4행정 엔진이 하사점에 도달하기 전에 배기 밸브가 열리는 이유는 무엇입니까?

엔진 설계의 기본 이론은 배기 밸브가 닫히기 전이 아닌, 배기 밸브가 닫힌 직후에 흡기 밸브가 열린다고 가정하는 것입니다. 보다 발전된 이론은 가스의 관성과 배기 밸브가 닫힐 때 흡기 밸브가 열리는 것을 설명합니다. 배기 포트는 이제 밸브와 밸브 시트 사이의 슬릿일 뿐이며, 밸브가 열리면 흡입 공기가 움직이기 시작해야 배기 포트에서 신선한 흡입 공기가 나올 확률이 0에 가까워집니다.

TDC(Top Dead Center)는 피스톤이 행정의 최고점에 도달하는 '중간점'으로, 피스톤이 배기가스를 제거하는 양압 펌프에서 흡입하는 음압 흡입 펌프로 바뀌는 지점입니다. 신선한 가스. 따라서 답변에 있는 사람이 지적했듯이 흡기 밸브는 TDC 전에 약간 열리고 배기 밸브는 약간 후에 닫힙니다. 피스톤이 시작된 후에도 관성으로 인해 사용된 가스가 배기 장치에서 계속 흘러나오기 때문입니다. 떨어지면 흡입 가스가 멈추고 밸브가 닫힌 후 움직이기 시작합니다. 이러한 "겹침" 각도는 20도에서 35도 사이로 설정됩니다.

지금까지는 너무 좋았습니다. 실제로 대부분의 최신 스파크 및 디젤 엔진 설계가 이 타이밍 레이아웃을 따르기 때문에 이러한 방식으로 설계된 엔진은 제대로 작동합니다.

그러나 1950년대에 허치슨이라는 이름의 영국 엔지니어는 다른 생각을 가지고 있었습니다. (참고: 이것이 올바른 이름인지 잘 모르겠습니다. 대학 시절을 회상하고 있습니다. Google에서 허치슨 효과를 검색하지 마십시오. 완전히 다르고 전혀 관련이 없는 것을 찾을 수 있습니다.)

번역: 움직이는 가스 기둥은 갑자기 멈추지 않고 반대 압력에 직면하더라도 같은 방향으로 계속 움직입니다. 이 사실은 이미 모두에게 알려져 있다. 이는 위 차트에서 볼 수 있듯이 BDC 이후 흡기 밸브 닫힘을 지연시키는 것을 정당화합니다. Hutchison Whampoa(또는 무엇이라고 부르든)는 배기 가스의 흐름을 사용하여 흡기 밸브에 "부압", 즉 흡입 효과를 생성할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 그래서 그는 더 큰 중첩 각도, 즉 두 밸브가 모두 열려 있는 상사점 주변의 각도를 테스트했습니다.

연소실의 압력이 낮은 수준으로 유지되는 한 흡기 밸브의 '슬릿'은 거의 열리지 않고 어느 정도 벤추리 역할을 한다는 사실을 발견했습니다. 흡입관이 밸브 립에 의해 막히는 곳에 저압 영역이 형성되고, 저압 영역은 흡입 공기의 고속에 해당합니다. 이는 엄지손가락으로 수도관을 부분적으로 막았을 때 운동에너지가 더 많기 때문에 물이 더 빨리 솟아오르기를 바라는 것과 비슷합니다.

따라서 피스톤이 상승하는 동안 흡입 밸브를 열면 흡입 파이프를 따라 흐르는 가스의 관성을 이용하여 압력을 속도로 변환함으로써 신선한 가솔린-공기 혼합물이 싹이 트게 됩니다. "를 실린더에 넣습니다. 이러한 신선한 가스는 연소실을 채우기 시작하고 폐가스를 배기 장치 밖으로 이동시키는 데 도움이 됩니다.

그러나 이를 위해서는 연소실의 압력이 낮아야 하는데, 이는 배기 밸브를 통한 소기가 완전히 완료되어야 함을 의미한다. 그것을 얻는 방법은 피스톤이 TDC를 통과한 후에도 오랫동안 배기 밸브를 열어두는 것(또는 더 나은 각도)을 유지하는 것입니다. 배기 밸브는 또한 밸브를 막고 가스가 배기 파이프로 "발아"하게 하는 "엄지손가락" 역할도 합니다. 여기서 배기관의 압력이 낮은 것이 중요하므로 조정된 배기가 필요합니다.

또한 밸브의 열림 각도를 증가시키면 밸브의 최대 리프트가 증가하여 실린더 안팎으로 가스가 들어갈 수 있는 영역이 늘어납니다. 실제로 밸브는 쾅 하는 소리와 함께 너무 갑자기 열릴 수 없습니다. 캠의 열림 램프는 특히 높은 rpm에서 너무 많은 열림 속도만 허용합니다. 경사가 너무 가파르면 밸브의 관성을 극복하는 데 필요한 힘이 움직이는 메커니즘에서 가장 약한 구성 요소의 기계적 저항보다 커져서 밸브 스템이 구부러지거나 캠이 파손되는 등 바람직하지 않은 일이 발생합니다.

캠과 밸브 사이에 충분한 오버랩이 있는 엔진은 오버랩이 적은 엔진보다 더 많은 전력을 생산할 수 있었습니다. 이러한 중첩 효과는 청소 및 충전 시간이 짧고 가스의 운동 에너지가 높은 높은 rpm에서 특히 두드러집니다.

온도와 압력의 차이로 인해 강물이 섞일 수 없는 것처럼 흡입 밸브에서 유입되는 신선가스와 배기구에서 흘러나오는 뜨거운 폐가스가 잘 섞이지 않습니다. 잘. .