Ang siklo ng Atkinson sa pagsasanay. Atkinson cycle engine

2024 May -akda: Erin Ralphs | [email protected]. Huling binago: 2024-02-19 19:30

Ang ICE ay ginamit sa mga sasakyan sa loob ng isang siglo. Sa pangkalahatan, ang kanilang prinsipyo ng operasyon ay hindi sumailalim sa malalaking pagbabago mula noong simula ng produksyon. Ngunit dahil ang makina na ito ay may malaking bilang ng mga pagkukulang, ang mga inhinyero ay hindi tumitigil sa pag-imbento ng mga inobasyon upang mapabuti ang motor. Bumaling tayo sa isa sa kanila, na tinatawag na Atkinson cycle. Ngayon ay maririnig mo na ito ay ginagamit sa ilang mga makina. Ngunit ano ito at paano humuhusay ang makina nito?

Atkinson cycle

Nikolaus Otto, isang engineer mula sa Germany, ay iminungkahi noong 1876 ng isang cycle na binubuo ng:

• inlet;
• compression;
• stroke;
• release.

At makalipas ang isang dekada, binuo ito ng English inventor na si James Atkinson. Gayunpaman, nang maunawaan ang mga detalye, matatawag nating ganap na orihinal ang siklo ng Atkinson.

Ang mga panloob na combustion engine ay naiiba sa husay. Pagkatapos ng lahat, ang crankshaft ay may offset mounting point, upang ang frictional energy loss ay mabawasan at ang compression ratio ay tumaas.

Mayroon din itong iba pang mga bahagi ng pamamahagi ng gas. Sa isang maginoo na makina, ang piston ay nagsasara kaagad pagkatapos na dumaan sa patay na sentro. Ang siklo ng Atkinson ay may ibang pamamaraan. Dito, ang stroke ay makabuluhang mas mahaba, dahil ang balbula ay nagsasara lamang sa kalahati ng piston sa itaas na patay na sentro (kung saan, ayon kay Otto, nagaganap na ang compression).

Sa teorya, ang siklo ng Atkinson ay humigit-kumulang sampung porsiyentong mas mahusay kaysa kay Otto. Gayunpaman, sa loob ng mahabang panahon ay hindi ito ginamit sa pagsasanay dahil sa ang katunayan na ito ay gumagana sa operating mode lamang sa mataas na bilis. Bilang karagdagan, kinakailangan ang isang mekanikal na supercharger, kung saan ang lahat ng ito ay tinatawag na "cycle ng Atkinson-Miller". Gayunpaman, lumabas na kasama niya ang mga pakinabang ng pag-unlad na pinag-uusapan ay nawala.

Samakatuwid, sa mga pampasaherong sasakyan, ang gayong cycle ng Atkinson ay halos hindi kailanman ginamit sa pagsasanay. Ngunit sa mga hybrid na modelo, tulad ng Toyota Prius, sinimulan itong gamitin ng mga tagagawa kahit sa serye. Naging posible ito dahil sa partikular na operasyon ng mga ganitong uri ng makina: sa mababang bilis, gumagalaw ang kotse dahil sa electric traction at sa panahon lang ng acceleration ay lumipat ito sa gasoline unit.

Pamamahagi ng gas

Ang unang Atkinson cycle engine ay may napakalaking mekanismo ng pamamahagi ng gas na gumawa ng maraming ingay. Ngunit nang, salamat sa pagtuklas ng American Charles Knight, sa halip na ang karaniwang mga actuated valve, nagsimula silang gumamit ng mga espesyal na spool sa anyo ng isang pares ng mga manggas na nakaayos sa pagitan ng silindro at piston, halos tumigil ang motor sa paggawa ng ingay.. Gayunpaman, ang pagiging kumplikadomedyo mahal ang disenyong ginamit, ngunit sa mga prestihiyosong tatak ng kotse, handang magbayad ang mga may-ari ng sasakyan para sa ganoong kaginhawahan.

Gayunpaman, noong dekada thirties na, ang naturang improvement ay inabandona, dahil panandalian lang ang mga makina, at masyadong mataas ang konsumo ng gasolina at langis.

