A Miller-ciklus egy termodinamikai ciklus, amelyet négyütemű belső égésű motorokban használnak. A Miller-ciklust 1947-ben Ralph Miller amerikai mérnök javasolta az Atkinson-motor előnyeinek és az Otto-motor egyszerűbb dugattyús mechanizmusának egyesítésére. Ahelyett, hogy a kompressziós löketet mechanikusan rövidebbé tenné, mint a teljesítménylöketnél (mint a klasszikus Atkinson-motorban, ahol a dugattyú gyorsabban mozog felfelé, mint lefelé), Miller azzal az ötlettel állt elő, hogy a szívólöket rovására lerövidítse a kompressziós löketet. , a dugattyú fel és le mozgását ugyanazon a sebességen tartva (mint a klasszikus Otto motornál).

Miller ennek érdekében két különböző megközelítést javasolt: vagy lényegesen hamarabb zárja be a szívószelepet, mint a szívólöket vége (vagy nyissa ki később, mint ennek a löketnek a kezdete), vagy zárja be jelentősen később, mint ennek a löketnek a vége. A motorszakértők körében az első megközelítést hagyományosan „rövidített bevitelnek”, a másodikat pedig „rövid kompressziónak” nevezik. Végső soron mindkét megközelítés ugyanazt adja: csökkenti a munkakeverék tényleges kompressziós arányát a geometriaihoz képest, miközben állandó tágulási arányt tart fenn (vagyis a teljesítménylöket ugyanaz marad, mint az Otto motornál, és úgy tűnik, hogy a kompressziós löket lerövidül - mint Atkinsonnál, csak nem az idő, hanem a keverék kompressziós foka csökkenti). Nézzük meg közelebbről Miller második megközelítését.- mivel ez valamivel előnyösebb a kompressziós veszteségek szempontjából, és ezért gyakorlatilag ezt valósítják meg a Mazda „Miller Cycle” sorozatú autómotorjaiban (ilyen 2,3 literes, mechanikus feltöltővel ellátott V6-os motor került a Mazda Xedos-ba -9 autó elég sokáig, és a közelmúltban Az ilyen típusú legújabb, 1,3 literes „szívó” I4-es motort a Mazda-2 modell kapta meg).

Egy ilyen motorban a szívószelep nem zár be a szívólöket végén, hanem nyitva marad a kompressziós löket első részében. Bár a beviteli löketen üzemanyag-levegő keverék a henger teljes térfogata megtelt, a keverék egy részét visszanyomják szívócsonk a nyitott szívószelepen keresztül, miközben a dugattyú felfelé mozog a kompressziós löketen. A keverék összenyomása valójában később kezdődik, amikor a szívószelep végül bezárul, és a keverék a hengerbe záródik. Így a Miller-motorban lévő keverék kevésbé van összenyomva, mint egy ugyanolyan mechanikai geometriájú Otto-motorban. Ez lehetővé teszi, hogy növelje geometriai fok az üzemanyag robbanási tulajdonságai miatt a határértékek feletti kompressziót (és ennek megfelelően a tágulás mértékét!) - ezzel a tényleges kompressziót elfogadható értékeket a fent leírt „kompressziós ciklus lerövidülése” miatt. Más szóval, ugyanazon a tényleges sűrítési arány mellett (amelyet az üzemanyag korlátoz) a Miller motor tágulási aránya lényegesen magasabb, mint az Otto motoré. Ez lehetővé teszi a hengerben táguló gázok energiájának teljesebb kihasználását, ami tulajdonképpen növeli a motor termikus hatásfokát, biztosítja a motor magas hatásfokát stb.

Természetesen a fordított töltési lökettérfogat a motor teljesítményének csökkenését jelenti, és azért atmoszférikus motorok egy ilyen cikluson való működésnek csak viszonylag szűk részterheléses üzemmódban van értelme. Állandó szelepidőzítés esetén ezt a teljes dinamikatartományban csak a feltöltéssel lehet kompenzálni. A hibrid modelleknél a vonóerő hiányát kedvezőtlen körülmények között a villanymotor vonóereje kompenzálja.

