Sõiduautode autotööstuse struktuuris rohkem kui sajandit on standardselt kasutatud sisepõlemismootorid. Neil on mõned miinused, mille jooksul teadlased ja disainerid võitlevad aastate jooksul. Nende uuringute tulemusena saadakse üsna huvitavad ja kummalised mootorid. Umbes üks neist arutatakse käesolevas artiklis.

Atkinsoni tsükli loomise ajalugu

Atkinsoni tsükli juurtega mootori loomise ajalugu läheb kaugesse lugu tagasi. Alusta asjaoluga, et esimene klassikaline neljataktiline mootor Saksa Nikaula Otto leiutati 1876. aastal. Sellise mootori tsükkel on üsna lihtne: sisselaskeava, kokkusurumine, töö liikumine, vabastamine.

Vaid 10 aasta jooksul pärast Otto mootori leiutamist inglise keelt James Atkinson pakkus Saksa mootori muutmiseks. Tegelikult on mootor jääb neljataktiliseks. Aga Atkinson muutis veidi kahe kestust: esimesed 2 kellad on lühemad, ülejäänud 2 on pikem. Sir James rakendas seda skeemi kolvi liigutamise muutmise teel. Kuid 1887. aastal ei leidnud mootori Otto selline modifikatsioon rakendusi. Hoolimata asjaolust, et mootori jõudlus kasvas 10%, ei võimalda mehhanismi keerukust massiliselt kasutada ATKINSON-tsüklit autodele.

Kuid insenerid jätkasid Sir James'i tsükli tööd. American Ralph Miller 1947. aastal parandas Atkinsoni tsüklit, lihtsustades seda. See võimaldas rakendada mootorit autotööstuses. Tundub, et see oleks õige helistada Atkinsoni tsüklile Miller. Kuid inseneri kogukond lahkus Atkinsoni jaoks õigus helistada mootorile vastavalt tema nimele avastaja põhimõttel. Lisaks sellele sai uute tehnoloogiate kasutamisega võimalikuks kasutada keerukamaid Atkinsonian tsüklit, mistõttu millertsüklist keeldusid aja jooksul. Näiteks uues Toyota maksab Atkinsoni mootorit, mitte Millerit.

Tänapäeval on Atkinsoni tsükli põhimõttel töötav mootor hübriididele. Eriti õnnestus see Jaapani keeles, kes hoolivad alati oma autode ökoloogiast. Hübriid prius alates TOYOTA Täitke maailmaturu aktiivselt.

Atkinsoni tsükli toimimise põhimõte

Nagu varem mainitud, kordab Atkinsoni tsükkel Otto tsükli samake kella. Aga kui kasutate samu põhimõtteid, lõi Atkinson täiesti uue mootori.

Mootor, mis on kujundatud nii, et kolvi teeb kõik neli kellakeha ühe väntvõlli pöörde jaoks. Lisaks on taktikaltel erinev pikkus: kolvi liigutused kokkusurumise ja laienemise ajal on lühem kui sisselaske ajal ja vabanemise ajal. See tähendab, et Otto tsüklis sulgeb sisselaskeklapp peaaegu kohe. Atkinsoni tsüklis klapp sulgub poole teekonna surnud punkti poole.. Praegusel hetkel tavalisel jääl on juba kompressioon.

Mootori modifitseeritakse spetsiaalse väntvõlli abil, mis kuvab kinnituspunkte. Selle tõttu on mootori tihendamine suurenenud ja hõõrdekaod minimeeritakse.

Erinevus traditsioonilistest mootoritest

Tuletame meelde, et Atkinsoni tsükkel on neljataktiline (sisselaskeava, tihendus, laiendamine, heitkogused). Tavaline neljataktiline mootor töötab Otto tsüklis. Lühidalt, me tuletame oma tööle meelde. Silindri töö käigu alguses läheb kolv üles top tööpunkti. Kütuse ja õhu põletuste segu laieneb maksimaalselt rõhul. Selle gaasi mõju all sõidab kolb alumise surnud punkti alla. Töö käiku on lõppenud, väljalaskeklapp avaneb, mille kaudu kulutatud gaas väljub. Selles kohas on vabastamise kaotused, sest Heitgaasil on endiselt jääkrõhk, mida on võimatu kasutada.

Atkinson vähendas vabanemise kadu. Oma mootoris on põlemiskambri maht vähem samal tööruumis vähem. See tähendab et kompressiooni aste on suurem ja kolvi liikumine on rohkem. Lisaks väheneb kokkusurumise takti kestus tööraktiga võrreldes, mootor töötab tsükliga suurenenud pikenduskraadiga (tihendusmäär on pikendamise kraadil madalam). Need tingimused võimaldasid vähendada heitgaaside energiase vabastamise kaotust.

Naasta Otto tsükli juurde. Kui imemiseks töösegu, gaasipedaal on suletud ja tekitab vastupanu sisselaskeava. See juhtub siis, kui gaasipedaal on puudulik. Suletud klapi tõttu veedab mootor investeeritud energiat, luues pumpamise kahjumi.