Ang mga pag-unlad ng makina sa direksyong ito ay kilala kahit ngayon - marahil ay magagawang alisin ng mga inhinyero ang mga pagkukulang ng modelong Charles Knight at samantalahin ang mga benepisyo.

Universal Model of the Future

Sa kasalukuyan, maraming manufacturer ang gumagawa ng mga unibersal na makina, na pagsasama-samahin ang lakas ng mga yunit ng gasolina, at mahusay na traksyon at kahusayan ng mga makinang diesel.

Kaugnay nito, ang katotohanan na ang mga yunit ng gasolina na may direktang iniksyon ng gasolina ay umabot sa isang mataas na ratio ng compression na humigit-kumulang labintatlo hanggang labing-apat na yunit (para sa mga makinang diesel na ang antas na ito ay higit pa sa labimpito hanggang labinsiyam) ay nagpapatunay ng mga matagumpay na hakbang dito. direksyon. Gumagana pa nga sila sa parehong paraan tulad ng mga compression ignition unit. Tanging ang gumaganang timpla lamang ang dapat na artipisyal na sunugin gamit ang isang kandila.

Sa mga pang-eksperimentong modelo, mas mataas pa ang compression - hanggang labinlima o labing-anim na unit. Ngunit hanggang sa self-ignition, ang antas ay hindi maabot. Sa halip, ang spark plug ay nagsasara sa panahon ng steady motion, na nagpapahintulot sa makina na lumipat sa isang diesel-like mode at kumonsumo ng mas kaunting gasolina.

Ang pagkasunog ay kinokontrol ng electronics, na gumagawa ng mga pagsasaayos depende sa mga panlabas na pangyayari.

Inaangkin ng mga developerang makinang ito ay napakatipid. Gayunpaman, hindi sapat na pananaliksik ang ginawa para sa mass production.

Variable compression ratio

Napakahalaga ng indicator. Pagkatapos ng lahat, ang kapangyarihan, kahusayan at ekonomiya ay direktang nakasalalay sa isang mataas na ratio ng compression. Naturally, hindi ito maaaring madagdagan nang walang katiyakan. Samakatuwid, sa loob ng ilang panahon ngayon, huminto ang pag-unlad. Kung hindi, may panganib ng pagsabog, na maaaring humantong sa pagkasira ng makina.

Ang indicator na ito ay partikular na makikita sa mga supercharged na makina. Pagkatapos ng lahat, sila ay uminit nang mas malakas, at samakatuwid ang porsyento ng posibilidad ng pagsabog ay mas mataas dito. Samakatuwid, kung minsan ang compression ratio ay kailangang bawasan, na, siyempre, binabawasan ang kahusayan ng motor.

Sa isip, ang compression ratio ay dapat magbago nang maayos depende sa operating mode at load. Mayroong maraming mga pag-unlad, ngunit lahat ng mga ito ay masyadong kumplikado at mahal.

Legendary Saab

Ang pinakamahusay na mga resulta ay nakamit ng Saab nang noong 2000 ay naglabas ito ng isang limang-silindro na makina, na, na may 1.6 litro ng volume, ay gumawa ng humigit-kumulang dalawang daan at dalawampu't limang kabayo. Mukhang hindi kapani-paniwala pa rin ang tagumpay na ito ngayon.

Ang makina ay nahahati sa dalawa, kung saan ang mga bahagi ay konektado sa isa't isa sa isang hinged na paraan. Ang crankshaft, connecting rod at piston ay matatagpuan sa ibaba, at ang mga cylinder na may mga ulo ay matatagpuan sa tuktok. Nagagawa ng hydraulic drive na ikiling ang monoblock na may mga cylinder at head, binabago ang ratio ng compression kapag naka-on ang drive compressor. Sa kabila ng lahat ng pagiging epektibo,kinailangan ding maantala ang pag-unlad dahil sa mataas na halaga ng konstruksyon.

Mas madali at mas madaling ma-access

Kaya, maaari nating tapusin na ang Atkinson cycle engine ay may mahalagang papel sa pagpapabuti ng mekanismo ng motor sa hinaharap. Mukhang ang mga pagpapabuti, batay sa isa't isa, ay sa wakas ay magdadala sa panloob na combustion engine sa pinakamainam na mode ng operasyon.