A Miller-ciklus Otto-ciklushoz viszonyított megnövekedett termikus hatásfokának előnye egy adott motormérethez (és tömeghez) tartozó csúcsteljesítmény-veszteséggel jár a csökkentett hengertöltés miatt. Ugyanolyan teljesítmény eléréséhez Miller motorra lenne szükség nagyobb méretű mint egy Otto motornál, a ciklus termikus hatásfokának növeléséből származó nyereséget részben a motor méretével növekvő mechanikai veszteségekre (súrlódás, rezgés stb.) fordítják. A Mazda mérnökei ezért készítették el elsőjüket soros motor a Miller-ciklussal nem atmoszférikus. Amikor egy Lysholm típusú kompresszort csatlakoztattak a motorhoz, vissza tudták állítani a nagy teljesítménysűrűséget anélkül, hogy sokat veszítettek volna a Miller-ciklus által biztosított hatékonyságból. Ez a döntés határozta meg a vonzerejét Mazda motor V6 "Miller Cycle", a Mazda Xedos-9-re (Millenia vagy Eunos-800) telepítve. Végül is 2,3 literes üzemi térfogatával 213 LE teljesítményt ad. és 290 Nm forgatónyomaték, ami megegyezik a hagyományos 3 literes szívómotorok jellemzőivel, és ezzel egyidejűleg az ilyen motorok üzemanyag-fogyasztása erős motor tovább nagy autó nagyon alacsony - autópályán 6,3 l / 100 km, városban - 11,8 l / 100 km, ami megfelel a sokkal kisebb teljesítményű 1,8 literes motorok teljesítményének. A technológia további fejlesztése lehetővé tette a Mazda mérnökei számára, hogy egy Miller Cycle-motort építsenek, amely elfogadható fajlagos teljesítményjellemzőkkel rendelkezik, kompresszorok használata nélkül. új rendszer a szelep nyitási idejének szekvenciális változtatása A Szekvenciális szelepidőzítő rendszer, amely dinamikusan szabályozza a szívó- és kipufogófázisokat, lehetővé teszi a Miller-ciklusban rejlő maximális teljesítmény csökkenésének részleges kompenzálását. Az új motor soros, négyhengeres, 1,3 literes, két változatban készül: 74 lóerős (118 Nm nyomaték) és 83 lóerős (121 Nm). Ugyanakkor ezeknek a motoroknak az üzemanyag-fogyasztása 20 százalékkal csökkent egy azonos teljesítményű hagyományos motorhoz képest – száz kilométerenként alig több mint négy literre. Ráadásul a Miller-ciklusú motorok toxicitása 75 százalékkal alacsonyabb, mint a modern környezetvédelmi követelmények. Végrehajtás Klasszikusban Toyota motorok 90s fix fázisokkal, Otto cikluson üzemel, a szívószelep BDC után 35-45°-ban zár (az elfordulási szögnek megfelelően főtengely), a tömörítési arány 9,5-10,0. Többben modern motorok VVT-vel lehetséges zárási tartomány szívószelep BDC után 5-70°-ra bővült, a tömörítési arány 10,0-11,0-ra nőtt. A csak Miller-cikluson működő hibrid modellek motorjaiban a szívószelep zárási tartománya 80-120° ... 60-100° a BDC után. Geometriai tömörítési arány - 13,0-13,5. A 2010-es évek közepére új motorok jelentek meg széleskörű változó szelepidőzítés (VVT-iW), amely a hagyományos ciklusban és a Miller-ciklusban is működhet. Az atmoszférikus változatoknál a BDC után 30-110° a szívószelep zárási tartománya 12,5-12,7 geometriai kompressziós aránnyal, a turbós változatoknál 10-100°, illetve 10,0.