Atkinson töötas sisselaskekellaga. Tema laiendus, Sir James saavutas pumpamise vähenemise vähenemise. Selleks jõuab kolv surnud punkti põhja, seejärel tõuseb, jättes sisselaskeklapp lahti umbes poole kolvi insultist. Kütuse segu osa naaseb sisselaskekollektorile. See suurendab survet võimaldab avastada väikese ja keskmise käive gaasipedaali.

Kuid seerias ei vabastanud Atkinsoni mootorit töö katkestuste tõttu. Fakt on see, et erinevalt mootorist töötab mootor ainult kõrgete pöörete puhul. Tühikäigul võib see komistada. Kuid see probleem lahendati hübriidide tootmisel. Madalatel kiirustel sõidavad sellised masinad valijaid ja bensiini mootor edastatakse ainult kiirendamise või koormuste all. Sarnane mudel, kuna Atkinsoni mootori puuduste eemaldamine rõhutab teiste DVS-i ees olevaid eeliseid.

Atkinsoni tsükli eelised ja puudused

Atkinsoni mootoril on mitu eelisedSelle segamine teiste DVS-i ees: 1. Kütusekadu vähendamine. Nagu varem mainitud, muutus kellade kestuse muutuse tõttu, sai kütuse säilitamist heitgaaside abil ja vähendades pumpamise kaotusi. 2. Väike tõenäosus detonatsiooni põlemisel. Kütuse kokkusurumise aste väheneb 10-lt 8. See võimaldab teil ei suurenda mootori lülituse pöörlemist ülekande vähendamise tõttu koormuse suurenemise tõttu. Samuti on detonatsioonipõletuse tõenäosus vähem tänu põlemiskambri soojuse väljalasele sisselaskekollektoris. 3. Väike bensiini tarbimine. Uutes hübriidmudelites on bensiini tarbimine 4 liitrit 100 km kohta. 4. Tõhusus, keskkonnasõbralikkus, kõrge efektiivsusega.

Kuid Atkinsoni mootoril on üks oluline puudus, mis ei võimaldanud seda kasutada masinate masstootmises. Väikese võimsuse näitajate tõttu võib mootor komistada väikeste pöörete jaoks. Seetõttu töötas Atkinsoni mootor hübriidide juures väga hästi.

Atkinsoni tsükli rakendamine autotööstuses

Muide, masinate kohta, kus Atkinsoni mootorid pannakse. Massi vabastamisel ilmus see OBSi muudatus mitte nii kaua aega tagasi. Nagu varem mainitud, olid Atkinsoni tsükli esimesed kasutajad Jaapanittevõtted ja Toyota. Üks kuulsamaid masinaid - Mazdaxedos 9 / eunos800mis toodeti 1993-2002.

Seejärel võttis DVS Atkinson hübriidmudelite tootjad. Üks kuulsamaid ettevõtteid, kes kasutavad seda mootorit Toyota.tootma Prius, Camry, Highlander Hybrid ja Harrier hübriid. Sama mootoreid kasutatakse sisse LEXUS RX400H, GS 450H ja LS600Hja "Ford" ja "Nissan" on välja töötanud Põgeneda hübriid. ja Altima hübriid..

Tasub öelda, et autotööstuses on ökoloogia jaoks mood. Seetõttu vastavad Atkinsoni tsükliga töötavad hübriidid klientide ja keskkonnastandardite vajadustele. Lisaks ei ole edusammud ikka veel Atkinsoni mootori uued muudatused parandavad selle eeliseid ja hävitada miinuseid. Seetõttu on kindlalt öeldud, et Atkinsoni tsüklis põhinev mootoril on produktiivne tulevik ja lootus pikka eksistentsile.

[E-posti kaitstud]veebisait
veebisait
Jaanuar 2016.

Prioriteedid

Tagasi pärast esimese esitamise ilmumist loodi see, et James Atkinson meeldis Toyotales palju rohkem kui Ralph Miller. Ja järk-järgult "Atkinsoni tsükkel" oma pressiteatest läks kogu ajakirjandusse kogukonnas.

TOYOTA ametlikult: "James Atkinsoni (UK) väljapakutud soojustsükli mootor, milles kompressiooni käiku ja laienemise käigu kestust saab määrata iseseisvalt. Järgneva paranemise RH Milleri (USA) parandamine võimaldas praktilise süsteemi lubamiseks sisselaskeklapi avamise / sulgemise ajastuse reguleerimine (Millertsükkel). "
- Toyota mitteametlik ja anti-teaduslik: "Miller tsükli mootor on Atkinsoni tsükli mootor superlaatoriga".

Samal ajal, isegi kohalikus inseneri keskkonnas, "Miller tsükkel" eksisteeris ajast amme. Kuidas see on õigem?

