ความแตกต่างระหว่างวัฏจักรเชิงปฏิบัติและเชิงทฤษฎีของ 4T

วงจรการใช้งานจริงของเครื่องยนต์สี่จังหวะ

เมื่อพูดถึงการทำงานของ a เครื่องยนต์สี่จังหวะโดยปกติแล้วจะมีการชี้แจงหากคุณกำลังอธิบายของคุณ วัฏจักรทฤษฎีหรือวัฏจักรภาคปฏิบัติ. ความแตกต่างที่ต้องนำมาพิจารณาเพราะในขณะที่ทฤษฎีเป็นการทำให้เข้าใจง่ายในการอธิบายการดำเนินการ แต่ข้อที่ใช้งานได้จริงได้เพิ่มปัจจัยทางกายภาพอีกมากมายที่เกิดขึ้นในความเป็นจริง

ถ้าเราตั้งค่า จำหน่ายเครื่องยนต์ ด้วยวัฏจักรทางทฤษฎี ไม่น่าจะเป็นไปได้ ในกรณีดังกล่าว นอกจากจะมีปัญหาในการเริ่มต้นใช้งานแล้ว ประสิทธิภาพการทำงานจะแย่มากและพฤติกรรมไม่เสถียรมาก

วงจรการใช้งานจริงของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ

นั่นคือเหตุผลที่ วงจรภาคปฏิบัติ โดยคำนึงถึงปัจจัยหลายประการและ ปรับเปลี่ยนช่วงเวลาที่ส่วนประกอบเครื่องยนต์ทำงาน. ปัจจัยเหล่านี้ที่ทำให้แตกต่างจาก วัฏจักรทฤษฎี สามารถสรุปได้ในประเด็นต่อไปนี้:

ในวัฏจักรการปฏิบัติ การกระทำของส่วนประกอบหลายอย่างนั้นก้าวหน้า

  • วาล์วเปิดปิดไม่สนิททันทีแต่ต้องใช้เวลาพอสมควร
  • การเผาไหม้ของส่วนผสมไม่ได้เกิดขึ้นทันทีเช่นกันแต่ต้องใช้เวลาสองสามมิลลิวินาทีที่สำคัญสำหรับการทำงานของมอเตอร์ที่จะเกิดขึ้น
  • ก๊าซมีความเฉื่อยดังนั้นพวกเขาจึงใช้เวลาในการเริ่มเคลื่อนไหวและเคลื่อนไหวต่อไปอีกระยะหนึ่งหลังจากดำเนินการแล้ว

ด้วยเหตุนี้ ช่วงเวลาที่วาล์วเปิดและปิดหรือช่วงเวลาของการเผาไหม้จึงไม่ใช่ช่วงเวลาที่ระบุโดยวัฏจักรทางทฤษฎี เราจะเห็น เป็นอย่างไรในช่วงต่างๆ ของเครื่องยนต์สี่จังหวะ:

ขั้นตอนการรับสมัครในทางปฏิบัติ

ตรงกันข้ามกับวัฏจักรทฤษฎี วาล์ว วาล์วไอดีไม่เปิดเมื่อลูกสูบอยู่ที่ Top Dead Center (TDC) อย่างที่เราพูดไปก่อนหน้านี้ วาล์วใช้เวลาในการเปิด ดังนั้นเพื่อให้เปิดเต็มที่เมื่อลูกสูบเริ่มลดระดับลง พวกเขาเริ่มเปิดเมื่อลูกสูบยังคงเพิ่มขึ้น. หากยังไม่เสร็จสิ้น อากาศที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะไม่เข้าสู่เฟสไอดีและเครื่องยนต์จะสูญเสียความสามารถ

หลังจากนั้น, ลูกสูบเคลื่อนที่ลงไปที่ Bottom Dead Center (PMI) เมื่อถึงจุดนี้ วัฏจักรทางทฤษฎีบอกว่าวาล์วไอดีถูกปิด แต่ในทางปฏิบัติไม่เป็นความจริง ยังไม่ปิดเพราะอากาศมีความเฉื่อย และยังคงเข้าได้แม้ลูกสูบจะเริ่มสูงขึ้น

