Alteração da ordem de queima em um carro de 4 cilindros

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História de fundo

No motociclismo, você pode obter cames que alteram a ordem e o tempo de disparo de um 1,3,4,2 tradicional. Era muito comum nas corridas de estrada americanas nos anos 90 ouvir quatro motores de cilindro que pareciam dois gêmeos V-cilindro.

A maneira como esses caras fizeram isso e, por fim, popularizaram essa configuração por um tempo foi essencialmente cortar as câmeras ao meio no centro e girar um lado em 180 graus e soldá-las novamente. Esta primeira tentativa não foi confiável por razões óbvias, mas você sabe como os pilotos são e o que farão para obter uma vantagem.

Essa configuração ficou conhecida como o mecanismo do big bang. Em uma manivela de 180 graus, 1 e 4 disparariam ao mesmo tempo e 2 e 3 disparariam ao mesmo tempo 180 graus depois na rotação. Isso permitiu que os números de torque de extremidade baixa V-twin aumentassem (grande debate sobre isso, na verdade) E, como era um motor de 4 cilindros bem equilibrado, ele ainda obteria essas incríveis rotações na faixa de mais de 12.000.

O objetivo principal dessa configuração é que a curva de potência da extremidade inferior seja muito mais íngreme e se estabilize mais cedo para atingir o pico de potência. Faz com que o motor pareça dois tempos de várias maneiras.

Desde então, construí alguns desses motores com cames agora disponíveis, um pouco raras, mas disponíveis. Posso dizer que eles são super divertidos e impressionantes.

Finalmente, na minha pergunta

  1. Algum dos caras de quatro cilindros lá fora executa essa configuração?

  2. Se o fizerem, o que eles chamariam de câmeras?

  3. Em particular, estou muito curioso, existem soluções semelhantes para plataformas Subaru como o motor WRX Boxer de 2008 ou 2009?

Eu me considero um bom pesquisador, mas quando se trata de encontrar soluções para carros mod, eu caio em um buraco e, francamente, muitos dos sites por aí que oferecem componentes são klugy e mal montados usando terminologia sofisticada que meu cérebro de motocicleta não compreende. Qualquer ajuda será muito apreciada.

Referências

Aqui estão alguns links sobre esta e configurações semelhantes com motocicletas.

Wikipedia no mecanismo do big bang.

Isso é semelhante, mas é feito na manivela. É chamado de cambota de plano cruzado, onde os diários de deslocamento estão a cada 90 graus. O Chevy usa uma configuração em plano cruzado em muitas de suas plataformas ICE.

Outra boa explicação, essa é realmente perfeita e quebra o mecanismo do big bang .

DucatiKiller
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Este (IMHO) está definitivamente no tópico.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
1
Embora eu pudesse ver que alguém seria capaz de fazer isso, ainda não entendo o porquê , além do fator curiosidade. Parece que você faria um bom e suave motor de arranque em algo que funcionaria mal. Não vejo como você ganharia tudo, exceto talvez um pouco de torque fora do assunto, principalmente porque a única maneira de realmente ganhar alguma coisa é através de um deslocamento maior (geralmente por um curso mais longo). Eu acho que você perderia a velocidade do motor e a velocidade máxima ao fazê-lo.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
@ Paulster2 - Razões pelas quais. Mais potência na extremidade inferior para sair da esquina mais rapidamente. Intervalo de tempo entre o pulso de potência para maior aderência mecânica. Normalmente adio para um curso mais curto (diâmetro externo) com válvulas maiores e maior RPM. O torque não é necessariamente o grande vencedor em minha mente.
DucatiKiller 27/03
2
Bottom line: IMHO - Não vai funcionar como você pensa que vai funcionar , mas por todos os meios, gaste seus fundos para descobrir isso.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
1
Big bang em automóveis? É chamado de naufrágio .
anonymous2

Respostas:

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Certamente, é fácil obter um Subaru (ou qualquer verdadeiro mecanismo de boxer) nesse tipo de configuração. Lembre-se de que você está falando de um motor com duas cabeças de cilindro opostas horizontalmente e quatro tempos; portanto, para cada rotação da árvore de cames, há duas revoluções na cambota. Cada pistão atinge o "topo" do curso duas vezes, uma vez após o curso de compressão e uma vez após o curso de escape.