1882. aastal pakkus Briti leiutaja James Atkinson idee parandada kolvi mootori tõhusust, vähendades hinnakujundust ja suurendades töövedeliku arengut. Eeldati, et praktiliselt rakendatakse selliseid keerulisi kolvijuhtme mehhanisme (kaks pistooni poksija skeemi all olevat kolvi, väntvõtumehhanismiga kolvi). Sisseehitatud mootori variandid näitasid mehaaniliste kahjumi suurenemist, leevendades disaini ja vähendamist võimsuse vähenemise võrreldes teiste struktuuride mootoritega, mistõttu jaotus ei saanud. Tuntud Atkinsoni patendid kuulusid disainilahendustele, arvestamata termodünaamiliste tsüklite teooriat.

1947. aastal naasis Ameerika insener Ralph Miller (Ralph Miller naasis selle idee ideele lühendatud kokkusurumise ja jätkuva laienemise ideele, pakkudes seda rakendada kolvi draivi kinemaatika arvelt ja valikut Tavapärase väntmehhanismiga mootorite gaasijaotuse faasid. Patendis leidis Millerit töövoo korraldamiseks kaks võimalust - varajase (EICV) või sisselaskeklapi hilja (LICV) sulgemisega. Tegelikult tähendavad mõlemad võimalused tegeliku (efektiivse) survetaseme vähenemise geomeetrilise suhtes. Mõistmine, et kokkusurumise vähendamine toob kaasa mootori võimsuse kadumise, keskendus MILLER algselt pressimismootoritest, milles kompenseeritakse kompressori poolt. Teoreetiline tsükkel Miller mootori sädemete süüde täielikult vastab teoreetilise tsükli Atkinson mootori.

Suured ja suured ei ole Miller / Atkinsoni tsükkel iseseisev tsükkel, vaid tuntud termodünaamiliste tsüklite tüüp Otto ja diislikütuse tüüp. Atkinson on abstraktse mootori idee autor kompressioonide ja paisuvate lööki füüsiliselt erineva suurusega. Tegelik korraldus töövoogude reaalsete mootorite praktikas kasutatakse tänaseni, soovitas, et Ralph Miller.

Põhimõtted

Kui mootor töötab mööda millimerit lühendatud kompressioonitsükliga, suletakse sisselaskeklapp palju hiljem kui OTO-tsüklis, mille tõttu on laengu osa ümber paigutatud sisselaskelkaanalisse ja surveprotsessi algab Teine pool takti. Selle tulemusena on efektiivne kokkusurumise tase väiksem kui geomeetriline (mis omakorda on võrdne gaaside astmega töötava liikumises). Tänu pumpamise kahjumi ja survetuskahjude vähendamise tõttu suureneb mootori soojusvõimsuse suurenemine 5-7% piires ja vastav kütusekulu tagatakse.

Te saate taas märkida tsüklite erinevuste põhipunkte. 1 ja 1 "- Mootori põlemiskambri maht Millertsükli jooksul on väiksem, geomeetriline kompressioonimärgi ja pikendusekraadis ülalpool. 2 ja 2" - gaasid teevad kasuliku töö pikema tööga, nii et vähem jääkkadu vabastamisel. 3 ja 3 "- sisselaskeluba on väiksem, kuna eelmise tasu väiksema drosseli ja tagurpidi ümberpaigutamine seetõttu on pumba kaotused alla. 4 ja 4" - sisselaskeklapi sulgemine ja kokkusurumise algus algab keskelt kella pärast tasu osa tagaküljel.
Loomulikult tähendab vastupidine laengus mootori võimsusnäitajate langus ja atmosfääri mootorite, selle tsükli töö on mõttekas ainult suhteliselt kitsas osaliselt koormates. Gaasi jaotumise pideva faaside puhul kompenseerimiseks kompenseerimiseks kogu dünaamilises vahemikus ainult rakendus võimaldab. Hübriidmudelitel kompenseeritakse elektrimootor kõrvaltoimete puudumine kõrvaltoimete tõttu.

Müük

90-ndate aastate klassikalisi TOYOTA mootorid OTO-tsükliga töötavate fikseeritud faasidega suletakse sisselaskeklapp 35-45 ° pärast NMT-d (väntvõlli pöörlemise nurgas), tihendussuhe on 9,5-10,0. VVT-ga kaasaegsematel mootoritel laienes sisselaskeventiili võimalik sulgemisvahemik 5-70 ° -ni pärast NMT-d, suurenes tihendusmäär 10,0-11,0-ni.

Hübriidmudelite mootoritel, mis töötavad ainult Millertsükli jooksul, on sisselaskeklapi sulgemisvahemik 80-120 ° ... 60-100 ° pärast NMT-d. Geomeetriline kokkusurumise suhe - 13,0-13,5.

2010. aasta keskpaigaks uued mootorid, millel on lai valik gaasijaotuse (VVT-IW) muutuvate vahetatavate faasidega, mis võivad töötada nii tavapärases tsüklis kui ka miljallertsüklis. Atmosfääriversioonid, Sisselaskeklapi sulgemisvahemik on 30-110 ° pärast NMT-d geomeetrilise kompressioonimääraga 12,5-127, turbulsioonides, vastavalt 10-100 ° ja 10,0.

