Motor a quatro tempos

Potência de saída limitationsEdit

A máxima quantidade de energia gerada por um motor é determinado pela quantidade máxima de ar ingerido., A quantidade de energia gerada por um motor de pistão, está relacionado com o seu tamanho (volume do cilindro), se é um motor de dois tempos ou de quatro tempos, design, eficiência volumétrica, perdas, ar-combustível proporção, o poder calorífico do combustível, o conteúdo de oxigênio do ar e a velocidade (RPM). A velocidade é, em última análise, limitada pela força do material e lubrificação. Válvulas, pistões e varetas de ligação sofrem fortes forças de aceleração. A alta velocidade do motor, ruptura física e pistão anel flutter pode ocorrer, resultando em perda de potência ou até mesmo destruição do motor., A oscilação do anel de pistão ocorre quando os anéis oscilam verticalmente dentro das ranhuras de pistão em que residem. A oscilação do anel compromete o selo entre o anel e a parede do cilindro, o que provoca uma perda de pressão e potência do cilindro. Se um motor gira muito rapidamente, molas de válvulas não podem agir rapidamente o suficiente para fechar as válvulas. Isto é comumente referido como “Valve float”, e pode resultar em pistão para contato com válvula, danificando severamente o motor. Em altas velocidades, a lubrificação da interface de parede de cilindro de pistão tende a se quebrar., Isto limita a velocidade de pistão para motores industriais a cerca de 10 m / s.

caudal de entrada/saída de escape

a potência de saída de um motor é dependente da capacidade de admissão (mistura ar–combustível) e matéria de escape para mover-se rapidamente através de portas de válvula, tipicamente localizado na cabeça do cilindro. Para aumentar a potência de saída de um motor, irregularidades nas vias de admissão e escape, tais como falhas de vazamento, pode ser removido, e, com a ajuda de um banco de fluxo de ar, os raios de curvas porta de válvula e configuração do banco de válvula podem ser modificados para reduzir a resistência., Este processo é chamado de porting, e pode ser feito à mão ou com uma máquina CNC.um motor de combustão interna é, em média, capaz de converter apenas 40-45% da energia fornecida em trabalho mecânico. Uma grande parte da energia residual é na forma de calor que é liberado para o meio ambiente através de refrigerante, barbatanas, etc. Se conseguirmos recuperar o calor residual, podemos melhorar o desempenho do motor. Verificou-se que mesmo que 6% do calor totalmente desperdiçado é recuperado pode aumentar a eficiência do motor muito.,muitos métodos foram concebidos para extrair calor residual de um escape do motor e usá-lo ainda mais para extrair algum trabalho útil, diminuindo os poluentes de escape ao mesmo tempo. O uso do ciclo Rankine, turbocompressão e geração termoelétrica pode ser muito útil como um sistema de recuperação de calor residual.

SuperchargingEdit

uma maneira de aumentar a potência do motor é forçar mais Ar para dentro do cilindro de modo que mais potência pode ser produzida a partir de cada curso de potência., Isto pode ser feito usando algum tipo de dispositivo de Compressão De Ar conhecido como um supercharger, que pode ser alimentado pelo motor virabrequim.a sobrealimentação aumenta os limites de potência de um motor de combustão interna em relação ao seu deslocamento. Mais comumente, o supercharger está sempre em execução, mas houve projetos que permitem que ele seja cortado ou executado em velocidades variáveis (em relação à velocidade do motor)., Supercharging movido mecanicamente tem a desvantagem de que parte da potência de saída é usada para conduzir o supercharger, enquanto a potência é desperdiçada no Escape de alta pressão, como o ar foi comprimido duas vezes e, em seguida, ganha mais volume potencial na combustão, mas é apenas expandido em um estágio.

turbocompressor Edit

um turbocompressor é um supercompressor que é conduzido pelos gases de escape do motor, por meio de uma turbina. Um turbocompressor é incorporado no sistema de escape de um veículo para fazer uso do escape expelido., É constituído por um conjunto de turbinas de alta velocidade de duas peças, com um lado que comprime o ar de admissão, e o outro lado que é alimentado pelo fluxo de gases de escape.

Quando EM marcha lenta SEM carga, e a velocidades baixas a moderadas, a turbina produz pouca potência a partir do pequeno volume de escape, o turbocompressor tem pouco efeito e o motor funciona quase de uma forma naturalmente aspirada., Quando é necessária uma potência muito maior, a velocidade do motor e a abertura do acelerador são aumentadas até que os gases de escape sejam suficientes para “enrolar” a turbina do turbocompressor para começar a comprimir muito mais Ar do que o normal no colector de admissão. Assim, a potência adicional (e velocidade) é expelida através da função desta turbina.