ยิ่งกว่านั้น เมื่อเครื่องยนต์หมุนด้วยรอบสูง อากาศจะมีความเร็วมากจนปริมาณเข้ามามากขึ้นเมื่อลูกสูบขึ้นแล้ว มากกว่าตอนที่มันลงไปเพื่อดูดมัน

ในระยะไอดี วาล์วเปิดเมื่อลูกสูบยังคงสูงขึ้น

ขั้นตอนการบีบอัดในทางปฏิบัติ

วาล์วไอดีปิดในเวลาที่เหมาะสม ซึ่งไม่มีอากาศเข้าไปอีก (ในบางจุดขึ้นไปของลูกสูบ) จากนั้น ระยะการบีบอัดที่เหมาะสมเริ่มต้นและ ลูกสูบขึ้นเรื่อยๆ เพื่ออัดอากาศ

นี่คือช่วงเวลาที่ เข้ามาเล่น การฉีด ในเครื่องยนต์ไดเร็คอินเจ็คชั่น พวกเขาฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปในกระบอกสูบเพื่อให้ผสมกับอากาศ นั่นเป็นเหตุผลที่ จากนี้ไปเราจะไม่พูดว่าอากาศถ้าไม่ผสมซึ่งยังคงถูกบีบอัดด้วยลูกสูบ

ในเครื่องยนต์หัวฉีดทางอ้อม อากาศที่เข้าทางไอดีจะมีเชื้อเพลิงซึ่งเคยฉีดเข้าไปใน ท่อร่วมไอดี.

ฉีดตรง
บทความที่เกี่ยวข้อง:
ฉีดทางอ้อมและฉีดตรง

ในขั้นตอนการบีบอัด วาล์วจะเปิดทิ้งไว้เมื่อลูกสูบยังคงเพิ่มขึ้น

ขั้นตอนการเผาไหม้ในทางปฏิบัติ

การเผาไหม้ ของส่วนผสมที่ผลิตขึ้น เมื่อลูกสูบยังขึ้น. นั่นคือก่อนที่จะขึ้นสู่ Top Dead Center (TDC) อย่างนี้นี่เอง เพราะส่วนผสมใช้เวลาในการเผา ดังนั้นจึงต้องใช้เวลาในการสร้างการระเบิดที่ใช้ประโยชน์ได้อย่างเต็มที่ หากส่วนผสมถูกจุดไฟที่ TDC ลูกสูบจะลดลงเมื่อก๊าซขยายตัว ดังนั้นจึงไม่เหมาะที่จะดันลูกสูบลง

นี้เรียกว่า การจุดระเบิดล่วงหน้า y, ยิ่งเครื่องยนต์หมุนเร็ว ยิ่งต้องลุ้นการเผาไหม้ ผสม. มิฉะนั้น การระเบิดจะมาถึงในภายหลังและภายหลังเพื่อดันลูกสูบลง ซึ่งจะทำให้สูญเสียประสิทธิภาพอย่างมาก นี้จัดการโดย ระบบหัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์ ของรถยนต์ในปัจจุบัน รุ่นเก่ามีระบบจุดระเบิดเชิงกลที่ทำงานด้วยสุญญากาศโดยแรงเหวี่ยง

ในวงจรการใช้งานจริงของเครื่องยนต์สี่จังหวะจะมีการจุดระเบิดล่วงหน้า

ระยะหลบหนีในทางปฏิบัติ

วาล์วไอเสียเปิดออกเมื่อลูกสูบยังคงลดระดับลง. โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้การระเบิดอย่างถูกต้องและพลังงานจลน์จะไม่สูญหายไปจากการเปิดวาล์วอีกต่อไป ดังนั้น, เมื่อลูกสูบผ่าน BDC และเริ่มสูงขึ้น วาล์วจะเปิดเต็มที่ เพื่อให้ไอเสียออก