Sisepõlemismootorit (DVS) peetakse auto üheks kõige olulisemaks sõlmedest oma omadustest, võimsusest, pikapist ja tõhususest sõltub sellest, kui mugav juht ratta taga tunneb. Kuigi autosid pidevalt parandatakse, "pöörake" navigatsioonisüsteemide, mood vidinaid, multimeedia ja nii edasi, mootorid jäävad peaaegu muutumatuks, vähemalt nende töö põhimõte ei muutu.

Otto Atkinsoni tsükkel, mis põhineb autotööstuse mootoril, kujundati 19. sajandi lõpus ja sellest ajast peaaegu ei ole peaaegu globaalseid muutusi läbinud. Ainult 1947. aastal õnnestus Ralph Miller parandada oma eelkäijate arengut, võttes iga mootori ehitamise mudelitest parimad. Kuid ühistes omadustes, et mõista kaasaegsete võimsusüksuste toimimise põhimõtet, peate vaatama veidi ajaloos.

Oto mootorid Otto

Auto esimene mootor, mis võib tavaliselt töötada mitte ainult teoreetiliselt, töötas välja prantslase E. Lenoar kauges 1860-s, oli esimene mudel, millel on väntühendusmehhanism. Gaasiga töötatud üksus kasutasid paadid, selle tõhusus (tõhusus) ei ületanud 4,65%. Tulevikus oli Lenoire ühinenud Nicholas Ottoga koostöös Saksa disaineriga 1863. aastal 2-käiguga 2-CP-de tõhususest 15%.

Neljataktilise mootori põhimõtet pakuti esmakordselt välja N. A. Otto 1876. aastal, seda disainerit ise õpetatakse auto esimese mootori loojaks. Mootoril oli toitumise gaasisüsteem, leiutaja 1.St maailma karburaatori mootori bensiini peetakse Vene disainer O. S. Kostovitši.

Otto tsükli toimimist rakendatakse paljude kaasaegsete mootorite puhul, kokku on neli kella:

• sisselaskeava (kui sisselaskeklapp avastatakse, on silindriline ruum täidetakse kütuse seguga);
• kompressioon (ventiilid suletakse (suletud), segu kokkusurumisel tekib selle protsessi lõpus süüte, mis annab süüteküünla);
• töötamine (kõrgete temperatuuride ja suure rõhu tõttu, kolvi kõrkjad alla, muudab ühendava varraste ja väntvõlli);
• vabastage (selle takti alguses, väljalaskeklapp avaneb, vabastades heitgaaside tee, väntvõll soojuse konversiooniga mehaanilises energias jätkuvalt pöörab, tõstes varras kolviga).

Kõik tacts on dokitud ja minna ringi ja hooratas, et poins energia energia aitab ketrama väntvõlli.

Kuigi võrreldes kahetaktilise valikuga tundub neljataktiline skeem täiuslikum, bensiini mootori tõhusus isegi parimal juhul ei ületa 25% ja suurim efektiivsus diiselmootorites, siin võib siin suurendada nii palju Võimaluse 50% -ni.

Atkinsoni termodünaamiline tsükkel

James Atkinson - Briti insener, kes otsustas moderniseerida leiutist Otto pakkus oma võimalust parandada kolmanda tsükli (töö käiku) 1882. aastal. Disainer tarniti suurendada mootori tõhusust ja vähendada kompressioonimenetlust, et mootori muuta ökonoomsemaks, vähem müra ja selle ehitusskeemi erinevus seisnes vänt-ühendamismehhanismi (CSM) ja sisse) muutmisel Kõigi Kellade läbimine ühe väntvõlli pöörde jaoks.

Kuigi Atkinsonil ja õnnestus suurendada oma mootori tõhusust juba patenteeritud OTTO leiutise suhtes, ei rakendata skeemi praktikas, mehaanika olid liiga keerulised. Kuid Atkinson sai esimene disainer, kes pakkusid DVS-i töö vähendatud kokkusurumise aste ja selle termodünaamilise tsükli põhimõtet võeti arvesse leiutaja Ralph Miller.

Idee vähendada tihendusprotsessi ja küllastunud tarbimist ei läinud unustusse, Ameerika R. Miller tagasi 1947. aastal. Aga seekord tegi insener kavandanud skeemi rakendama ilma KSM-i komplikatsioonita, vaid muutides gaasijaotuse faasi. Kaks versiooni kaaluti:

• töö insuldi sisselaskeklapi pesaga (LOCV või LÜHIVUS);
• insuldi varane sulgemisklapp (EICV või lühendatud sisselaskeava).

Sisselaskeklapi hiline sulgemisega saadakse OTO mootori suhtes lühendatud tihendus, mistõttu kütuse segu on sisselaskel kanalisse tagasi. Selline konstruktiivne lahendus annab:

• kütuse segu geomeetriline tihendamine;
• täiendavad kütuse kokkuhoid, eriti väikeste pöörete kohta;
• väiksem detonatsioon;
• madal müra.

