4T的实践周期和理论周期之间的差异

四冲程发动机的实际循环

当涉及到一个操作 四冲程发动机, 如果你描述你的 理论周期或其实践周期. 必须考虑的差异,因为虽然理论上的差异是解释其操作的简化,但实际的差异增加了现实中发生的更多物理因素。

如果我们设置 发动机分布 在理论上的循环中,它很可能无法工作。 在这样做的情况下,除了启动困难之外,它的性能会很差,行为也很不稳定。

四冲程发动机的实用循环

这就是为什么 实践周期 考虑到几个因素和 修改引擎组件动作的时刻. 这些区别于它的因素 理论周期 它们可以概括为以下几点:

在实际循环中,几个组件的动作被推进

  • 阀门不会立即完全打开和关闭但他们需要一定的时间
  • 混合物的燃烧也不是立即的,但电机运行需要几毫秒的时间
  • 气体有惯性,因此它们需要时间开始移动并在对它们起作用后继续移动一段时间

由于这个原因,阀门打开和关闭的时刻或燃烧的时刻不是理论循环所指示的时刻。 走着瞧 四冲程发动机不同阶段的实际情况:

实践中的录取阶段

与理论循环相反, 阀门 当活塞位于上止点 (TDC) 时,进气门不会打开。 正如我们之前所说,阀门需要时间才能打开,所以为了在活塞开始下降时它们完全打开, 当活塞仍在上升时,它们开始打开. 如果不这样做,则并非所有可能的空气都会进入进气阶段,并且发动机将失去容量。

在此之后, 活塞向下移动到下死点 (PMI),此时理论循环表明进气门已关闭,但在实践中并非如此。 它们还没有关闭,因为空气带有惯性 即使活塞开始上升,也会继续进入。

此外,当发动机以高转速旋转时,空气的速度如此之快,以至于活塞已经上升时进入的空气量比活塞下降时吸入的量要多。

在进气阶段,当活塞仍在上升时阀门打开。

实践中的压缩阶段

进气阀在最佳时间关闭 不再有空气进入其中(在活塞上升的某个点)。 从那里开始,适当的压缩阶段开始,并且 活塞不断上升 压缩空气。

这是当 发挥作用 注射 在直喷发动机中。 他们将燃料喷入气缸,使其与空气混合。 这就是为什么, 从这里我们不再说空气,如果不是混合,它继续被活塞压缩。

在间接喷射发动机中,通过进气口进入的空气已经携带了燃料,该燃料之前已经喷射到 进气歧管.

直喷
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在压缩阶段,当活塞仍在上升时,阀门保持打开状态

实际燃烧阶段

燃烧 混合物产生 当活塞仍在上升时. 也就是说,在它上升到上止点 (TDC) 之前。 原来如此, 因为混合物需要时间来燃烧 因此需要时间来产生完全可利用的爆炸。 如果混合物在 TDC 被点燃,当气体膨胀时活塞已经下降。 因此,它们不能很好地用于向下推动活塞。

这就是所谓的 点火提前 y, 发动机转得越快,你就越需要预测燃烧 混合。 否则,爆炸会迟到将活塞向下推,这将导致巨大的效率损失。 这是由 电子喷射系统 目前的汽车。 旧的有机械点火提前系统,通过真空和离心力工作。

在四冲程发动机的实际循环中存在点火提前

实践中的逃生阶段

当活塞仍在下降时排气门打开. 特别是当爆炸已经被正确使用并且动能不再通过打开阀门而损失时。 因此, 当活塞通过 BDC 并开始上升时,阀门完全打开 让废气排出。

活塞继续上升到上止点 将气体推出,但再次考虑气体的惯性。 这就是为什么, 排气阀 那个时候没有关门,但是 他们保持开放的时间更长 当活塞下降时。

这里有一个需要注意的重要细节:此时 排气阶段和进气阶段并存. 如果您查看第一阶段(实践中的进气阶段),当活塞仍在上升时(实践中的排气阶段),预计进气门会打开。 所以有一个进气门和排气门同时打开的时刻,这个时刻叫做 阀门穿越.

