Atkinsonin sykli käytännössä. Atkinson-syklin moottori

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:26

ICE on käytetty autoissa vuosisadan ajan. Yleisesti ottaen niiden toimintaperiaatteessa ei ole tapahtunut suuria muutoksia tuotannon alkamisen jälkeen. Mutta koska tällä moottorilla on paljon puutteita, insinöörit eivät lakkaa keksimästä innovaatioita moottorin parantamiseksi. Kääntykäämme yhteen niistä, jota kutsutaan Atkinsonin sykliksi. Nykyään voit kuulla, että sitä käytetään joissakin koneissa. Mutta mikä se on ja miten moottori paranee sen kanssa?

Atkinsonin sykli

Nikolaus Otto, saksalainen insinööri, ehdotti vuonna 1876 sykliä, joka koostuu seuraavista:

• tulo;
• pakkaus;
• aivohalvaus;
• julkaisu.

Ja vuosikymmen myöhemmin englantilainen keksijä James Atkinson kehitti sen. Kuitenkin, kun olemme ymmärtäneet yksityiskohdat, voimme kutsua Atkinsonin sykliä täysin alkuperäiseksi.

Polttomoottorit ovat laadullisesti erilaisia. Kampiakselissa on loppujen lopuksi siirretyt kiinnityskohdat, joten kitkaenergiahäviö vähenee ja puristussuhde kasvaa.

Sillä on myös muita kaasunjakeluvaiheita. Perinteisessä moottorissa mäntä sulkeutuu välittömästi kuolonpisteen ohituksen jälkeen. Atkinsonin syklillä on erilainen kaava. Tässä isku on huomattavasti pidempi, koska venttiili sulkeutuu vasta puolivälissä männän yläkuolokohtaan (jossa Otton mukaan puristus jo tapahtuu).

Teoriassa Atkinsonin sykli on noin kymmenen prosenttia tehokkaampi kuin Otto. Sitä ei kuitenkaan pitkään aikaan käytetty käytännössä, koska se pystyy toimimaan käyttötilassa vain suurilla nopeuksilla. Lisäksi tarvitaan mekaaninen ahdin, jonka kanssa kaikkea tätä kutsutaan joskus "Atkinson-Miller-sykliksi". Kuitenkin kävi ilmi, että hänen kanssaan menetettiin kyseisen kehityksen edut.

Siksi henkilöautoissa tällaista Atkinson-sykliä ei käytännössä koskaan käytetty. Mutta hybridimalleissa, kuten Toyota Prius, valmistajat alkoivat käyttää sitä jopa sarjassa. Tämä tuli mahdolliseksi tämäntyyppisten moottoreiden erityisestä toiminnasta johtuen: alhaisella nopeudella auto liikkuu sähköisen vetovoiman ansiosta ja vain kiihdytyksen aikana se vaihtaa bensiinimoottoriin.

Kaasun jakelu

Ensimmäisessä Atkinson-syklin moottorissa oli iso kaasunjakomekanismi, joka piti paljon melua. Mutta kun amerikkalaisen Charles Knightin löydön ansiosta tavanomaisten toimivien venttiilien sijasta alettiin käyttää erityisiä keloja parin holkkien muodossa, jotka oli järjestetty sylinterin ja männän väliin, moottori melkein lakkasi tuottamasta ääntä.. Kuitenkin monimutkaisuuskäytetty muotoilu oli melko kallista, mutta arvostetuissa automerkeissä auton omistajat olivat valmiita maksamaan sellaisesta mukavuudesta.

Jo 30-luvulla tällaisesta parannuksesta kuitenkin luovuttiin, koska moottorit olivat lyhytikäisiä ja bensiinin ja öljyn kulutus liian korkea.

Moottoreiden kehitys tähän suuntaan tunnetaan vielä tänäkin päivänä - ehkä insinöörit pääsevät eroon Charles Knight -mallin puutteista ja hyödyntävät sen edut.

Tulevaisuuden universaali malli

Tällä hetkellä monet valmistajat kehittävät yleismoottoreita, joissa yhdistyvät bensiiniyksiköiden teho sekä dieselmoottoreiden erinomainen pito ja hyötysuhde.

Tässä suhteessa se tosiasia, että bensiinimoottorit, joissa on suoraruiskutus, ovat saavuttaneet korkean puristussuhteen, noin 13-14 yksikköä (dieselmoottoreilla tämä taso on hieman yli 17-19), on tässä suhteessa onnistunut askel. suunta. Ne toimivat jopa samalla tavalla kuin puristussytytysyksiköt. Vain työseos saa polttaa keinotekoisesti kynttilällä.

Kokeellisissa malleissa pakkaus on vieläkin suurempi – jopa viisitoista tai kuusitoista yksikköä. Mutta ennen itsesyttymistä, taso ei saavuta. Sen sijaan sytytystulppa sammuu tasaisen liikkeen aikana, jolloin moottori siirtyy dieselin k altaiseen tilaan ja kuluttaa vähemmän polttoainetta.

P altoa ohjaa elektroniikka ja tekee säädöt ulkoisten olosuhteiden mukaan.

Kehittäjät väittävät sentämä moottori on erittäin taloudellinen. Massatuotantoa varten ei kuitenkaan tehty tarpeeksi tutkimusta.

Vaihteleva pakkaussuhde

Osoitin on erittäin tärkeä. Loppujen lopuksi teho, hyötysuhde ja taloudellisuus ovat suoraan riippuvaisia korkeasta puristussuhteesta. Luonnollisesti sitä ei voi lisätä loputtomiin. Siksi kehitys on pysähtynyt jo jonkin aikaa. Muuten oli olemassa räjähdysvaara, joka voi johtaa moottorivaurioon.

Tämä indikaattori näkyy erityisesti ahdettuissa moottoreissa. Loppujen lopuksi ne kuumenevat voimakkaammin, ja siksi räjähdyksen todennäköisyysprosentti on täällä paljon suurempi. Siksi puristussuhdetta on joskus pienennettävä, mikä tietysti heikentää moottorin hyötysuhdetta.

Ihannetapauksessa puristussuhteen tulisi muuttua tasaisesti käyttötilasta ja kuormituksesta riippuen. Kehitystä oli paljon, mutta ne ovat kaikki liian monimutkaisia ja kalliita.

Legendaarinen Saab

Parhaat tulokset saavutti Saab, kun se julkaisi vuonna 2000 viisisylinterisen moottorin, joka 1,6 litran tilavuudella tuotti noin kaksisataakaksikymmentäviisi hevosta. Tämä saavutus näyttää edelleen uskomattom alta.

Moottori on jaettu kahteen osaan, jossa osat on kytketty toisiinsa saranoidusti. Kampiakseli, kiertokanget ja männät sijaitsevat alapuolella ja sylinterit päineen sijaitsevat yläosassa. Hydraulinen käyttölaite pystyy kallistamaan monoblokkia sylintereillä ja päillä muuttamalla puristussuhdetta, kun käyttökompressori käynnistetään. Kaikesta tehokkuudesta huolimattakehitystä jouduttiin myös viivästymään korkeiden rakennuskustannusten vuoksi.

Helpompi ja helppokäyttöisempi

Voimme siis päätellä, että Atkinson-syklimoottorilla on ollut merkittävä rooli moottorimekanismin parantamisessa tulevaisuudessa. Näyttää siltä, että toisiinsa perustuvat parannukset johtavat vihdoin polttomoottorin optimaaliseen toimintatilaan.