Selle skeemi miinused on suured revide võimsuse vähendamine vähendada, kuna tihendusprotsess väheneb. Kuid silindrite täielikum täitmise tõttu suureneb madalate pöörete efektiivsuse suurenemine ja geomeetriline kompressioonimisam (tegelik väheneb). Nende protsesside graafilist pilti võib näha joonistel allpool esitatud tavapäraste graafikutega.

Milleri mootorid kaotavad OTTO suure kiirusega režiimides võimu osas, kuid linnade töötingimustes ei ole nii oluline. Kuid sellised mootorid on ökonoomsemad, nad on väiksemad, pehmemad ja magusamad töötavad.

Miller tsükli mootor auto mazda Xedos (2,3 l)

Eriline mehhanism gaasijaotuse kattuva klapid tagab kasvu aste kompressioon (SZ), kui standardses teostuses, see peaks olema 11, siis lühikese tihendusmootor, see arv suureneb 14 . 6-silindris 2) 2.3 l MAZDA XEDOS (SYYACTIV perekond) Teoreetiliselt tundub see: sisselaskeklapp (VC) avaneb, kui kolb asub ülemisse surnud punktis (lühendatud - VTT), see ei ole suletud Alumine punkt (NMT) ja hiljem jääb avatuks 70º. Sellisel juhul lükatakse osa kütuse- ja õhu segust sisselaskekollektorisse tagasi, surve algab pärast VC sulgemist. Tagades kolvi NMT:

• silindri maht väheneb;
• rõhk suureneb;
• küünla süütamine toimub teatud punktis, see sõltub koormusest ja revolutsioonide arvust (süüte ettemaksete süsteem töötab).

Siis kolvi langeb, pikendamine toimub, samas kui soojusülekanne silindrite seintel ei ole nii kõrge kui Otto skeemis lühikese tihenduse tõttu. Kui kolv on NMT-le, on gaasi vabanemine, siis kõik toimingud korratakse uuesti.

Sisselaskekollektori (laiem ja lühem kui tavaline) erikonfiguratsioon ja VC 70 kraadi avamisnurk SZ 14: 1 võimaldab süütami enne 8 ° langetamist tühikäigul ilma käegakatsutava plahvatuseta. Ka see skeem annab suurema protsendi kasuliku töö kohta või teisisõnu võimaldab teil tõhusust tõstatada. Tuleb välja, et töö valemiga A \u003d P DV (p on rõhk, DV - mahu muutus), mis ei ole suunatud silindrite seintele, ploki pea seintele, kuid läheb operatsiooni töö käiku. Skemaatiliselt, kogu protsessi saab vaadelda joonisel, kus tsükli algust (NMT) tähistab number 1, tihendusprotsess on punkti 2 (NTT), 2 kuni 3 - soojusvarustus alla fikseeritud kolb. Kui kolv pärineb punktist 3 kuni 4, on laiendus. Tehtud tööd on näidatud piirkonnas varjutatud.

Samuti saab kogu skeemi vaadelda koordinaatides t s, kus t on temperatuur ja S on entroopia, mis kasvab soojuse varuga ainega ja meie analüüsiga on see tingimus. Nimetused Q p ja q 0 - soojuse heitgaasi ja eemaldamise summa.

Puudumine Skactiv seeria - võrreldes klassikalise Otto, nende mootoritel on vähem spetsiifiline (tegelik) võimsus mootori 2.3 l kuue silindriga, see on ainult 211 hobujõudu ja siis registreerimisel turboülelaadimise ja 5300 p / min. Kuid mootorid on käegakatsutavad eelised:

• kõrge tihenduskraad;
• võime luua varajase süüte, samal ajal mitte detonatsiooni saamiseks;
• kiire kiirendamise tagamine kohast;
• suur tõhus tõhusus.

Ja veel üks tähtsam eelis Millertsükli mootori tootja Mazda on ökonoomne kütusekulu, eriti madalate koormuste ja tühikäigul.

Atkinsoni mootorid Toyota autodel

Kuigi Atkinsoni tsükkel ei leidnud oma praktilist rakendust 19. sajandil, rakendati selle mootori idee 21. sajandi võimsusüksustes. Sellised mootorid on paigaldatud mõnedele hübriidide sõiduautodele TOYOTA mudelitele, mis töötavad samaaegselt bensiini kütuse ja elektrienergia suhtes. On vaja selgitada, et puhtal kujul ei kasutata Atkinsoni teooriat, pigem saab Toyota inseneride uut arengut nimetada sisepõlemismootoriks, mis on kujundatud Atkinsoni / Miller tsükli poolt, kuna nad kasutavad standardset väntühendust mehhanism. Tihendamise tsükli vähendamine saavutatakse gaasijaotusfaaside muutuste tõttu, samas kui töökoja tsüklit pikendatakse. Sarnase skeemi kasutavate mootorite leidub Toyota autost:

• Prius;
• Yaris;
• AURIS;
• Highlander;
• Lexus GS 450h;
• Lexus CT 200h;
• Lexus HS 250H;
• Vitz.

