулируемым впуском

Двигатели с регулируемой фазой газораспределения возможность широко изменять момент открытия и закрытия клапанов. Таким образом, они могут лучше адаптироваться к потребностям, обусловленным частотой вращения двигателя и атмосферными условиями.

Когда двигатель вращается со скоростью 1.000 об/мин, ему не требуется такое же открытие впускного клапана, как при 6.000 об/мин. Вот почему, когда поднимутся революции можно изменить синхронизацию двигателя так, чтобы оставаться открытым дольше.

Вы увидите, что во многих местах это объясняется словами, что это «удерживает клапаны открытыми дольше», однако это легко понять неправильно. Двигатель вращается намного быстрее, поэтому время открытия клапана может быть еще меньше, даже если изменить ГРМ. На самом деле более точным способом выражения является то, что клапаны остаются открытыми больше градусов вращения коленчатого вала. Что не то же самое, что оставаться открытым дольше.

Если вы хотите узнать больше об этом типе моторов, рекомендуем статью Переменное распределение: что это такое и какова его функция.

Теоретический цикл четырехтактных двигателей

Кратко напомним, что из себя представляет теоретический цикл этих двигателей, так что разница с практическим циклом понятна. Напомним, что это теоретическое упрощение, пытающееся объяснить работу двигателя. Поэтому он обычно используется только в дидактических целях, которые закладывают основу, чтобы позже хорошо понять практический цикл. Обобщенные фазы теоретического цикла:

• вход: Поршень находится в ВМТ, клапаны открыты и поршень движется вниз к НМТ
• сжатие: впускные клапаны закрываются, поршень поднимается из НМТ в ВМТ для сжатия воздуха, при этом впрыскивается топливо.
• Расширение: когда поршень находится в PMS, смесь детонирует со свечой зажигания, и взрыв толкает поршень обратно в PMI
• Побег: выпускные клапаны открываются и поршень поднимается из ПМИ в ПМС для удаления через них выхлопных газов. Когда он достигает вершины, клапаны закрываются.

Как видите, все опережения и задержки клапанов и зажигания опущены, так что это не имеет ничего общего с тем, что нужно двигателю для работы на практике.

В чем мы замечаем различия, так это во временах, когда различные системные клапаны.

Эти скорости изменяются науглероженной смеси и количество сожженного газа, вообще очень низкие, которые в теоретическом цикле только предполагаются «идеальные ситуации» (что-то очень похожее на Физика элементарно)

Вместо этого эти скорости пропорциональна скорости вращения, что-то, что с развитием технологий и в поисках достижения мощности как можно выше полностью устарел.

Еще одна деталь, которую мы должны принять во внимание, заключается в том, что когда газ движется с большой скоростью, он взаимодействует с различными силы сопротивления или трения которые создают медлительность перед изменением скорости, создавая потеря давления и еще ряд явлений, которые в теоретическом цикле не учитываются.

Таким образом, и в зависимости от количества науглероженной смеси, вы получаете мощность двигателя, генерируя большее количество всасываемого газа, больше реакционной массы и самая большая работа.