Ko gre za delovanje a štiritaktni motor, je običajno pojasnjeno, če opisujete svoje teoretični cikel ali njegov praktični cikel. Razlika, ki jo je treba upoštevati, ker medtem ko je teoretični poenostavitev za razlago njegovega delovanja, praktični dodaja veliko več fizičnih dejavnikov, ki se pojavljajo v resnici.
Če nastavimo distribucija motorja s teoretičnim ciklom najverjetneje ne bi moglo delovati. V tem primeru bi bilo poleg težav pri zagonu tudi njegovo delovanje zelo slabo in obnašanje zelo nestabilno.
Praktični cikel 4-taktnega motorja
Zato je praktični cikel upošteva več dejavnikov in spremeni trenutek, v katerem delujejo komponente motorja. Ti dejavniki, ki ga razlikujejo od teoretični cikel Povzamemo jih lahko v naslednje točke:
- Ventili se ne odprejo in zaprejo popolnoma takojvendar vzamejo določen čas
- Tudi zgorevanje mešanice ni takojšnje, vendar traja nekaj milisekund, ki so ključne za delovanje motorja
- Plini imajo vztrajnost, zato si vzamejo čas, da se začnejo premikati, in se premikajo še nekaj časa po tem, ko nanje delujejo
Iz tega razloga trenutek, v katerem se ventili odprejo in zaprejo, ali trenutek zgorevanja ni tisti, ki ga navaja teoretični cikel. Bomo videli kako je dejansko v različnih fazah štiritaktnega motorja:
Faza sprejema v praksi
V nasprotju s teoretičnim ciklom, ventili sesalni ventili se ne odprejo, ko je bat v zgornji mrtvi točki (TDC). Kot smo že povedali, ventili potrebujejo nekaj časa, da se odprejo, zato da bi bili popolnoma odprti, ko se bat začne spuščati, začnejo se odpirati, ko se bat še dviga. Če tega ne bi storili, v sesalno fazo ne bi vstopil ves možen zrak in motor bi izgubil zmogljivost.
Potem, bat se premakne navzdol do spodnje mrtve točke (PMI), pri čemer teoretični cikel pravi, da so sesalni ventili zaprti, vendar to v praksi ne drži. Ne zaprejo se še, ker zrak nosi vztrajnost in nadaljuje vstop, tudi ko se bat začne dvigovati.
Poleg tega, ko se motor vrti pri visokih vrtljajih, se zrak prenaša tako hitro, da vstopi večja količina, ko gre bat že navzgor, kot takrat, ko se je spuščal, da bi ga sesal.
Faza stiskanja v praksi
Sesalni ventili se zaprejo ob optimalnem času v katerega ne vstopa več zrak (na neki točki vzpona bata). Od tam se začne prava faza stiskanja in bat gre naprej navzgor za stiskanje zraka.
To je trenutek, ko pride v poštev injekcija pri motorjih z neposrednim vbrizgom. Gorivo razpršijo v jeklenko, da se pomeša z zrakom. Zato, od tod ne rečemo več zrak, če ne mešanica, ki ga bat še naprej stiska.
Pri motorjih s posrednim vbrizgavanjem zrak, ki vstopi skozi sesalno odprtino, že nosi gorivo, ki je bilo predhodno vbrizgano v sesalni kolektor.
Faza zgorevanja v praksi
Izgorevanje mešanice se proizvede ko gre bat še navzgor. To je, preden se dvigne do zgornje mrtve točke (TDC). To je tako, ker mešanica potrebuje čas, da zgori in zato potrebuje čas za proizvodnjo eksplozije, ki jo je mogoče v celoti izkoristiti. Če bi zmes vžgali pri TDC, bi šel bat že pri raztezanju plinov navzdol. Zato jih ne bi dobro uporabili za potiskanje bata navzdol.
To se imenuje vnaprejšnji vžig y, hitreje kot se motor vrti, bolj moraš predvideti zgorevanje mešati. V nasprotnem primeru bi eksplozija prispela vse pozneje in potisnila bat navzdol, kar bi povzročilo veliko izgubo učinkovitosti. To ureja elektronski sistem za vbrizgavanje trenutnih avtomobilov. Stari so imeli mehanske sisteme za pospeševanje vžiga, ki so delovali s pomočjo vakuuma, s centrifugalno silo.
Faza pobega v praksi
Izpušni ventili se odprejo, ko se bat še spušča. Natančneje, ko je eksplozija že pravilno uporabljena in kinetična energija ne bo več izgubljena z odpiranjem ventilov. torej ko bat prečka BDC in se začne dvigovati, so ventili popolnoma odprti za izpust izpušnih plinov.
Bat se še naprej dviga do TDC za iztiskanje plinov, vendar se spet upošteva vztrajnost plinov. Zato, izpušni ventili takrat niso zaprti, ampak ostanejo odprti malo dlje medtem ko gre bat navzdol.
Tukaj je pomembna podrobnost, ki jo je treba upoštevati: v tem času izpušna faza in sesalna faza obstajata sočasno. Če pogledate prvo fazo (faza sesanja v praksi), je predvideno odpiranje sesalnih ventilov, ko se bat še dviga (faza izpuha v praksi). Torej obstaja trenutek, ko sta sesalni in izpušni ventil odprta istočasno, trenutek, ki se imenuje prečkanje ventilov.
Če izpušni plini ne pridejo ven skozi sesalne ventile, je to zato, ker imajo vztrajnost, da pridejo ven skozi izpušne ventile. Poleg tega zrak ali mešanica, ki vstopi, pomaga izgorevalnim hlapom uiti in zasede njihov prostor.