Atkinsoni / Milleri rakendatud skeemiga mootorite mudeli valikut ajakohastatakse pidevalt, nii et 2017. aasta alguses hakkas Jaapani mure toota 1,5-liitrise nelja silindri mootoriga, mis töötab kõrge oktaanilise bensiiniga, pakkudes 111 hobujõudu jõud, Silindrite tihendamise suhe 13,5: üks. Mootor on varustatud VVT-st fasematorina, mis saab lülitada Otto / Atkinsoni režiime sõltuvalt kiirusest ja koormusest, selle elektriseadmega saab autoga kiirendada 100 km / h 11 sekundiga. Mootorit iseloomustab majandus, kõrge efektiivsus (kuni 38,5%), tagab suurepärase kiirenduse.

Diiseltsükkel

Esimene diiselmootor kujundas ja ehitas Saksa leiutaja ja insener Rudolph diislikütuse 1897. aastal, elektriseadmel oli suuri suurusi, seal olid veelgi aurusautod nende aastate jooksul. Just nagu Otto mootor, see oli neljataktiline, kuid eristati suurepärase efektiivsuse, kasutusmugavuse ja mootori tihendamise suhe oli oluliselt suurem kui bensiini elektriseadmest. Esimesed diiselmootorid hilja XIX sajandi töötas kerge naftatoodete ja taimeõlidega, oli ka katse kui kütuse kasutamiseks söe tolmu. Kuid katse langes peaaegu kohe:

• tagada tolmu tarnimine silindrisse oli problemaatiline;
• võttes abrasiivseid omadusi, söe püütud kiiresti silindri-kolvirühma.

Huvitav on see, et inglise leiutaja Herbert Eykroyd Stewart patenteeris sama sarnast mootorit kaks aastat varem kui Rudolf diisel, kuid diiselmootor oli võimeline ehitama silindrite mitmekordse rõhumudeli. Stuart mudel teoorias andis 12% termilise efektiivsusega, samas vastavalt diiselmoodustuse tõhususe jõudis kuni 50%.

Aastal 1898, Gustav Trainker ehitatud kõrgsurve õli mootori varustatud kaskaal, see mudel on otsene prototüüp kaasaegse diiselmootori.

Kaasaegsed diiselmootorid autodele

Nagu bensiini mootor mööda Otto tsüklit ja diiselmootoris, ei ole konstruktsiooni mõiste muutunud, kuid kaasaegne diiselmootori "OBROS" koos täiendavate sõlmedega: turbolaadur, elektrooniline kütuse juhtimissüsteem, vahekaart, erinevad andurid ja nii peal. Viimase aja jooksul töötatakse üha enam arendada ja käivitatakse rida elektriüksustesse otsese kütuse sissepritsega "ühine raudtee", pakkudes keskkonnasõbraliku heitgaasi gaaside vastavalt kaasaegsetele nõuetele, kõrge süstirõhu. Diiseld otsese süstimisega omavad üsna käegakatsutavaid eeliseid tavalise kütusesüsteemi mootorite üle:

• majanduslikult tarbida kütust;
• neil on suurem võimsus samas mahus;
• töötamine madala müraga;
• võimaldab auto kiirem kiirendada.

Ühiste raudteemootorite puudused: piisavalt suur keerukus, vajadus remondi ja hoolduse vajadus kasutada erivarustuse kasutamist, diislikütuse kvaliteeti, suhteliselt kõrged kulud. Nagu bensiin ВС, diiselmootorid on pidevalt paranenud, kõik on rohkem tehnoloogilisem ja raskem.

Video:Otto, Atkinson ja Miller tsükkel, mis erinevus:

Miller tsüklit tehti 1947. aastal Ameerika inseneri Ralph Miller Atkinsoni mootori eeliste kombineerimiseks lihtsama kolvi mootoriga Otto mootoriga. Selle asemel, et muuta tihendustakttsemente mehaaniliselt lühem kui insulti taktikal (nagu klassikaline Atkinsoni mootor, kus kolb liigub kiiremini kui alla), on Miller välja töötute taktiga lõppenud, hoides kolvi liikumist ja sama kiiruse alla (nagu klassikalises mootori Otto).

Selleks tegi Miller tegi kaks erinevat lähenemisviisi: kas sulgege sisselaskeklapp oluliselt varem kui sisselasketakti lõpp (või avage see kella) või sulgege see oluliselt hiljem kui selle takti lõppu. Esimene lähenemisviis mootorites on "lühendatud tarbimise" tingimuslik nimi ja teine \u200b\u200b- "lühendatud kompressioon". Lõppkokkuvõttes mõlemad lähenemisviisid annavad sama asja: langus tegelik Töösegu kokkusurumise aste geomeetrilise suhtes, säilitades samal ajal järjepideva laienemise aste (see tähendab, et töötaktimootori takt jääb samaks nagu OTO mootoris ja kompressiooni taktikal on vähendatud - nagu Atkinson, ainult vähendatakse Ajavahemiku järgi, kuid vastavalt segu kokkusurumisele).