OLVASSA EL IS AZ OLDALON Honda NR500 8 szelepes hengerenként két hajtókarral hengerenként, nagyon ritka, nagyon érdekes és elég drága motorkerékpár a világon, a hondások okosak és okosak voltak a versenyzéshez))) Kb 300 darabot gyártottak és most az árak. .. 1989-ben a Toyota egy új motorcsaládot, az UZ sorozatot vezette be a piacon. Három motor jelent meg a sorban, amelyek hengerűrtartalomban különböznek egymástól: 1UZ-FE, 2UZ-FE és 3UZ-FE. Szerkezetileg azok V alakú nyolcas az osztályról...

Miller ciklus ( Miller ciklus) 1947-ben Ralph Miller amerikai mérnök javasolta, hogy az Atkinson-motor előnyeit a dízel- vagy Otto-motorok egyszerűbb dugattyús mechanizmusával kombinálják.

A ciklus célja, hogy csökkentse ( csökkenteni) a frisslevegő-töltet hőmérséklete és nyomása ( töltőlevegő hőmérséklet) tömörítés előtt ( tömörítés) hengerben. Ennek eredményeként a henger égési hőmérséklete az adiabatikus tágulás miatt csökken ( adiabatikus tágulás) friss levegő feltöltése a hengerbe való belépéskor.

A Miller-ciklus koncepciója két lehetőséget tartalmaz ( két változat):

a) idő előtti zárás kiválasztása ( fejlett zárási időzítés) szívószelep ( szívószelep) vagy zárás előre - az alsó holtpont előtt ( alsó holtpont);

b) a szívószelep késleltetett zárási idejének kiválasztása - az alsó holtpont (BDC) után.

A Miller-ciklust eredetileg használták ( kezdetben használt) egyes dízelmotorok teljesítménysűrűségének növelésére ( néhány motor). A frisslevegő-töltet hőmérsékletének csökkentése ( A töltés hőmérsékletének csökkentése) a motor hengerében jelentős változás nélkül a teljesítmény növekedéséhez vezetett ( nagy változások) hengerblokk ( hengeregység). Ezt azzal magyarázták, hogy az elméleti ciklus elején a hőmérséklet csökkenése ( a ciklus elején) növeli a levegő töltet sűrűségét ( légsűrűség) nyomásváltozás nélkül ( nyomásváltozás) egy hengerben. Míg a motor mechanikai szilárdsági határa ( a motor mechanikai határértéke) többre vált nagy teljesítményű (nagyobb teljesítmény), hőterhelési határ ( hőterhelési határ) alacsonyabb átlaghőmérsékletre vált ( alacsonyabb középhőmérséklet) ciklus.

Ezt követően a Miller-ciklus felkeltette az érdeklődést az NOx-kibocsátás csökkentése szempontjából. A káros NOx-kibocsátás intenzív felszabadulása akkor kezdődik, amikor a motor hengerének hőmérséklete meghaladja az 1500 °C-ot - ebben az állapotban a nitrogénatomok kémiailag aktívvá válnak egy vagy több atom elvesztése következtében. És a Miller-ciklus használatakor, amikor a ciklus hőmérséklete csökken ( csökkentse a ciklus hőmérsékletét) a teljesítmény megváltoztatása nélkül ( állandó teljesítmény) teljes terhelés mellett 10%-kal csökkent az NOx-kibocsátás, és 1%-kal ( százalék) az üzemanyag-fogyasztás csökkentése. Főleg ( főként) ez a hőveszteségek csökkenésével magyarázható ( hőveszteségek) azonos nyomás mellett a hengerben ( hengernyomás szintje).

Azonban lényegesen magasabb töltőnyomás ( lényegesen magasabb töltőnyomás) azonos teljesítmény és levegő/üzemanyag arány mellett ( levegő/üzemanyag arány) megnehezítette a Miller-ciklus széles körű elterjedését. Ha a gázturbófeltöltő maximális elérhető nyomása ( maximálisan elérhető töltőnyomás) túl alacsony lesz az átlagos effektív nyomás kívánt értékéhez képest ( kívánt átlagos effektív nyomás), ez a teljesítmény jelentős korlátozásához vezet ( jelentős leértékelés). Még ha elég is magas nyomású feltöltéssel, az üzemanyag-fogyasztás csökkentésének lehetősége részben semleges lesz ( részben semlegesített) túl gyors ( túl gyorsan) csökkenti a kompresszor és a turbina hatásfokát ( kompresszor és turbina) gázturbófeltöltő magas sűrítési aránynál ( magas tömörítési arányok). Így a Miller-ciklus gyakorlati használatához nagyon nagy nyomású kompressziós aránnyal rendelkező gázturbófeltöltő alkalmazására volt szükség ( nagyon magas kompresszornyomás arányok) És magas hatásfok magas tömörítési aránynál ( kiváló hatásfok magas nyomásviszony mellett).