Stopnje napredovanja praktičnega cikla
Kot lahko vidite, je praktični cikel poln napredka pri odpiranju ventilov ali vžigu. Ima celo zakasnitev pri zapiranju, da izkoristi veno plinov z vztrajnostjo, tako da še naprej vstopajo (ali zapuščajo).
Vsi Ti napredki se merijo in regulirajo v stopnjah vrtenja, ki jih naredi ročična gred. Vse je odvisno od motorja, vendar obstaja skupen razpon kakovosti za vsako komponento motorja. To so:
- El Predplačilo za vstopnino (AAA): sesalni ventili se običajno odprejo med 10º in 25º pred PMS.
- El Zakasnitev pri zaprtju vstopa (RCA): zaprejo se med 20º in 45º po PMI, da spustijo ves možen zrak, ki še naprej prehaja skozi vztrajnost.
- El Napredna izpušna zaslonka (AAE): bolj pretirano je napredovanje odpiranja izpušnih ventilov, ki se odprejo med 30º in 60º pred PMI.
- El Zakasnitev zapiranja izpuha (RCE): zaprejo se med 10º in 20º po PMS, da izkoristijo svojo izhodno vztrajnost in dokončajo potiskanje zraka ali vsesane mešanice.
- La vbrizg goriva Izvaja se med 7° in 26° pred TDC (pri motorjih z neposrednim vbrizgavanjem). Kar samo po sebi ni napredek, vendar ga omenjamo, ker je kalibriran glede na napredek vžiga.
- El Predhodni vžig (AE): Logično je, da je napredovanje vžiga nekaj po vbrizgavanju goriva. Pri bencinu gre za napredovanje iskre vžigalna svečka. Eden od načinov za doseganje podobnega učinka pri dizelskih motorjih je povečanje kompresijskega razmerja. Ker se dizelsko gorivo vžge zaradi tlaka in toplote zgorevalne komore, povečana kompresija pospeši vžig mešanice.
Praktični cikel v motorjih s spremenljivim dovodom
Motorji s spremenljivim krmiljenjem ventilov so lahko močno spreminja trenutek odpiranja in zapiranja ventilov. Na ta način se lahko bolje prilagodijo potrebam, ki jih postavljajo hitrosti motorja in atmosferski pogoji.
Ko se motor vrti pri 1.000 vrtljajih na minuto, ne potrebuje enake odprtine sesalnega ventila kot pri 6.000 vrtljajih na minuto. Zato, ko se dvignejo revolucije lahko spremeni krmiljenje motorja tako, da ostati odprt dlje.
Marsikje boste videli, da to razlagajo z besedami, da "drži ventile odprte dlje", vendar je to zlahka napačno razumeti. Motor se vrti veliko hitreje, zato je lahko čas odpiranja ventilov tudi ob spremembi krmiljenja še krajši. Pravzaprav je natančnejši način izražanja ta ventili ostanejo odprti več stopinj vrtenja ročične gredi. Kar pa ni isto kot ostati odprt dlje.
Če želite izvedeti več o tej vrsti motorjev, priporočamo članek Spremenljiva porazdelitev: kaj je to in kakšna je njegova funkcija.
Teoretični cikel štiritaktnih motorjev
Na kratko se spomnimo, kakšen je teoretični cikel teh motorjev, tako da je razlika s praktičnim ciklom jasna. Naj spomnimo, da gre za teoretično poenostavitev, ki poskuša pojasniti delovanje motorja. Zato se običajno uporablja samo za didaktične namene, ki postavljajo temelje za kasnejše dobro razumevanje praktičnega cikla. Povzete faze teoretičnega cikla so:
- Sprejem: Bat je v TDC, ventili se odprejo in bat se premakne navzdol do BDC
- Stiskanje: sesalni ventili se zaprejo, bat se dvigne od BDC do TDC, da stisne zrak, pri tem se vbrizga gorivo.
- Širitev: ko je bat na PMS, zmes eksplodira z vžigalno svečko in eksplozija potisne bat nazaj na PMI
- Escape: izpušni ventili se odprejo in bat se dvigne od PMI do PMS, da skozi njih odstrani izpušne pline. Ko doseže vrh, se ventili zaprejo.
Kot lahko vidite, so vsi napredki in zakasnitve ventilov in vžiga izpuščeni, tako da nima nobene zveze s tem, kar motor potrebuje za delovanje v praksi.
V čem opazimo razlike, je v časih, ki jih različni sistemski ventili.
Te hitrosti so spremenjene z karburizirana mešanica in količina zgorelega plina, na splošno zelo nizke, ki so v teoretičnem ciklu le predvidene «idealne situacije» (nekaj zelo podobnega Fizika osnovno)
Namesto tega so te hitrosti sorazmerno s hitrostjo vrtenja, nekaj, kar z razvojem tehnologije in v iskanju doseganja moči čim višje je popolnoma zastarel.
Druga podrobnost, ki jo moramo upoštevati, je, da ko se plin giblje z veliko hitrostjo, deluje z različnimi sile upora ali trenja ki ustvarjajo počasnost pred spremembo hitrosti, ustvarjajo a izguba tlaka in drugo vrsto pojavov, ki v teoretičnem ciklu se ne upoštevajo.
Na ta način in odvisno od količine karburizirane mešanice, dobiš moč motorja, ki ustvarja a večja količina vsesanega plina, več reakcionarne mase in največje delo.
Pozdravljeni, ime mi je David Arredondo, koliko stopinj naprej se bo ventil odprl prej?