Seega segu veski mootori pressitakse vähem kui see tuleb kokkusurutud OTO mootori sama mehaanilise geomeetria. See võimaldab teil suurendada geomeetrilist kompressiooni astet (ja seega laienemise aste!) Kütuse detonatsiooniomaduste põhjustatud piirangute ületamisest, mis toob kaasa tegeliku kompressiooni kehtivatele väärtustele eespool kirjeldatud tihendustsükli tõttu. Teisisõnu, sama tegelik Pakkumise aste (piiratud kütus) Miller mootoril on oluliselt suurem laienemine kui Otto mootor. See võimaldab paremini kasutada energia laiendamist silindris, mis tegelikult suurendab mootori termilist efektiivsust, tagab suure mootori tõhususe ja nii edasi.

Millertsükli termilise efektiivsuse suurendamise hüvitis Otto tsükliga võrreldes on kaasas selle mootori suuruse (ja mass) maksimaalne väljundvõimsuse kaotus silindri täitmise halvenemise tõttu. Kuna sama väljundvõimsuse saamiseks vajab Miller mootor suuremat mootorit kui Otto mootorit, mis suurendab tsükli soojuskahjustuse suurendamist osaliselt mehaanilise kadumise mehaanilise kadu (hõõrdumise, vibratsiooni jne) .

Arvutite juhtventiilid võimaldavad muuta silindri täitmise astet töötamise ajal. See võimaldab pigistada mootori maksimaalset võimsust majandusnäitajate halvenemise või parema tõhususe saavutamiseks võimsuse vähendamisega.

Sarnane ülesanne lahendatakse viiesuunalise mootoriga, millel on eraldi silindris toodetud pikendamine.

Miller tsükkel ( Millertsükkel) Tehandati 1947. aastal Ameerika inseneri Ralph Miller, meetodina Atkinsoni mootori eeliste kombineerimise meetodiks diiselmootori või OTO lihtsama kolvimehhanismiga.

Tsükkel oli konstrueeritud selleks, et vähendada ( vähendama) Temperatuurid ja värske õhu laadimise ( laadige õhutemperatuur.) enne kokkusurumist ( kompressioon) silindris. Selle tulemusena väheneb ballooni põlemistemperatuur adiabaatilise laienemise tõttu ( adiabaatiline laienemine.) Silindri sisenemisel värske õhu laadimine.

MILLER-tsükli mõiste sisaldab kahte valikut ( kaks varianti.):

a) enneaegse sulgemise aja valik ( täiustatud sulgemise ajastus) sisselaskeklapp ( sisselaskeklapp) või sulgemise ettemakse - enne surnud punkti allosas ( alumine surnud keskus.);

b) hilinenud sulgemise sisselaskeklapi valimine - pärast alumise surnud punkti (BDC).

Algselt kasutati Miller tsüklit ( algselt kasutatud) Mõnede diiselmootorite konkreetse võimsuse suurendamiseks ( mõned mootorid.). Värske õhu laadimise temperatuuri vähendamine ( Laadimise temperatuuri vähendamine) Mootori silindri tõi kaasa võimsuse suurenemise ilma oluliste muutusteta ( suured muudatused.) balloonide plokk ( silindriüksuse.). See oli tingitud asjaolust, et temperatuuri vähenemine teoreetilise tsükli alguses ( tsükli alguses) Suurendab õhu laengutihedust ( Õhu tihedus) ilma rõhu muutmata ( rõhu muutus) silindris. Kuigi mehaaniline tugevus mootori ( mootori mehaaniline piirmäär) nihked kõrgemale võimsusele ( kõrgem võimsus), termilise koormuse piiri ( termiline koormuspiir.) nihked keskmiste temperatuuri alandamiseks ( madalamad keskmised temperatuurid.) Tsükkel.

Tulevikus on Millertsükkel põhjustanud huvi NOH heitkoguste vähendamise seisukohast. Kahjulike heitkoguste intensiivne jaotamine Noh algab siis, kui mootori silindris on ületatud temperatuur üle 1500 ° C - selles riigis muutuvad lämmastikuaatomid ühe või mitme aatomi kahjumi tõttu keemiliselt aktiivseks. Ja milliste tsükli kasutamisel tsüklitemperatuuri vähenemisel ( vähendage tsükli temperatuuri) ilma muutumatu võimsuseta ( püsiv võimsus) 10% vähenemine NEA heitkoguste vähendamine täiskoormusega ja 1% (\\ t protsenti.) Kütusekulu vähendamine. Peamiselt ( peamiselt) See on tingitud soojuskadude vähenemisest ( soojuskadu.) samas surve silindris ( silindri rõhu tase.).