在实际循环的排气阶段,即使活塞已经下降,排气门仍保持打开状态

如果废气没有通过进气门排出,那是因为它们带有惯性通过排气门排出。 此外,进入的空气或混合物有助于燃烧烟雾逸出,占据它们的空间。

实用周期的推进程度

如您所见,实际循环在阀门打开或点火方面充满了进步。 它甚至会延迟关闭以利用具有惯性的气体脉络,以便它们继续进入(或离开)。

所有 这些进步是衡量和调节的旋转度数 曲轴. 这完全取决于发动机,但每个发动机组件都有一个共同的等级范围。 这些是:

  • El 入学开放提前 (AAA):进气门的开启通常在 PMS 之前 10º 到 25º 之间完成。
  • El 录取关闭延迟 (RCA):它们在 PMI 后 20º 到 45º 之间关闭,以让所有可能继续通过惯性的空气进入。
  • El 排气孔提前 (AAE):更夸张的是在 PMI 之前打开 30º 到 60º 之间的排气门的开启提前。
  • El 排气关闭延迟 (RCE):它们在 PMS 之后 10º 到 20º 之间关闭,以利用其输出惯性并完成推动空气或进气混合物。
  • La 燃油喷射 它在 TDC 之前的 7º 到 26º 之间完成(在直喷发动机中)。 这本身不是提前,但我们提到它是因为它是根据点火提前进行校准的。
  • El 点火提前 (AE):从逻辑上讲,点火提前是在燃油喷射之后发生的。 在汽油中,它是关于推进火花的 火花塞. 在柴油发动机中实现类似效果的一种方法是增加压缩比。 当柴油燃料被燃烧室的压力和热量点燃时,增加压缩会促进混合物的点燃。

取决于发动机转速,阀门迟早会打开和关闭

可变进气发动机的实际循环

可变气门正时发动机是 能够广泛地改变阀门的打开和关闭的时刻. 通过这种方式,它们可以更好地适应发动机转速和大气条件的需求。

当发动机以 1.000 rpm 旋转时,它不需要与 6.000 rpm 相同的进气门开度。 这就是为什么, 当革命兴起时 可以修改发动机的正时,以便 保持开放时间更长.

你会看到很多地方解释说它“让阀门打开的时间更长”,但很容易误解这一点。 发动机以更高的速度旋转,因此即使改变正时,气门打开的时间也可能更短。 其实更准确的表达方式是 阀门保持打开更多曲轴旋转度数. 这与保持营业时间更长不同。

如果您想了解更多关于这种类型的电机,我们推荐这篇文章 变量分布:它是什么以及它的功能是什么.

四冲程发动机的理论循环

在理论循环中,不考虑阀门和点火的提前或延迟

让我们简单回顾一下这些引擎的理论循环是什么样的, 这样与实际周期的区别就很明显了. 让我们记住,这是一个试图解释引擎操作的理论简化。 所以它通常只用于打下基础的教学目的,以便以后更好地理解实际循环。 总结的理论周期的阶段是:

  • 入场:活塞在上止点,阀门打开,活塞向下移动到下止点
  • 压缩:进气阀关闭,活塞从 BDC 上升到 TDC 以压缩空气,在此过程中喷射燃料。
  • 扩张:当活塞处于 PMS 时,混合物被火花塞引爆,爆炸将活塞推回 PMI
  • 逃生:排气阀打开,活塞从 PMI 上升到 PMS,通过它们排出废气。 当它到达顶部时,阀门关闭。

如您所见,阀门和点火的所有提前和延迟都被忽略了,因此它与发动机在实践中需要工作无关。

实际循环是电机的实际运行

在我们确实注意到差异的情况下,正是在那个时代 不同的系统阀门.

这些速度由 渗碳混合物和燃烧的气体量, 通常非常低,这在理论周期中仅被考虑 «理想情况»(与 物理 初级)

相反,这些速度是 与旋转速度成正比, 随着技术的发展和寻求实现的东西 尽可能高的权力 已经完全过时了。

我们必须考虑的另一个细节是,当气体高速运动时,它会与各种 阻力或摩擦力 在速度变化之前产生缓慢,产生 压力损失 以及理论循环中的另一系列现象 不考虑.

这样,和 取决于渗碳混合物的量, 你得到 发动机功率,生成一个 吸入的气体量更大,更多的反动群众和 最大的工作.


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  1.   大卫·阿雷东多

    你好,我的名字是大卫·阿雷东多,阀门提前多少度会打开?