turbocompressor permite um funcionamento mais eficiente do motor porque ele é impulsionado pela pressão de escape que de outra forma seria (principalmente) desperdiçado, mas há uma limitação de projeto conhecido como turbo lag., O aumento da potência do motor não está imediatamente disponível devido à necessidade de aumentar drasticamente RPM do motor, para aumentar a pressão e rodar o turbo, antes que o turbo começa a fazer qualquer compressão de ar útil. O aumento do volume de entrada causa aumento do escape e gira o turbo mais rápido, e assim por diante até que a operação de alta potência estável é alcançada. Outra dificuldade é que a maior pressão de escape faz com que os gases de escape para transferir mais de seu calor para as partes mecânicas do motor.,

Rod and pistão-to-stroke ratioEdit

a razão rod-to-stroke é a razão entre o comprimento da haste de ligação e o comprimento da haste de pistão. Uma haste mais longa reduz a pressão do pistão na parede do cilindro e as forças de estresse, aumentando a vida do motor. Também aumenta o custo e a altura do motor e o peso.

um “motor quadrado” é um motor com um diâmetro de diâmetro igual ao seu comprimento de traço., Um motor onde o diâmetro do furo é maior do que o seu comprimento de curso é um motor oversquare, inversamente, um motor com um diâmetro de furo que é menor do que o seu comprimento de curso é um motor undersquare.

Valve trainEdit

As válvulas são tipicamente operadas por uma cambota girando a metade da velocidade da cambota. Possui uma série de cames ao longo de seu comprimento, cada um projetado para abrir uma válvula durante a parte apropriada de um curso de admissão ou escape. Um tappet entre válvula e cam é uma superfície de contato na qual a câmara desliza para abrir a válvula., Muitos motores usam um ou mais camafeus “acima” de uma linha (ou cada linha) de cilindros, como na ilustração, na qual cada cam atua diretamente uma válvula através de um tappet plano. Em outros projetos do motor a cambota está no cárter, caso em que cada came geralmente contacta uma barra de empurrão, que contacta um braço de roqueiro que abre uma válvula, ou no caso de um motor de cabeça flatada uma barra de empurrão não é necessário. O projeto de came superior normalmente permite velocidades mais altas do motor, porque ele fornece o caminho mais direto entre cam e válvula.,

a clearance da válvula é a pequena distância entre um dispositivo de salvação da válvula e uma haste da válvula que garante que a válvula se fecha completamente. Nos motores com regulação mecânica das válvulas, a folga excessiva causa ruído do trem de válvulas. Uma liberação de válvula muito pequena pode resultar em que as válvulas não fechar corretamente. Isto resulta em uma perda de desempenho e possivelmente sobreaquecimento de válvulas de escape. Tipicamente,a distância deve ser reajustada a cada 32.000 km com um indicador de sensibilidade.,os motores de produção mais modernos usam salva-vidas hidráulicas para compensar automaticamente o desgaste DOS Componentes da válvula. Óleo sujo do motor pode causar falha do lifter.

Energia balanceEdit

Otto motores são cerca de 30% de eficiência; em outras palavras, 30% da energia gerada pela combustão, é convertida em energia rotacional no eixo de saída do motor, enquanto o restante sendo as perdas devido ao calor, a fricção e acessórios do motor. Há uma série de maneiras de recuperar parte da energia perdida para o calor residual., O uso de um turbocompressor em motores diesel é muito eficaz, aumentando a pressão do ar de entrada e, com efeito, proporciona o mesmo aumento de desempenho que ter mais deslocamento. A Mack Truck company, décadas atrás, desenvolveu um sistema de turbina que converteu o calor residual em energia cinética que ele alimentou de volta para a transmissão do motor. Em 2005, a BMW anunciou o desenvolvimento do turbosteamer, um sistema de recuperação de calor de dois estágios semelhante ao sistema Mack que recupera 80% da energia nos gases de escape e aumenta a eficiência de um motor Otto em 15%., Em contraste, um motor de seis tempos pode reduzir o consumo de combustível em até 40%.

motores modernos são muitas vezes intencionalmente construídos para ser um pouco menos eficiente do que eles poderiam ser de outra forma. Tal é necessário para os controlos das emissões, como a recirculação dos gases de escape e os catalisadores que reduzem o smog e outros poluentes atmosféricos. As reduções de eficiência podem ser contrabalançadas com uma unidade de controlo do motor utilizando técnicas de combustão magra.nos Estados Unidos, a economia média corporativa de combustível determina que os veículos devem atingir uma média de 34,9 mpg-EUA (6,7 L/100 km; 41.,9 mpg-imp) em comparação com o padrão atual de 25 mpg-US (9,4 L/100 km; 30,0 mpg‑imp). Como as montadoras procuram cumprir estes padrões até 2016, novas formas de engenharia do motor de combustão interna tradicional (ICE) têm de ser consideradas. Algumas soluções potenciais para aumentar a eficiência de combustível para cumprir novos mandatos incluem o disparo após o pistão é mais longe do virabrequim, conhecido como top dead centre, e a aplicação do ciclo Miller. Em conjunto, esta reformulação poderia reduzir significativamente o consumo de combustível e as emissões de no
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