¿En qué punto de rotación ocurre la ignición en un motor de cuatro tiempos?

Answer 1

Por lo general, mide el ángulo del cigüeñal en relación con BDC (“punto muerto inferior”) o TDC (“punto muerto superior”). Puede adivinar fácilmente lo que significan estas siglas: BDC es cuando el pistón está en la parte inferior de su recorrido, TDC es cuando el pistón está en la parte superior de su recorrido.

La ignición ocurre típicamente entre unos pocos grados antes del TDC y hasta 40 grados antes del TDC (aunque esto es poco común) en un motor de encendido por chispa. En un diésel (encendido por compresión), el combustible generalmente se inyecta después de TDC, aunque también puede comenzar a inyectarse antes de TDC.

Es un equilibrio entre no desperdiciar la carrera de compresión (si la enciende demasiado pronto, entonces el pistón tiene que presionar contra la presión adicional en la carrera de compresión, efectivamente pierde la relación de compresión y obtiene un gran aumento de fricción), y tener la temperatura máxima posible y presión para cuando el pistón esté bajando para que pueda extraer más trabajo.

A cargas más bajas (menor densidad de mezcla de combustible / aire) el encendido es más temprano, y a alta velocidad del motor es más temprano. En el primer caso, la densidad más baja significa que la velocidad de propagación de la llama es más baja, por lo que necesita más tiempo para quemar el combustible por completo. A alta velocidad del motor, la mezcla se quema a la misma velocidad pero la manivela y el pistón se mueven mucho más rápido, por lo tanto, debe encender la mezcla antes para extraer la mayor cantidad de energía posible.

La excepción es el arranque, cuando el motor está frío. En este caso, la ignición puede ocurrir bien * después de * TDC, es decir, cuando el pistón ya está bajando. Lo que esto hace es reducir la presión máxima en el cilindro por mucho, y también reduce la potencia que produce el motor en gran medida, pero tiene el efecto de descargar una gran cantidad de calor por el escape (si el motor no extraer el trabajo, se descarga por el escape y en el refrigerante) y calienta los convertidores catalíticos rápidamente.

Además, cuando un motor está golpeando (autoencendido, algunas bolsas de aire comienzan a quemar antes de que el frente de la llama principal los haya alcanzado), la presión máxima y las ondas de choque pueden dañar el motor, por lo que el motor “tira del tiempo” (enciende el combustible más tarde) para disminuir La presión en el cilindro, a expensas de la potencia y, a menudo, de la eficiencia.

Answer 2

La respuesta de Andrew Qian es excelente. Lea el primero, solo tengo un par de cosas que agregar.

Como señaló, el tiempo de encendido varía. En términos generales, el tiempo de encendido se elige de modo que la combustión produzca el par máximo posible para la “carga” dada de aire y combustible. El ángulo ideal varía con la cantidad de aire, la relación aire: combustible y la velocidad del motor, por lo que los automóviles modernos controlan el tiempo de encendido con una computadora.

Si está interesado en detalles, aquí están las tablas de tiempos de encendido de mi Subaru:

El eje vertical de estas tablas es RPM. El eje horizontal es la masa de carga, en gramos por revolución del cigüeñal. El tiempo de encendido, en grados antes del punto muerto superior, es la suma de los números en cada tabla.

¿Recuerdas cómo Andrew dijo que el motor puede detener el tiempo en respuesta a la detonación? La tabla inferior muestra la cantidad de tiempo que la unidad de control del motor (ECU) puede tirar para evitar la detonación. (Estoy simplificando demasiado … La ECU también puede extraer más tiempo del que se muestra en la segunda tabla. El control de detonación es bastante complejo, y esa tabla es solo parte del sistema).

Presumiblemente, la tabla superior requiere un tiempo de ignición que nunca detonará, incluso cuando se usa combustible con un índice de octanaje bajo, y la tabla inferior indica cuánto tiempo adicional se puede usar cuando el combustible tiene un índice de octanaje alto. (Hablando estrictamente, la “clasificación de octano” en realidad no mide el contenido de octano. Simplemente lo llamamos así por razones históricas. El octano es un químico que ayuda a la gasolina a resistir la detonación. Sin embargo, otros químicos pueden hacer lo mismo, por lo que ” clasificación de octano ” indica qué tan resistente es un combustible a la detonación).

Answer 3

No estoy seguro de qué tan avanzada sea la respuesta que desea, pero en Internet me encantan los motores de cuatro tiempos, también tiene mucha información sobre su pregunta. ¡Espero eso ayude!
Motores de ciclo de cuatro tiempos