Piston ยังคงเพิ่มขึ้นเป็น TDC เพื่อผลักก๊าซออก แต่คำนึงถึงความเฉื่อยของก๊าซอีกครั้ง นั่นเป็นเหตุผลที่ วาล์วไอเสีย ยังไม่ปิดในขณะนั้น แต่ พวกเขายังคงเปิดอยู่อีกหน่อย ในขณะที่ลูกสูบลงไป

นี่คือรายละเอียดสำคัญที่ควรสังเกต: ณ เวลานี้ เฟสไอเสียและเฟสไอดีอยู่ร่วมกัน. ถ้าคุณดูที่เฟสแรก (Intake Phase ในทางปฏิบัติ) การเปิดวาล์วไอดีจะเกิดขึ้นเมื่อลูกสูบยังคงเพิ่มขึ้น (Exhaust Phase ในทางปฏิบัติ) จึงมีจังหวะที่วาล์วไอดีและไอเสียเปิดพร้อมกันอยู่ชั่วขณะหนึ่งที่เรียกว่า วาล์วข้าม.

ในระยะไอเสียของวงจรการทำงานจริง วาล์วไอเสียยังคงเปิดอยู่แม้ว่าลูกสูบจะลดระดับลงแล้วก็ตาม

หากก๊าซไอเสียไม่ออกมาทางวาล์วไอดี อาจเป็นเพราะมีแรงเฉื่อยไหลออกมาทางวาล์วไอเสีย ยิ่งไปกว่านั้น อากาศหรือส่วนผสมที่ไหลเข้ามาช่วยให้ควันจากการเผาไหม้หนีออกมากินพื้นที่

องศาของความก้าวหน้าของวัฏจักรการปฏิบัติ

อย่างที่คุณเห็น วงจรการใช้งานจริงเต็มไปด้วยความก้าวหน้าในการเปิดวาล์วหรือการจุดระเบิด มันยังมีความล่าช้าในการปิดเพื่อใช้ประโยชน์จากหลอดเลือดดำของก๊าซที่มีความเฉื่อยเพื่อให้พวกเขายังคงเข้า (หรือออก)

ทั้งหมด ความก้าวหน้าเหล่านี้วัดและควบคุมโดยองศาการหมุนที่ทำโดย เพลาข้อเหวี่ยง. ทุกอย่างขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์ แต่มีช่วงเกรดทั่วไปสำหรับส่วนประกอบเครื่องยนต์แต่ละอย่าง เหล่านี้คือ:

  • El เปิดรับสมัครล่วงหน้า (AAA): การเปิดวาล์วไอดีมักจะทำระหว่าง 10º ถึง 25º ก่อน PMS
  • El การปิดรับสมัครล่าช้า (RCA): ปิดระหว่าง 20º ถึง 45º หลัง PMI เพื่อให้อากาศที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่ยังคงผ่านความเฉื่อยเข้ามา
  • El รูระบายอากาศขั้นสูง (AAE): การเปิดล่วงหน้าของวาล์วไอเสียที่เปิดระหว่าง 30º ถึง 60º ก่อน PMI ที่พูดเกินจริง
  • El ความล่าช้าในการปิดท่อไอเสีย (RCE): ปิดระหว่าง 10º ถึง 20º หลังจาก PMS เพื่อใช้ประโยชน์จากแรงเฉื่อยเอาต์พุตและดันอากาศหรือส่วนผสมไอดีให้เสร็จ
  • La การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง ทำระหว่าง7ºถึง26ºก่อน TDC (ในเครื่องยนต์หัวฉีดโดยตรง) ซึ่งไม่ใช่ล่วงหน้าต่อตัว แต่เราพูดถึงมันเพราะมันถูกปรับเทียบตามการจุดระเบิดล่วงหน้า
  • El การจุดระเบิดล่วงหน้า (AE): ตามหลักเหตุผลแล้ว การจุดระเบิดล่วงหน้าเป็นสิ่งที่หลังจากการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง ในน้ำมันเบนซิน มันเกี่ยวกับการทำให้เกิดประกายไฟของ บูเจีย. วิธีหนึ่งในการบรรลุผลที่คล้ายคลึงกันในเครื่องยนต์ดีเซลคือการเพิ่มอัตราส่วนการอัด เนื่องจากเชื้อเพลิงดีเซลถูกจุดขึ้นโดยแรงดันและความร้อนของห้องเผาไหม้ การบีบอัดที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ส่วนผสมติดไฟได้