Kuid oluliselt kõrgem ülelaadimine ( oluliselt suurem suurenemine survet) samal võimsusel ja õhu osas kütuse kohta ( air / kütuse suhe) Millertsükli laialt levinud raskendas. Kui gaasi turbolaaduri maksimaalne saavutatav surve ( maksimaalne Achable Boost Surve) Keskmine efektiivse rõhu soovitud väärtuse suhtes liiga madal (\\ t soovitud keskmine tõhus surve), see toob kaasa olulise jõudluse piiramise ( märkimisväärne tulemus.). Isegi piisava rõhu korral neutraliseeritakse kütusekulu vähendamise võimalus osaliselt neutraliseeritakse (\\ t osaliselt neutraliseeritud) liiga kiire ( liiga kiiresti.) KPD kompressori ja turbiini vähendamine ( kompressor ja turbiin.) gaasi turbopump kõrge kompressioonikraadiga ( kõrged kompressioonimõtted.). Seega nõudis veski tsükli praktilist kasutamist gaasi turbolaaduri kasutamist väga kõrge rõhupressiooniga ( väga kõrge kompressorisurve suhtarvud) ja kõrge efektiivsuse kõrge efektiivsusega kokkusurumise kraadides ( suurepärane tõhusus kõrgsurve suhtarvudes).

Joonis fig. 6. Kaheastmeline turboülelaadumissüsteem (kaheastmeline turboseadme süsteem)

Nii suure kiirusega mootorid 32FX ettevõtted Nigata Engineering»Maksimaalne põlemisrõhk P max ja temperatuur põlemiskambris ( põlemiskamber.) toetatakse normaalsel tasemel ( normaalne tase.). Kuid samal ajal suureneb keskmine efektiivne surve ( piduri keskmine Efektiivne surve) ja vähendas kahjulike heitkoguste taset Noh ( vähendage NOx heitkoguseid).

Esimene versioon Miller tsükli valitakse 6L32FX diiselmootori: enneaegse sulgemise ajal sisselaskeklapp 10 kraadi NMT (BDC) asemel 35 kraadi pärast NMT ( pärastBDC) nagu 6L32CX mootor. Kuna täitmisaeg väheneb normaalse rõhu all ( tavaline suurendusrõhk) Silinder saab väiksema mahu värske õhu tasu ( Õhumaht väheneb). Sellest tulenevalt halveneb kütusepõletuse voolu silindris ja selle tulemusena väheneb väljundvõimsus ja heitgaaside temperatuur suureneb ( väljalaske temperatuur tõuseb.).

Endise ettemääratud väljundvõimsuse saamiseks ( sihitud väljund) Silindrile on vaja suurendada õhu kogust vähendatud aja jooksul. Selleks suurendage tõusu survet ( suurendage tõusu survet).

Samal ajal, üheastmelise gaasi turbondava süsteemi ( Üheastmeline turboülelaadur) ei saa pakkuda suuremat survet ( suurem suurendamine survet).

Seetõttu kaheastmelise süsteemi arendamine ( kaheastmeline süsteem) gaasi turbondava, kus madal ja kõrgsurveturdurid ( madalsurve ja kõrgsurve-turbolaadurid) Asub järjekindlalt ( Ühendatud seeriaga.) järjest. Pärast iga turbolaadurit paigaldatakse kaks vaheõhu jahutit ( Õhu jahutite sekkumine.).

Milleri tsükli kasutuselevõtt koos kaheastmelise gaasi Turbondava süsteemiga võimaldas suurendada võimsustegurit 38.2 (keskmine efektiivne rõhk on 3,09 MPa, keskmine kolvi määr on 12,4 m / s) 110% -ga koormus ( maksimaalne koormus). See on parim tulemus mootorite jaoks kolvi läbimõõduga 32 cm.

Lisaks saavutati paralleelselt 20% heitkoguste taseme taseme vähenemine ( NOX heitkoguste tase) kuni 5,8 g / kWh koos IMO 11,2 g / kWh nõuetega. Kütusekulu ( Kütusekulu) oli mõnevõrra suurenenud madalate koormustega töötamisel ( madal koormus.) Töö. Kuid keskmise ja kõrge koormusega ( kõrgemad koormused.) Kütusekulu vähenes 75%.

Seega suurendatakse Atkinsoni mootori tõhusust mehaanilise vähenemise tõttu Millertsüklis tTÜ tihendus seoses tööliiguga sisselaskeava tõttu vähendatud või suurenenud . Samal ajal päästetakse kolvi kiiruse liikumine üles ja alla sama (nagu klassikalises mootoris Otto - diisel).

Sama rõhusuhkuriga on silindri laadimine värske õhu vähenemine aja vähenemise tõttu ( sobiva ajastusega vähendatud) sisselaskeklapi avamine ( sisselaskeklapp.). Seetõttu värske õhu tasu ( laadige õhku.) Turboülelaadur on kokkusurutud ( kokkusurutud) mootori tsükli jaoks vajaliku suurema rõhuga ( mootori tsükkel). Seega suurendades survestamise suurust, vähenenud sisselaskeklapi vähenenud avamisaega, sama osa värske õhu voolab silindrisse. Samal ajal värske laengu õhu, mis läbib suhteliselt kitsas sisendvoolu sektsiooni, laiendab (õhuklapi efekti) silindrid ( silindrid.) ja jahutab vastavalt ( sellest tulenev jahutus.).