Rizs. 6. Kétfokozatú turbófeltöltő rendszer

Tehát a vállalat nagy sebességű 32FX motorjaiban " Niigata Engineering» maximális nyomáségési P max és hőmérséklet az égéstérben ( égéskamra) csökkentett normál szinten tartják ( normál szinten). Ugyanakkor az átlagos effektív nyomás nő ( effektív fékezési középnyomás) és csökkentette a káros NOx-kibocsátás szintjét ( csökkenti az NOx-kibocsátást).

A Niigata 6L32FX dízelmotorja az első Miller-ciklus opciót választja: a szívószelep idő előtti zárása 10 fokkal a BDC (BDC) előtt, a BDC utáni 35 fok helyett ( után BDC), mint a 6L32CX motor. Mivel a töltési idő lecsökken, normál töltőnyomásnál ( normál töltőnyomás) kisebb mennyiségű friss levegő töltet kerül a hengerbe ( a levegő mennyisége csökken). Ennek megfelelően a tüzelőanyag égési folyamata a hengerben romlik, és ennek eredményeként csökken a kimenő teljesítmény és nő a kipufogógázok hőmérséklete ( a kipufogógáz hőmérséklete emelkedik).

Ugyanolyan meghatározott kimeneti teljesítmény eléréséhez ( célzott kimenet) növelni kell a levegő mennyiségét a hengerbe való belépésének csökkentett idejével. Ehhez növelje a töltőnyomást ( növeld a nyomásfokozó).

Ezzel egyidejűleg egy egyfokozatú gázturbófeltöltő rendszer ( egyfokozatú turbófeltöltés) nem tud magasabb töltőnyomást biztosítani ( magasabb töltőnyomás).

Ezért egy kétlépcsős rendszert dolgoztak ki ( kétlépcsős rendszer) gázturbófeltöltés, amelyben alacsony és nagynyomású turbófeltöltők ( alacsony nyomású és nagynyomású turbófeltöltők) egymás után vannak elrendezve ( sorba kapcsolva) sorban. Minden turbófeltöltő után két léghűtőt szerelnek fel ( beavatkozó léghűtőket).

A Miller-ciklus bevezetése a kétfokozatú gázturbófeltöltő rendszerrel együtt lehetővé tette a teljesítménytényező 38,2-re történő növelését (átlagos effektív nyomás - 3,09 MPa, átlagsebesség dugattyú - 12,4 m/s) 110%-os terhelésnél ( igényelt maximális terhelés). Ez a 32 cm-es dugattyúátmérőjű motoroknál elért legjobb eredmény.

Emellett ezzel párhuzamosan 20%-kal sikerült csökkenteni az NOx-kibocsátást ( NOx kibocsátási szint) 5,8 g/kWh-ig, az IMO előírásai szerint 11,2 g/kWh. Üzemanyag fogyasztás ( Üzemanyag fogyasztás) kis terhelés mellett kis mértékben megemelkedett ( alacsony terhelések) munka. Átlagos és nagy terhelések (nagyobb terhelések) az üzemanyag-fogyasztás 75%-kal csökkent.

És így, A motor hatékonysága Az Atkinson-növekedés a sűrítési ütem mechanikus csökkenése miatt (a dugattyú gyorsabban mozog felfelé, mint lefelé) a teljesítménylökethez (tágulási ütemhez) képest. A Miller-ciklusban kompressziós löket a munkalöket kapcsán csökkent vagy növeli a beviteli folyamat . Ugyanakkor a dugattyú fel-le mozgási sebessége változatlan marad (mint a klasszikus Otto-Diesel motornál).