Em aplicações usuais de quatro tempos, um pistão estará acionado por compressão, um com curso de combustão, um com curso de exaustão e um com curso de entrada. Os eventos de temporização do came são definidos para que a válvula de escape fique aberta durante o curso de escape e a válvula de entrada esteja aberta no curso de entrada. Durante a combustão e a compressão, ambos estão fechados. Comigo até agora?

Agora, olhe para um motor como o motor boxer Alfa Romeo e você notará que ele tem dois cintos de distribuição.Alfa Boxer 16V diagrama explodido

Imagine o que aconteceria se a correia dentada fosse montada incorretamente, de modo que as marcas de sincronismo em apenas um banco do motor (rodas de cames) estivessem a 180 graus de onde deveriam estar. O efeito seria que o banco um e o banco dois estariam agora em sua compressão ou em quaisquer movimentos ao mesmo tempo. É claro que há o pequeno problema de que a vela de ignição estaria disparando 180 graus acima do passo no banco dois. No entanto, imagine que você possa conectar as velas de ignição do cilindro três ao cilindro dois e do cilindro quatro ao cilindro um. Agora você teria dois cilindros acionando os plugues ao mesmo tempo. Se você tinha um motor de carburador, pode parar agora, pois alcançou seu objetivo.

Para motores com injeção de combustível, você também teria que amarrar o disparo do injetor nos dois bancos de cilindros. No entanto, isso também não seria um empreendimento massivo, pois tudo o que você precisaria fazer seria amarrar o banco que está 180 graus com o evento injetor do banco que foi cronometrado corretamente. De repente, você tem um mecanismo que se comporta como descrito.

A implementação no mundo real significaria ajustar intencionalmente a correia dentada em 180 graus ou remover a chaveta da árvore de cames (ou usar um conjunto modificado de polias) para que a came estivesse a 180 graus em comparação com a roda da came. Em um carro com injeção de combustível, você pode reprogramar a ECU para mover os dois eventos de injeção e ignição do banco para os mesmos do banco 1 ou desconectar fisicamente a fiação dos injetores de combustível e a bobina do tear do banco e conectá-los ao conectores do banco um (eu prefiro fazer isso no software da ECU e fazer a ponte entre os conectores seria um "hack", mas não há razão para que não funcionasse, desde que o chicote e os relés usados ​​fossem adequados para o trabalho) .

Para aplicações boxer, acho que é praticamente tudo e tudo o que você precisa fazer.

Steve Matthews
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Interessante. Eu imagino que o único pequeno problema em conectar os bancos dos injetores de combustível em vez de fazê-lo em sw é se houvesse diferenças não ideais entre os cilindros ou o que quer que seja nos dois bancos, as guarnições de combustível para o banco principal podem ser inadequado para o escravo.
Jason C
@ JasononC basicamente, sim. Você precisaria controlar cada injetor como um par (como nos antigos motores Mini MPI, que tinham apenas dois injetores de combustível para quatro cilindros). Provavelmente, é por isso que a melhor maneira seria fazê-lo em software, mas em teoria poderia funcionar com um tear de ponte, embora um pouco menos do que perfeitamente.
21416 Steve Jobss
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@SteveMatthews Você tem mais de 10 mil agora. Parabéns!. TY pela resposta.
DucatiKiller 27/09/16
Obrigado @DucatiKiller, verifiquei e parece que as câmeras Subaru estão equipadas com uma chaveta. Simplesmente usinar isso fora da came permitiria que ela fosse montada a 180 graus (você teria que garantir que a roda da came estivesse bem apertada). Conheço alguns caras do automobilismo que correm sem uma chaveta porque isso lhes permite usar equipamentos padrão (de acordo com seus registros) como uma roda de cames vernier. Mais uma vez obrigado por me empurrar mais de 10K.
Steve Matthews
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Algum dos caras de quatro cilindros lá fora executa essa configuração?

Não que eu possa encontrar, com a exceção simulada de algumas "câmeras de dispersão" referenciadas por @Steve Matthews e uma ótima resposta por @ Paulster2. Embora estes não sejam realmente "Big Bang" por definição estrita.

Aqui está um link para uma leitura realmente boa, mesmo que apenas marginalmente apropriada!

Se o fizerem, o que eles chamariam de câmeras?

Eles não, então eu vou dizer: Ghostphantasie Offset Vaporbang Unheardof Cams (GOVUC)

Em particular, estou muito curioso, existem soluções semelhantes para plataformas Subaru como o motor WRX Boxer de 2008 ou 2009?

