Atkinsoni tsükkel praktikas. Atkinsoni tsükli mootor

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-19 14:51

ICE on autodes kasutatud juba sajandi. Üldiselt pole nende tööpõhimõte pärast tootmise alustamist suuri muudatusi läbi teinud. Kuid kuna sellel mootoril on palju puudusi, ei lõpeta insenerid mootori täiustamiseks uuenduste leiutamist. Pöördume ühe neist, mida nimetatakse Atkinsoni tsükliks. Täna on kuulda, et seda kasutatakse mõnes masinas. Aga mis see on ja kuidas mootor sellega paremaks muutub?

Atkinsoni tsükkel

Nikolaus Otto, insener Saksama alt, pakkus 1876. aastal välja tsükli, mis koosneb:

• sisselaskeava;
• kompressioon;
• stroke;
• väljalase.

Ja kümme aastat hiljem töötas selle välja inglise leiutaja James Atkinson. Olles aga üksikasjadest aru saanud, võime nimetada Atkinsoni tsüklit täiesti originaalseks.

Sisepõlemismootorid on kvalitatiivselt erinevad. Lõppude lõpuks on väntvõllil nihutatud kinnituspunktid, nii et hõõrdeenergia kadu väheneb ja surveaste suureneb.

Sellel on ka muud gaasijaotusfaasid. Tavalisel mootoril sulgub kolb kohe pärast surnud punktist möödumist. Atkinsoni tsüklil on erinev skeem. Siin on käik oluliselt pikem, kuna klapp sulgub alles poolel teel kolvist ülemisse surnud punkti (kus Otto sõnul toimub juba kokkusurumine).

Teoreetiliselt on Atkinsoni tsükkel umbes kümme protsenti tõhusam kui Otto. Kuid pikka aega seda praktikas ei kasutatud, kuna see suudab töörežiimis töötada ainult suurtel kiirustel. Lisaks on vaja mehaanilist ülelaadijat, millega seda kõike nimetatakse mõnikord ka Atkinsoni-Milleri tsükliks. Siiski selgus, et temaga läksid kõnealuse arenduse eelised kaotsi.

Seetõttu ei kasutatud sõiduautodes sellist Atkinsoni tsiklit praktikas peaaegu kunagi. Kuid hübriidmudelites, nagu Toyota Prius, hakkasid tootjad seda isegi seeriaviisiliselt kasutama. See sai võimalikuks tänu seda tüüpi mootorite spetsiifilisele talitlusele: madalal kiirusel liigub auto elektrilise veojõu tõttu ja ainult kiirendamisel lülitub see bensiinimootorile.

Gaasijaotus

Esimesel Atkinsoni tsükliga mootoril oli mahukas gaasijaotusmehhanism, mis tekitas palju müra. Kuid kui tänu ameeriklase Charles Knighti avastamisele hakati tavaliste käitatavate ventiilide asemel kasutama spetsiaalseid pooli silindri ja kolvi vahele paigutatud hülsipaari kujul, lõpetas mootor peaaegu müra.. Siiski keerukuskasutatud disain oli üsna kallis, kuid mainekate automarkide puhul olid autoomanikud nõus sellise mugavuse eest maksma.

Kuid juba kolmekümnendatel aastatel sellisest täiustamisest loobuti, kuna mootorid olid lühiajalised ning bensiini ja õli tarbimine liiga suur.

Sellesuunalised mootoriarengud on teada ka tänapäeval – ehk suudavad insenerid Charles Knighti mudeli puudustest lahti saada ja eeliseid ära kasutada.

Universaalne tulevikumudel

Praegu arendavad paljud tootjad universaalseid mootoreid, mis ühendavad bensiinimootorite võimsuse ning diiselmootorite suurepärase veojõu ja tõhususe.

Sellega seoses on edukaks sammuks asjaolu, et kütuse otsese sissepritsega bensiinimootorid on saavutanud suure surveastme, umbes kolmteist kuni neliteist ühikut (diiselmootorite puhul on see tase veidi üle seitsmeteistkümne kuni üheksateistkümne). suunas. Need töötavad isegi samal viisil kui diiselsüüteseadmed. Kunstlikult tuleks küünlaga põlema panna ainult töötav segu.

Eksperimentaalsetes mudelites on tihendus veelgi suurem – kuni viisteist või kuusteist ühikut. Kuid kuni isesüttimiseni tase ei ulatu. Selle asemel lülitub süüteküünal ühtlase liikumise ajal välja, võimaldades mootoril lülituda diislilaadsele režiimile ja tarbida vähem kütust.

Põlemist juhib elektroonika, tehes muudatusi sõltuv alt välistest asjaoludest.

Arendajad väidavad sedasee mootor on väga ökonoomne. Masstootmise kohta ei tehtud aga piisav alt uuringuid.

Muutuva tihendussuhe

Näitaja on väga oluline. Võimsus, tõhusus ja ökonoomsus sõltuvad ju otseselt kõrgest surveastmest. Loomulikult ei saa seda lõputult suurendada. Seetõttu on areng juba mõnda aega peatunud. Vastasel korral tekkis detonatsioonioht, mis võib põhjustada mootori kahjustusi.

See näitaja kajastub eriti ülelaadimisega mootorites. Need ju soojenevad tugevamini ja seetõttu on detonatsiooni tõenäosuse protsent siin palju suurem. Seetõttu tuleb mõnikord surveastet vähendada, mis muidugi vähendab mootori efektiivsust.

Ideaalis peaks tihendusaste muutuma sujuv alt sõltuv alt töörežiimist ja koormusest. Arendusi oli palju, kuid need on kõik liiga keerulised ja kallid.

Legendaarne Saab

Parimad tulemused saavutas Saab, kui 2000. aastal lasi ta välja viiesilindrilise mootori, mis 1,6-liitrise töömahuga andis umbes kakssada kakskümmend viis hobust. See saavutus tundub tänagi uskumatu.

Mootor on jagatud kaheks, kus osad on üksteisega hingedega ühendatud. Väntvõll, ühendusvardad ja kolvid asuvad allpool ning silindrid koos peadega üleval. Hüdrauliline ajam suudab silindrite ja peadega monoplokki kallutada, muutes ajamikompressori sisselülitamisel surveastet. Vaatamata kogu tõhususele,arendus tuli venima ka ehituse kõrge maksumuse tõttu.

Lihtsam ja juurdepääsetavam

Seega võime järeldada, et Atkinsoni tsükli mootor on mänginud olulist rolli mootorimehhanismi täiustamisel tulevikus. Näib, et üksteisel põhinevad täiustused viivad lõpuks sisepõlemismootori optimaalsele töörežiimile.