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Diagrama de pressão para um motor a 4 tempos

Diagrama de pressão para um motor a 4 tempos

A seguir, analisamos o diagrama das pressões de um ciclo real em função do deslocamento angular do eixo de um motor a 4 tempos.

Conhecendo o ciclo indicado, o imediato é desenhar o diagrama das pressões no cilindro do motor térmico em função do deslocamento angular da manivela, em vez de fazê-lo em função dos volumes ou dos movimentos alternativos do pistão. Ao fazer isso, levamos em conta a relação cinemática que liga a última à rotação do eixo.

No ciclo real, as transformações não são verificadas entre os limites representados pelos pontos mortos. Portanto, as fases do ciclo são diferentes entre si e diferem, ao mesmo tempo, daquelas correspondentes ao curso do pistão

Vamos examinar como os valores da pressão variam durante o desenvolvimento do ciclo de motor alternativo a 4 tempos e as reações termodinâmicas produzidas.

A pressão no primeiro semestre: admissão

Diagrama de pressão de um motor a 4 tempos

No início do curso de sucção 1,2, o interior do cilindro alternativo do motor está a uma pressão ligeiramente superior à atmosférica, porque a fase de escape ainda não terminou.

Quando o pistão está no ponto 2, a caminho do PMI, aspira uma certa quantidade de ar ou uma mistura gasosa de ar e gasolina ou óleo diesel pela válvula de sucção, aberta oportunamente.

Durante quase toda essa fase, há uma pressão menor que a externa, devido à resistência que o gás encontra nos tubos. Isso causa a chamada depressão por aspiração.

Essa depressão se torna mais intensa quanto maior a velocidade do gás, devido à maior resistência que esse fluido precisa superar à medida que passa pelos dutos. Como é evidente, essa fase representa um trabalho passivo.

Quando no ponto 3 o pistão inicia o curso de retorno, o ambiente no cilindro do motor endotérmico ainda está em depressão; Por esse motivo, e apesar do movimento contrário do pistão, a introdução do fluido continua até 4.

No ponto 4, a pressão interna e a pressão atmosférica são equalizadas. Neste ponto, a válvula de sucção deve estar fechada. Se o duto de entrada for longo, o efeito da inércia da coluna de gás pode ser usado para continuar a entrada após o ponto 4, atrasando o fechamento da válvula.

No ponto 4, então, a compactação verdadeira começa.

Segunda vez: compressão

A compressão da carga ocorre como consequência do movimento do pistão na fase 4-6. Considerando que a combustão requer um certo tempo para ser realizada, a fim de alcançar o melhor desenvolvimento da fase útil (combustão e expansão), a ignição é realizada antes que o PMS Point 6 'nos forneça o valor máximo da pressão sem inflamado.

Terceira vez: combustão e expansão

Com a ignição no ponto 5, pouco antes do final da fase de compressão, começa a combustão, que causa um aumento repentino de temperatura e pressão que atinge seu valor máximo no ponto 7.

A combustão termina quando o pistão já cobre parte do curso. Vamos agora examinar com mais detalhes o desenvolvimento da combustão nos dois casos diferentes de ignição comandada e ignição por compressão,

Terminada a combustão, ocorre a expansão. O volume aumenta e a pressão experimenta uma rápida diminuição ou diminuição, também causada, em parte, pela transmissão de calor às paredes do cilindro.

A expansão deve ser estendida sempre que possível para aproveitar ao máximo a fase útil, ou seja, até a proximidade do PMI, mas, na prática, para facilitar a expulsão de gases, ela é interrompida com a abertura prevista em relação ao ponto morto inferior. - da válvula de escape no ponto 8.

Quarta vez: fuga

Os gases, que no momento da abertura da válvula de escape estão a uma pressão superior à atmosférica, são descarregados violentamente para o exterior. Neste primeiro período da fase, que ocorre quase a um volume constante (escape espontâneo), a pressão cai rapidamente e, no ponto 9, quando o curso de exaustão começa, é um pouco mais alto que o atmosférico, com tendência a cair ainda mais durante a primeira parte desta corrida.

Pode acontecer, se os dutos de exaustão forem longos, que, devido à inércia da coluna de gás, ocorra uma depressão intensa. Às 11, começa o segundo período da fase: o pistão expele os gases que ainda ocupam o cilindro.

Este período decorre com uma pressão ligeiramente superior à pressão atmosférica (sobrepressão no escapamento) devido à resistência que os gases precisam superar ao passar pela válvula e pelos dutos de exaustão e, portanto, representam um trabalho positivo. O pistão alternativo do motor não pode, no entanto, expulsar todos os gases, porque uma parte deles ocupa a câmara de combustão.

Em 1, no final do curso de exaustão, a pressão ainda é um pouco maior que a atmosférica; por este motivo, a fase é prolongada para o ponto 2.

Enquanto isso, a abertura em 12 da válvula de admissão foi iniciada, de modo que em 2 ela já está totalmente aberta e, nesse ponto, oferece a seção de passagem máxima para a nova fase de sucção. Assim começa um novo ciclo, que será repetido regularmente.

Autor:

Data de publicação: 7 de maio de 2010
Última revisão: 20 de março de 2020