A cena Subie é a que eu posso comentar com mais veracidade e entusiasmo. E a resposta é simplesmente "não". Eu não ligo para o que alguém "acredita", isso não está acontecendo. Não parece que o grande pulso de potência disponível com a configuração do Big Bang forneça alguma ajuda para um carro. Existe uma física complexa que me deparei que estabelece como os pulsos distorcem a carcaça do pneu nas motocicletas , produzindo uma velocidade de escape de canto pulsante (com um piloto muito habilidoso) e, portanto, o aumento da popularidade por um tempo em produção doméstica dessas bestas.

O mesmo não tem aplicação em carros. De fato, com a tecnologia radial dos pneus sooper-genius em motocicletas, acho que agora a maior parte da utilidade também passou dessa aplicação. O motor "pugilista" possui um bom equilíbrio e um baixo centro de gravidade. Eu já vi metanol, E85 e toda uma gama de turbos aplicados aos motores da série EJ, juntamente com todos os truques do livro e alguns que não são. (500+ AWD Hp em 2 litros, 750+ AWD Hp em um 2.5) Mas nenhum GOVUC no Subaru.

Cortar e girar câmeras Subie (2 em algumas, 4 em outras) simplesmente não está nos cartões. E também não é uma centelha desperdiçada, então isso é um problema. Junto com o FI. Mas você pode manipulá-lo com bastante simplicidade, juntando a faísca 1-4 e 2-3 e a FI juntas, como sugeriu @Steve Matthews. Mas essas câmeras caras não valerão nada, e acho que é um prejuízo geral para a produção de torque, potência ou velocidades de saída de curva.

Portanto, isso não é muita resposta, mas é uma resposta mesmo assim. Enquanto isso, aqui está um ótimo artigo que eu descobri que descreve grande parte da entrada de torção em um eixo de manivela, devido a várias configurações e tempos. (Em outras palavras, não responde à pergunta de uma só vez, mas ainda é uma boa leitura - e fornece muitas informações básicas necessárias para cogitar completamente essa pergunta ...)

Torque do virabrequim Várias configurações e tempos

SteveRacer
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Eu amo a resposta. Obrigado. Eu gosto especialmente desse pedaço de expressão literária, "Ghostphantasie Offset Vaporbang Unheardof Cams". +1
DucatiKiller 23/09/16
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Existem 2 ordens de disparo principais em uso, elas são chamadas de gritador e big bang, a diferença não está na ordem de disparo, fica no tempo entre as disparações dos pistões. O som notório de uma superbike, aquele grito agudo é um motor que chia, ele dispara de maneira sequencial, um pistão após o outro de maneira regular; no entanto, o motor bigbang dispara dois pistões ao mesmo tempo, dando aquele som irregular, é por isso que o yamaha r1 com seu plano de manivela soa como soa, muito diferente de um ninja, um cbr ou um bmw s1000rr. Você deve levar em consideração que essa diferença no disparo realmente não altera o torque ou a tabela de potência em um relatório do dinamômetro, a diferença é mais notória em uma bicicleta com motor de 4 cilindros,

CrisRam
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Isso não fornece uma resposta para a pergunta. Depois de ter reputação suficiente, você poderá comentar qualquer postagem ; em vez disso, forneça respostas que não exijam esclarecimentos do solicitante . - Do comentário
SteveRacer
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Parece que não consigo escapar dessa fera. "a diferença não está na ordem de disparo, ela fica no tempo entre os disparos dos pistões". Não faço ideia do que isso significa, como se fosse. A DIFERENÇA tem a ver com a orientação da cambota, nada mais. Os efeitos finais ainda não foram determinados neste desafio.
SteveRacer
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@SteveRacer Presumo que ele esteja se referindo mais ao período da câmera em relação à duração da manivela. No antigo motor da série Austin A, "Scatter Cams" podiam ser usados ​​com diferentes pontos de duração máxima para diferentes cilindros. Isso funcionou em parte devido à configuração da porta siamesa da cabeça, onde os dois cilindros centrais compartilhavam uma porta para exaustão e eram apenas duas portas de entrada. Não sei se isso funcionaria da mesma maneira em um motor de 8 portas e 4 cilindros.
21716 Steve
@SteveRacer esta discussão contém mais informações, é um pouco alheios ... mechanics.stackexchange.com/questions/23939/...
Steve Matthews