הבנת תהליך ארבעת-הStroke ב-אוטו-מעגל עבור סטודנטים להנדסה

תהליך ארבעת השבץ במחזור אוטו הוא העיקרון התפעולי הבסיסי של רוב מנועי ההבעירה הפנימית המופעלים על ידי בנזין.סטודנטים להנדסה לומדים תרמודינמיקה, עיצוב מכני ומערכות כוח חייב לפתח הבנה יסודית, כמותית של כל שבץ ותפקידו להמיר אנרגיה כימית לתוך עבודה מכנית יעילה. מאמר זה מספק בדיקה מקיפה של תהליך ניהול הנדסי, מפורט של מחזור דיון אוטו - מהמודל התרמודינמיקה האידיאלי להתנהגות אמיתית בעולם - ומדגיש את המושגים העיקריים של יעילות מודרנית, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, אופטימיזציה של כוח, לאחר מכן, לאחר מכן, ניתוח אנרגיה מודרנית, ואפקטים של כוח, לאחר מכן, שבץ, לאחר מכן, שבץ, דחיסה, דחיסה של יעילות מודרנית, שבץ, דחיסה של כוח, שבץ, דחיסה של כוח, ולאחר מכן, בדיקה מפורטת כוח, לאחר מכן, בדיקה מפורטת כוח, דחיסה של מחזור הבקרה המודרנית, דחיסה של מערכת הבקרה המודרנית, דחיסה של מערכת בקרה לאחור, דחיסה של מערכת הבקרה המודרנית, דחיסה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה של מערכת הבקרה,

סקירה של Auto Cycle

מחזור אוטו הוא מחזור תרמודינמי אידיאלי שמקביל לפעילות של מנוע הבעירה פנימית ניצוץ-הבנה פנימי.זה תואר לראשונה על ידי המהנדס הגרמני ניקולאוס אוטו ב-1876 ונשאר עמוד השדרה המושגי של עיצוב מנוע בנזין.במנוע בפועל, המעגל מתרחש בתוך כל גלילה, כמו גם שיפורי המנוע הדחיסה המתמידית, המונעת על ידי התרחבות של גזי הבעירה האידיאלית של אוטו.

1.תפסו את סטרייק

השבץ מתחיל עם הפיסטון במרכז מת העליון (TDC) ואת מסתם הצריכה פתוח.כפי שהבסטון נע כלפי מטה לכיוון מרכז מת התחתון (BDC), הוא יוצר מערכת שונה לחץ שמושכת תערובת חדשה של אוויר ודלק לתוך לחץ חפיפות לחץ מסיבית (במצב סגור באופן טבעי כמו נשימה), המטען הנכנס הוא קרוב ללחץ אטמוספירי, אבל in מטושטש או מטען כבד, מנועים לחץ אווירי, לחץ אווירי, הוא עדיין לחץ נשימתי, לחץ אווירי, באופן טבעי, לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ דם איטי, לחץ על מנת להגדיל את רמת לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ אווירי, לחץ דם, לחץ על מנת להגביר את רמת לחץ דם גבוה, לחץ על מנת להגביר את רמת לחץ נשימה, לחץ דם גבוה, לחץ הדם.

פרדוקסים מרכזיים ב-Intake Stroke

  • יעילות:0 (Volumetric יעילות:FLT:103) היחס של מסה אווירית בפועל הנשלח לנפח העקירה התיאורטית בצפיפות מסובכות גבוהה משפר את תפוקת החשמל.
  • (ב) ⁇ :0) ,(=התח): ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) שבריר גז סובסידי: 1 עזיבת גזים מן המחזור הקודם מלוטש את המטען הטרי, המשפיע על יציבות ופליטת גזי החממה.

2.התמדה בשבץ

לאחר שסתום הצריכה נסגר, בדרך כלל זמן קצר לאחר BDC, הפיסטון הופך את הכיוון ומזיז את TDC. תערובת האוויר דחוסה לשבריר מהנפח הראשוני שלה, בדרך כלל על ידי יחס של 8:1-12:1 במנועי דלק מודרניים.compression מוגדרת גם כאפקטים דחיסה של חום (FLT:0VFLT 1BDCFLT2: VFreaure) גבוה יותר מאפקטים של חום (RVFent) אבל עלייה ישירה של לחץ דם גבוה יותר של לחץ דם גבוה יותר (אך)

הבנה של Compression Ratio ו- Efficiency

יעילות תרמית של מחזור אוטו אידיאלי ניתנת על ידי ⁇ = 1-(FLT:0rreaFLT 1 תזמון תזמון;2 ⁇ 1FLT 3: 1 − 1 − 1 / 1 / 1 /(FLT:5 הוא יחס דחיסה ו ⁇ הוא יחס החום הספציפי של נוזל העבודה.