วาล์วเปิดและปิดไม่ช้าก็เร็วขึ้นอยู่กับรอบเครื่องยนต์

วัฏจักรการปฏิบัติในเครื่องยนต์ไอดีแบบแปรผัน

เครื่องยนต์ไทม์มิ่งวาล์วแปรผันคือ สามารถปรับเปลี่ยนโมเมนต์การเปิดและปิดของวาล์วได้อย่างกว้างขวาง. ด้วยวิธีนี้พวกเขาจึงสามารถปรับให้เข้ากับความต้องการที่กำหนดโดยความเร็วของเครื่องยนต์และสภาพบรรยากาศได้ดีขึ้น

เมื่อเครื่องยนต์หมุนที่ 1.000 รอบต่อนาที ไม่จำเป็นต้องเปิดวาล์วไอดีแบบเดียวกับที่ 6.000 รอบต่อนาที นั่นเป็นเหตุผลที่ เมื่อการปฏิวัติเพิ่มขึ้น สามารถปรับเปลี่ยนเวลาของเครื่องยนต์เพื่อให้ อยู่เปิดอีกต่อไป.

คุณจะเห็นหลายแห่งอธิบายสิ่งนี้โดยบอกว่า "ทำให้วาล์วเปิดนานขึ้น" อย่างไรก็ตาม มันง่ายที่จะเข้าใจผิดในเรื่องนี้ เครื่องยนต์หมุนด้วยความเร็วที่สูงกว่ามาก ดังนั้นเวลาที่วาล์วเปิดอาจน้อยลงแม้ว่าจะเปลี่ยนจังหวะเวลาก็ตาม จริงๆ วิธีที่ถูกต้องกว่าในการแสดงก็คือว่า วาล์วเปิดค้างอยู่ในองศาของการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงมากขึ้น. ซึ่งไม่เหมือนกับการเปิดทิ้งไว้นานขึ้น

หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับมอเตอร์ประเภทนี้ เราขอแนะนำบทความ การกระจายตัวแปร: มันคืออะไรและหน้าที่ของมันคืออะไร.

วัฏจักรทางทฤษฎีของเครื่องยนต์สี่จังหวะ

ในรอบทางทฤษฎี จะไม่คำนึงถึงความก้าวหน้าหรือความล่าช้าของวาล์วและการจุดระเบิด

ลองนึกสั้น ๆ ว่าวัฏจักรทางทฤษฎีของเครื่องยนต์เหล่านี้เป็นอย่างไร เพื่อให้เห็นความแตกต่างของวัฏจักรการปฏิบัติที่ชัดเจน. ให้เราจำไว้ว่ามันเป็นการทำให้เข้าใจง่ายตามทฤษฎีที่พยายามอธิบายการทำงานของเครื่องยนต์ ดังนั้นจึงมักใช้เพื่อจุดประสงค์ในการสอนซึ่งเป็นการวางรากฐานเท่านั้น เพื่อให้เข้าใจวัฏจักรการปฏิบัติได้ดีในภายหลัง ขั้นตอนของวัฏจักรทฤษฎีสรุปได้ดังนี้:

