Ciclul Atkinson în practică. Motor cu ciclu Atkinson

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-19 18:20

ICE au fost folosite în mașini de un secol. În general, principiul lor de funcționare nu a suferit modificări majore de la începutul producției. Dar, deoarece acest motor are un număr mare de deficiențe, inginerii nu încetează să inventeze inovații pentru a îmbunătăți motorul. Să ne întoarcem la unul dintre ele, care se numește ciclul Atkinson. Astăzi puteți auzi că este folosit la unele mașini. Dar ce este și cum se îmbunătățește motorul cu el?

ciclu Atkinson

Nikolaus Otto, un inginer din Germania, a propus în 1876 un ciclu format din:

• inlet;
• compresie;
• stroke;
• lansare.

Și un deceniu mai târziu, inventatorul englez James Atkinson l-a dezvoltat. Cu toate acestea, după ce am înțeles detaliile, putem numi ciclul Atkinson complet original.

Motoarele cu ardere internă sunt diferite din punct de vedere calitativ. La urma urmei, arborele cotit are puncte de montare decalate, astfel încât pierderea de energie prin frecare este redusă și raportul de compresie este crescut.

Are și alte faze de distribuție a gazelor. La un motor convențional, pistonul se închide imediat după ce depășește punctul mort. Ciclul Atkinson are o schemă diferită. Aici, cursa este semnificativ mai lungă, deoarece supapa se închide doar la jumătatea pistonului până la punctul mort superior (unde, conform lui Otto, compresia are deja loc).

Teoretic, ciclul Atkinson este cu aproximativ zece la sută mai eficient decât Otto. Cu toate acestea, de mult timp nu a fost folosit în practică datorită faptului că este capabil să funcționeze în modul de funcționare doar la viteze mari. În plus, este nevoie de un supraalimentator mecanic, cu care toate acestea sunt uneori numite „ciclul Atkinson-Miller”. S-a dovedit însă că la el s-au pierdut avantajele dezvoltării în cauză.

De aceea, în mașinile de pasageri, un astfel de ciclu Atkinson nu a fost aproape niciodată folosit în practică. Dar în modelele hibride, precum Toyota Prius, producătorii au început să-l folosească chiar și în serie. Acest lucru a devenit posibil datorită funcționării specifice acestor tipuri de motoare: la turație mică, mașina se mișcă datorită tracțiunii electrice și doar în timpul accelerației trece la o unitate pe benzină.

Distribuție de gaz

Primul motor cu ciclu Atkinson avea un mecanism voluminos de distribuție a gazului care făcea mult zgomot. Dar când, datorită descoperirii americanului Charles Knight, în locul supapelor acționate obișnuite, au început să folosească bobine speciale sub forma unei perechi de manșoane care erau dispuse între cilindru și piston, motorul aproape că a încetat să mai facă zgomot.. Cu toate acestea, complexitateadesignul folosit a fost destul de scump, dar în cazul mărcilor de mașini prestigioase, proprietarii de mașini erau dispuși să plătească pentru o astfel de comoditate.

Totuși, deja în anii treizeci, o astfel de îmbunătățire a fost abandonată, deoarece motoarele erau de scurtă durată, iar consumul de benzină și ulei era prea mare.

Dezvoltările motoarelor în această direcție sunt cunoscute și astăzi - poate inginerii vor putea scăpa de neajunsurile modelului Charles Knight și vor putea profita de avantaje.

Model universal al viitorului

În prezent, mulți producători dezvoltă motoare universale, care vor combina puterea unităților pe benzină și tracțiunea și eficiența excelente ale motoarelor diesel.

În acest sens, faptul că unitățile pe benzină cu injecție directă au atins un raport de compresie ridicat de aproximativ treisprezece până la paisprezece unități (pentru motoarele diesel acest nivel este puțin mai mare de șaptesprezece până la nouăsprezece) dovedește pași de succes în acest sens. direcţie. Ele funcționează chiar în același mod ca și unitățile de aprindere prin compresie. Doar amestecul de lucru ar trebui să fie aprins artificial cu o lumânare.

În modelele experimentale, compresia este chiar mai mare - până la cincisprezece sau șaisprezece unități. Dar până la autoaprindere, nivelul nu ajunge. În schimb, bujia se oprește în timpul mișcării constante, permițând motorului să treacă într-un mod asemănător diesel și să consume mai puțin combustibil.

Arderea este controlată de electronice, făcând ajustări în funcție de circumstanțele externe.

Dezvoltatorii susțin căacest motor este foarte economic. Cu toate acestea, nu au fost efectuate suficiente cercetări pentru producția de masă.

Raport de compresie variabil

Indicatorul este foarte important. La urma urmei, puterea, eficiența și economia depind direct de un raport de compresie ridicat. Desigur, nu poate fi mărită la infinit. Prin urmare, de ceva timp, dezvoltarea s-a oprit. În caz contrar, exista riscul detonării, care ar putea duce la deteriorarea motorului.

Acest indicator se reflectă în special în motoarele supraalimentate. La urma urmei, se încălzesc mai puternic și, prin urmare, procentul probabilității de detonare este mult mai mare aici. Prin urmare, raportul de compresie uneori trebuie redus, ceea ce, desigur, reduce eficiența motorului.

În mod ideal, raportul de compresie ar trebui să se schimbe fără probleme în funcție de modul de funcționare și de sarcină. Au fost multe evoluții, dar toate sunt prea complicate și scumpe.

Saab legendar

Cele mai bune rezultate au fost obținute de Saab când în 2000 a lansat un motor cu cinci cilindri, care, cu 1,6 litri de volum, producea aproximativ două sute douăzeci și cinci de cai. Această realizare pare incredibilă și astăzi.

Motorul este împărțit în două, unde piesele sunt conectate între ele într-un mod articulat. Arborele cotit, bielele și pistoanele sunt situate dedesubt, iar cilindrii cu capete sunt amplasați în partea de sus. Acționarea hidraulică este capabilă să încline monoblocul cu cilindri și capete, schimbând raportul de compresie atunci când compresorul de antrenare este pornit. În ciuda toată eficacitatea,De asemenea, dezvoltarea a trebuit să fie amânată din cauza costului ridicat al construcției.

Mai ușor și mai accesibil

Astfel, putem concluziona că motorul cu ciclu Atkinson a jucat un rol semnificativ în îmbunătățirea mecanismului motor în viitor. Se pare că îmbunătățirile, bazate una pe ceal altă, vor duce în sfârșit motorul cu ardere internă la modul optim de funcționare.