כוח (Combustion) Stroke

ב -10-30 מעלות לפני TDC (בהתאם למהירות המנוע ועומס), הפרשות הזיעה, הזרקת הניצוץ של התערובת האווירית הדחוסה של דלק-אוויר (הדלבה של הלהבה מתפתחת ומפיצים על פני תא הבעירה במהירויות של 10-30/s.הלחץ המהיר יורד מתחת להפחתה מהירה של ה- Bbustion דוחף את הפיאטסטון, ומייצר את שבץ רק בטמפרטורה אידיאלית, בנוסף למחזור ה-CDC, הוא לעתים קרובות, לאחר שעדיין מתרחש לחץ קבוע.

קידוד Characteristics ו- Knock

שבץ הכוח הוא המקום שבו מחזור תרמודינמיקה אינטראקציה חזק ביותר עם קינטיקה כימית.הבה מהירות, עיכוב הזרה, ואת טורחות התא כל להשפיע על קצב שחרור החום.אם גז הקצה unburned מגיע טמפרטורה גבוהה מספיק ולחץ לפני שחזית הלהבה מגיעה, זה יכול אוטומטי, גורם לחץ פתאומי המכונה דפוק יכול להזיק, ראש וגז גזי גזים.

4. Exhaust Stroke

שבץ exhaust מתחיל כאשר שסתום הממצה נפתח (IN) במהלך החלק האחרון של שבץ הכוח.כפי שהפיסטון נע מעלה מ- BDC ל- TDC, הוא פולט את הגזים השרוף דרך הנמל הממצה.השסתום הממצה נשאר פתוח לתקופה לאחר TDC, חופף עם פתח צריכת צריכת הדלק הקבועה, כדי להקל על ייצור - הסרת שאריות של פסולת מחוץ לטווח קצר לאחר פליטה, אך לא יכול גם למנוע פליטה חלקית כדי למנועי דלק חדשים כדי למנוע פליטה מהירה יותר כדי למנוע פליטה לחץ דם גבוה יותר כדי למנוע פליטה.

ניתוח התרמודינמיקה של אוטו מחזור

ניתוח תרמודינמי עמוק חיוני לתלמידים הנדסיים לכמת ביצועי מנוע ולהשוות חלופות עיצוב.מחזור אוטו האידיאלי ניתן לנתח על דיאגרמת לחץ-כול (P-V), שבו האזור הסגור על ידי ארבעת התהליכים מייצג את תפוקת העבודה הנקיה לכל מחזור.

  • (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד:2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"ד): "וַיְהַּדָּבְהִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִי" (ב"ד) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד): "ויאמר ה': "וְאֶבְהִיתִיא הוּא עַל עַל הָאָרֶץ" (ב' י"ד:5 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עבור יחסי דחיסה אופייניים, יעילות אידיאלית עולה עם r, אבל החזרים מופחתים.מנועי מעשי לפעול יחסי דחיסה יעילים נמוך יותר כאשר שוקל תזמון והפסדים מתפוגגת.בנוסף, נוזל העבודה במנוע אמיתי הוא תערובת של אוויר, דלק vapor, ומוצרים של הדבקה עם חום מסוים, עוד צמצום היעילות מתחת לאידיאל הנדסה צריך גם לבחון את הלחץ היעיל (MEP), כפי שסביר לחץ יעיל עבור זהה יעילה עבור הטמפרטורות יעילות של פעילות גופנית זהה.

שם הסרטון: Nicholasus Auto and the Four-Stroke Engine

מחזור אוטו נקרא על שמו של ניקולאוס אוגוסט אוטו, אשר בנה את המנוע המעשי הראשון ארבעה סטרוק בשנת 1876. המנוע של אוטו השתפר על מנועים אטמוספריים קודמים באמצעות שבץ נפרד, הגדלת יעילות תרמית דרמטית.העיצוב שלו שילב שרוול מזחלת וקטור עבור מנועי חשמל, העיקרון המהנדסים המתקדמים של המכונית המודרנית, הוא למעשה פטנט על ידי Alphonse Beau de Rochas בשנת 1862, אבל ההצלחה המסחרית של אוטו, לאחר מכן, לאחר מכן, אשר הפך את השם הנקה, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, עם מנועים המכונית המודרנית, אשר הפך את העיצוב של המכונית המודרנית, לאחר מכן, אשר תוכנן מחדש של מנועים של המכונית המודרנית, לאחר מכן, לאחר מכן, הוא המציאה, אשר הפך את העיצוב של ציוד הנקה, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, הוא מסוגל, לאחר מכן, עם מנועים של ציוד הנקה, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, הוא מסוגל, הוא ממנועי הנדסה מודולרי הנדסה מודולרי, לאחר מכן, הוא הפך את הנקה, לאחר מכן, הוא עובד עם מנועים של המכונית המודרנית של ציוד הנדסה מוטורי, הוא, לאחר מכן, הוא היה למעשה, לאחר מכן, הוא היה למעשה, לאחר מכן, הוא הפך את הטכניקות הנדסה

שינויים מודרניים ושיפורים

מנועי הניצוץ העכשוויים התפתחו הרבה מעבר למחזור אוטו פרימיטיבי, אך הארכיטקטורה הבסיסית שנותרה ארבע שכבות.מהנדסים הציגו מגוון של שיפורים לשיפור היעילות, צפיפות החשמל והפליטה:

Valve Timing (VT) ו- Lift

מערכות כגון VTEC של הונדה, VVT-i של טויוטה, ו-VVVT-i של BMW, ו-Valvetronic משתנות את התזמון ו/או המעלית של צריכת וסתמי ממצה כדי לייעל נשימה בטווח התפעולי.במהירויות נמוכות, שסתום הצריכה המוקדמת מוריד הפסדים של משאבה; במהירויות גבוהות, לאחר מכן סגירת הפחתת יעילות נפחית.