  • ค่าเข้าชม: ลูกสูบอยู่ที่ TDC วาล์วเปิดและลูกสูบเคลื่อนลงไปที่ BDC
  • การอัด: ปิดวาล์วไอดี, ลูกสูบเพิ่มขึ้นจาก BDC เป็น TDC เพื่ออัดอากาศ, เชื้อเพลิงถูกฉีดเข้าไปในกระบวนการ
  • การขยายตัว: เมื่อลูกสูบอยู่ที่ PMS ส่วนผสมจะจุดระเบิดด้วยหัวเทียนและการระเบิดจะดันลูกสูบกลับคืนสู่ PMI
  • หนี: วาล์วไอเสียเปิดออกและลูกสูบเพิ่มขึ้นจาก PMI เป็น PMS เพื่อขจัดก๊าซไอเสียออก เมื่อถึงด้านบนวาล์วจะปิด

อย่างที่คุณเห็น ความก้าวหน้าและความล่าช้าทั้งหมดของวาล์วและการจุดระเบิดนั้นถูกละเลย ดังนั้นจึงไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งที่เครื่องยนต์ต้องใช้งานในทางปฏิบัติ

วัฏจักรที่ใช้งานได้จริงคือการทำงานจริงของมอเตอร์

สิ่งที่เราสังเกตเห็นความแตกต่างนั้นอยู่ในช่วงเวลาที่ วาล์วระบบต่างๆ.

ความเร็วเหล่านี้ได้รับการแก้ไขโดย ส่วนผสมของคาร์บูไรซ์และปริมาณก๊าซที่เผาไหม้, โดยทั่วไปต่ำมาก ซึ่งในวงจรทางทฤษฎีเป็นเพียงการพิจารณา «สถานการณ์ในอุดมคติ» (สิ่งที่คล้ายกับ ฟิสิกส์ ประถม)

แต่ความเร็วเหล่านี้คือ แปรผันตามความเร็วรอบ, สิ่งที่มีวิวัฒนาการของเทคโนโลยีและในการค้นหาความสำเร็จ มีอำนาจสูงสุด กลายเป็นสิ่งล้าสมัยอย่างสมบูรณ์

รายละเอียดอีกประการหนึ่งที่เราต้องคำนึงก็คือเมื่อก๊าซเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงจะมีปฏิกิริยากับต่างๆ ความต้านทานหรือแรงเสียดทาน ที่สร้างความช้าก่อนการเปลี่ยนแปลงของความเร็วทำให้เกิด a การสูญเสียความดัน และปรากฏการณ์อีกชุดหนึ่งในวัฏจักรทฤษฎี ไม่ได้คำนึงถึง.

ด้วยวิธีนี้และ ขึ้นอยู่กับปริมาณของส่วนผสมคาร์บูไรซ์คุณจะได้รับ กำลังเครื่องยนต์, สร้าง ก๊าซดูดจำนวนมากขึ้น, มวลปฏิกิริยามากขึ้น และ งานที่ใหญ่ที่สุด.


ติดตามเราบน Google News

ความคิดเห็นฝากของคุณ

แสดงความคิดเห็นของคุณ

อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมายด้วย *

*

*

  1. ผู้รับผิดชอบข้อมูล: Miguel ÁngelGatón
  2. วัตถุประสงค์ของข้อมูล: ควบคุมสแปมการจัดการความคิดเห็น
  3. ถูกต้องตามกฎหมาย: ความยินยอมของคุณ
  4. การสื่อสารข้อมูล: ข้อมูลจะไม่ถูกสื่อสารไปยังบุคคลที่สามยกเว้นตามข้อผูกพันทางกฎหมาย
  5. การจัดเก็บข้อมูล: ฐานข้อมูลที่โฮสต์โดย Occentus Networks (EU)
  6. สิทธิ์: คุณสามารถ จำกัด กู้คืนและลบข้อมูลของคุณได้ตลอดเวลา

  1.   เดวิด อาร์เรดอนโด dijo

    สวัสดี ชื่อของฉันคือ David Arredondo วาล์วจะเปิดล่วงหน้ากี่องศา?