Ugyanazon töltőnyomás mellett a henger friss levegővel való feltöltése csökken az idő csökkenése miatt ( megfelelő időzítéssel csökkenthető) a szívószelep kinyitása ( szívószelep). Ezért egy friss levegőtöltetet ( töltőlevegő) a turbófeltöltőben össze van nyomva ( összenyomva) a motorciklushoz szükségesnél magasabb töltőnyomásra ( motorciklus). Így a töltőnyomás növelésével a szívószelep csökkentett nyitási idejével a friss levegő ugyanannyi mennyisége kerül a hengerbe. Ebben az esetben egy viszonylag szűk bemeneti áramlási területen áthaladó frisslevegő-töltet kitágul (fojtószelep hatás) a hengerekben ( hengerek) és ennek megfelelően lehűtjük ( következményes lehűlés).

A Miller-ciklust 1947-ben Ralph Miller amerikai mérnök javasolta az Atkinson-motor előnyeinek és az Otto-motor egyszerűbb dugattyús mechanizmusának egyesítésére. Ahelyett, hogy a kompressziós löketet mechanikusan rövidebbé tenné, mint a teljesítménylöketnél (mint a klasszikus Atkinson-motorban, ahol a dugattyú gyorsabban mozog felfelé, mint lefelé), Miller azzal az ötlettel állt elő, hogy a szívólöket rovására lerövidítse a kompressziós löketet. , a dugattyú fel és le mozgását ugyanazon a sebességen tartva (mint a klasszikus Otto motornál).

Miller ennek érdekében két különböző megközelítést javasolt: vagy lényegesen hamarabb zárja be a szívószelepet, mint a szívólöket vége (vagy nyissa ki később, mint ennek a löketnek a kezdete), vagy zárja be jelentősen később, mint ennek a löketnek a vége. A motorszakértők körében az első megközelítést hagyományosan „rövidített bevitelnek”, a másodikat pedig „rövid kompressziónak” nevezik. Végső soron mindkét megközelítés ugyanazt éri el: csökkenti tényleges a munkakeverék kompressziós foka a geometriaihoz képest, miközben állandó tágulási fokot tart fenn (vagyis a teljesítménylöket ugyanaz marad, mint az Otto-motorban, és úgy tűnik, hogy a kompressziós löket lerövidül - mint Atkinsoné, csak nem időben, hanem a keverék összenyomódási fokában rövidül) .

Így a Miller-motorban lévő keverék kevésbé van összenyomva, mint egy ugyanolyan mechanikai geometriájú Otto-motorban. Ez lehetővé teszi a geometriai sűrítési arány (és ennek megfelelően a tágulási arány!) növelését az üzemanyag robbanási tulajdonságai által meghatározott határértékek fölé - a tényleges kompressziót elfogadható értékekre hozva a fent leírt „rövidülés miatt”. a tömörítési ciklus”. Más szóval, ugyanazért tényleges kompressziós arány (amelyet az üzemanyag korlátoz), a Miller motor tágulási aránya lényegesen nagyobb, mint az Otto motoré. Ez lehetővé teszi a hengerben táguló gázok energiájának teljesebb kihasználását, ami tulajdonképpen növeli a motor termikus hatásfokát, biztosítja a motor magas hatásfokát stb.

A Miller-ciklus Otto-ciklushoz viszonyított megnövekedett termikus hatásfokának előnye egy adott motormérethez (és tömeghez) tartozó csúcsteljesítmény-veszteséggel jár a csökkentett hengertöltés miatt. Mivel ugyanazon teljesítmény eléréséhez nagyobb Miller-motorra lenne szükség, mint egy Otto-motorhoz, a ciklus megnövekedett termikus hatásfokából származó nyereséget részben a motor méretével növekvő mechanikai veszteségekre (súrlódás, rezgés stb.) fordítják.