הזריקה ישירה (GDI)

הזרקת הזרקת ישירה של Gasoline מזרקת דלק ישירות לתוך תא הבעירה ולא לתוך נמל הצריכה.זה מאפשר שליטה מדויקת של היווצרות תערובת אוויר דלק, המאפשר לשרוף רזה ולהפחית דפוק GDI גם תומך במבצע המטען מגובש, שבו תערובת עשירה ליד הניצוץ מוקף באזורים רזים, שיפור כלכלת דלק בעומסים קלים.

עקבו אחרי

הובלת אוויר נוסף לתוך הגליל באמצעות מכובש או סופר לטעון מאפשר מנוע עקירה קטן יותר לייצר את אותו כוח כמו גדול יותר, צמצום החיכוך והמשקל. Downsizing בשילוב עם זעזוע הוא אסטרטגיה נפוצה עבור עמידה בצפיפות COreaFLT:02FLT:1 מטרות.

Atkinson Cycle ו-Merner Cycle

משתנים של מחזור אוטו המשתרעים על פני שבץ ההתרחבות יחסית לשבץ (על ידי עיכוב סגירת מסתם צריכת) לשפר את היעילות התרמית על חשבון צפיפות החשמל. מחזור אטקינסון, המשמש לעתים קרובות בכלי רכב היברידיים, משיג יחס התרחבות גבוה יותר, תמצית יותר עבודה מגזי ההבעירה.המחזור משתמש מוקדם או מאוחר להפחתה של יחס יעיל תוך שמירה על יחס התרחבות גבוה יותר, ביעילות מופחתת את היעילות של התלמידים האלה כדי להבין את היעילות של כוח לפני האימון.

שיקולים מעשיים לסטודנטים להנדסה

מעבר לזיכרון ארבעת השבץ, התלמידים צריכים לפתח את היכולת לנתח נתונים של מנוע אמיתי וליישם עקרונות תרמודינמיקה לבעיות עיצוב.

  • (FLT:0) לקרוא דיאגרמות P-V: FIRLT:1 , זיהוי הצריכה, הדחיסה, הבעירה, ההתרחבות והתהליכים הממצה; חישובים מעידים על לחץ יעיל (IMEP) והשוואה אותו ללחמים פירושו לחץ יעיל (BMEP) להעריך הפסדים מכניים.
  • (FLT:0) התעלמות ודה-טוןציה: ראטפל 1: 1) , Relating דופק על תחילת הטמפרטורה של גזי הקצה, לחץ וכימיה דלק; הערכת דרישות octane המבוססות על יחס דחיסה וגיאומטריה קאמרית.
  • (ב) [17] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) העברת הית' והקירור: 1FLT:1hil בערך שליש מהאנרגיה של הדלק נדחית למהנדסים הקריר והממצה. מהנדסים חייבים לנהל עומסים תרמיים כדי למנוע התחממות יתר תוך שמירה על טמפרטורות קיר גליל גבוה כדי למזער שכבות קונצ'נט המייצרות פליטות HC.
  • (FLT:0Engineמיפוי ו calibration:ראה תזמון 1: Spark, כמות הזרקת דלק, וקצב EGR חייב להיות דחוס על פני מגוון של מהירויות ועומסים. התלמידים צריכים להבין כי הנקודה האופטימלית ליעילות או כוח לעתים קרובות שונה, ואת הניקוד של עסקאות לנהוג החלטות קלורציה.

מסקנה

תהליך ארבעת השבץ במחזור אוטו נשאר האדריכלות הדומיננטית של מנועי הניצוץ-ההה לאחר יותר ממאה שנים של התפתחות.עבור סטודנטים להנדסה, תפיסה חזקה של שבץ בודדים, התרמודינמיות הבסיסית, והמגבלות המעשיות הן הכרחיות לתכנון, ניתוח ושיפור של מנועי הבעירה הפנימית. כמו תעשיית הרכב לקראת שימת האלקטרוניקה, מחזור אוטו ממשיך להתפתח - באמצעות פיתוח, שילוב מתקדם, וחילופים של עשרות שנים של מנועי דלק מתקדמים, יישארו רלוונטיים, ותחליפים של שיטות דלקים.

(ב) עיין בספרי לימוד קלאסיים כגון:0 מדרשים (ב) ויקרא ויקרא יט' (ב' י') ב' הייווד או FLT:2Engineering ThermodynamicsFLT 3, על ידי P. K. Nagbox משאבים מקוונים מן FLT:4SAE InternationalFLT:5 ו-LTFal 7.