A szelepek számítógépes vezérlése lehetővé teszi a henger töltési fokának megváltoztatását működés közben. Ez lehetővé teszi a motorból való kipréselést maximális teljesítmény, amikor a gazdasági mutatók romlanak, vagy jobb hatékonyságot érnek el, miközben csökkentik a teljesítményt.

Hasonló problémát old meg egy ötütemű motor, amelyben a további bővítést külön hengerben hajtják végre.

A belső égésű motor nagyon távol áll az ideálistól, legjobb esetben eléri a 20-25%-ot, a dízel 40-50%-ot (vagyis a maradék üzemanyagot szinte üresen égetik el). A hatékonyság növelése érdekében (az együtthatót ennek megfelelően növelje hasznos akció) a motor kialakítását javítani kell. Sok mérnök küszködik ezzel a mai napig, de az elsők csak néhány mérnök volt, például Nikolaus August OTTO, James ATKINSON és Ralph Miller. Mindenki végrehajtott bizonyos változtatásokat, és igyekezett gazdaságosabbá és hatékonyabbá tenni a motorokat. Mindegyik egy meghatározott munkaciklust javasolt, amely gyökeresen eltérhet az ellenfél tervétől. Ma megpróbálom egyszerű szavakkal, magyarázd el, mik a fő különbségek a belső égésű motorok működésében, és persze a videós változat a végén...

A cikk kezdőknek íródott, tehát ha Ön tapasztalt mérnök, akkor nem kell elolvasnia, hanem a hurkok általános megértéséhez íródott. belső égésű motor működése.

Azt is szeretném megjegyezni, hogy a variációk különféle kivitelek sok, a leghíresebbek, amiket még ismerhetünk, a DIESEL, STIRLING, CARNO, ERICSONN ciklusok stb. Ha összeszámoljuk a kiviteleket, akkor kb 15 darab lehet és nem minden belsőégésű motor, hanem pl a STIRING külső.

De a leghíresebbek, amelyeket ma is autókban használnak, az OTTO, ATKINSON és MILLER. Erről fogunk beszélni.

Valójában ez egy közönséges belső égésű hőmotor, az éghető keverék kényszergyújtásával (gyújtógyertyán keresztül), amelyet ma már az autók 60-65% -ában használnak. IGEN – igen, ami a motorháztető alatt van, az OTTO ciklus szerint működik.

Ha azonban beleásunk a történelembe, egy ilyen belső égésű motor első elvét Alphonse BEAU DE ROCHE francia mérnök javasolta 1862-ben. De ez egy elméleti működési elv volt. Az OTTO 1878-ban (16 évvel később) fémben testesítette meg ezt a motort (a gyakorlatban), és szabadalmaztatta ezt a technológiát

Lényegében négyütemű motorról van szó, melynek jellemzői:

• Bemenet . Friss levegő-üzemanyag keverék ellátása. A bemeneti szelep kinyílik.
• Tömörítés . A dugattyú felfelé megy, összenyomja ezt a keveréket. Mindkét szelep zárva van
• Működő löket . A gyújtógyertya meggyújtja a sűrített keveréket, a meggyújtott gázok lenyomják a dugattyút
• Kipufogógáz eltávolítás . A dugattyú felfelé megy, kinyomja az égett gázokat. Megnyílik Kipufogó szelep

Szeretném megjegyezni, hogy a szívó- és kipufogószelepek szigorú sorrendben működnek - UGYANAZ a magasban és a fokozatban alacsony fordulatszám. Vagyis a különböző sebességeknél nincs változás a teljesítményben.

Motorjában az OTTO alkalmazta elsőként a munkakeverék kompresszióját a ciklus maximális hőmérsékletének emelésére. Amely adiabatikusan történt (egyszerű szavakkal, hőcsere nélkül a külső környezettel).

A keverék összenyomása után gyújtógyertyával meggyújtották, majd megkezdődött a hőelvonás folyamata, amely szinte izohor mentén (vagyis a motor hengerének állandó térfogatán) haladt.

Mivel az OTTO szabadalmaztatta technológiáját, ipari felhasználása nem volt lehetséges. A szabadalmak megkerülése érdekében James Atkinson úgy döntött, hogy módosítja az OTTO-ciklust 1886-ban. És javasolta a saját belső égésű motor működési típusát.

Javasolta a löketidők arányának megváltoztatását, aminek köszönhetően a hajtókar szerkezetének bonyolításával növelték a teljesítménylöketet. Megjegyzendő, hogy az általa épített próbapéldány egyhengeres volt, és nem kapta meg széles körben elterjedt a tervezés bonyolultsága miatt.

Ha dióhéjban leírjuk ennek a belső égésű motornak a működési elvét, kiderül:

Mind a 4 ütem (befecskendezés, kompresszió, erőlöket, kipufogó) a főtengely egy fordulatában történt (az OTTO-nak két forgása van). Köszönhetően egy összetett karrendszernek, amelyet a „főtengely” mellé rögzítettek.

Ebben a kialakításban lehetőség volt bizonyos karhossz-arányok megvalósítására. Egyszerűen fogalmazva: a szívó- és kipufogólöketeknél a dugattyúlöket HOSSZABB, mint a kompressziós és a teljesítménylöketeknél.

Mit ad ez? IGEN, az a tény, hogy a karok hosszának aránya miatt lehet „játszani” a kompressziós aránnyal (változtatni), nem pedig a szívószelep „fojtószelepe” miatt! Ebből következtetünk az ACTISON ciklus előnyére a szivattyúzási veszteségek tekintetében

Az ilyen motorok meglehetősen hatékonynak bizonyultak, nagy hatásfokkal és alacsony üzemanyag-fogyasztással.

azonban negatív pontok is sok volt:

• Bonyolultság és nehézkes kialakítás
• Alacsony fordulatszámon alacsony
• Rossz fojtószelep-szabályozás, akár ()

Folyamatos pletykák keringenek arról, hogy az ATKINSON elvet használták hibrid autók, különösen a TOYOTA vállalat. Ez azonban egy kicsit nem igaz, ott csak az ő elvét használták, de a tervezést egy másik mérnök, mégpedig Miller használta. Tiszta formájukban az ATKINSON motorok inkább elszigeteltek, mint széles körben elterjedtek.

Ralph Miller 1947-ben szintén a tömörítési arány mellett döntött. Vagyis úgymond folytatni fogja ATKINSON munkáját, de nem vette fel összetett motor(karokkal), rendes belső égésű motor pedig OTTO.

Mit javasolt . A kompressziós löketet nem tette mechanikusan rövidebbre az erőlöketnél (ahogyan Atkinson javasolta, a dugattyúja gyorsabban mozog felfelé, mint lefelé). Azzal az ötlettel állt elő, hogy a szívólöket rovására lerövidítse a kompressziós löketet, a dugattyúk fel és le mozgását ugyanazon tartva (klasszikus OTTO motor).

Két út volt:

• Zárja el a szívószelepeket a szívólöket vége előtt – ezt az elvet „rövid beszívásnak” nevezik.
• Vagy zárja be a szívószelepeket a szívólöketnél később – ezt az opciót „rövidített kompressziónak” hívják.

Végül mindkét elv ugyanazt adja - a munkakeverék kompressziós arányának csökkenését a geometriaihoz képest! A tágulás mértéke azonban megmarad, vagyis megmarad a teljesítménylöket (mint az OTTO belsőégésű motornál), a kompressziós löket pedig lerövidülni látszik (mint az Atkinson belsőégésű motornál).

Egyszerű szavakkal — a levegő-üzemanyag keverék a MILLER-ben sokkal kevésbé van összenyomva, mint amennyit ugyanabban a motorban az OTTO-ban kellett volna. Ez lehetővé teszi a tömörítés geometriai fokának és ennek megfelelően a tágulás fizikai fokának növelését. Sokkal nagyobb, mint ami az üzemanyag robbanási tulajdonságainak köszönhető (vagyis a benzint nem lehet a végtelenségig összenyomni, megindul a detonáció)! Így, amikor az üzemanyag a TDC-nél (vagy inkább a holtponton) meggyullad, sokkal nagyobb a tágulása, mint az OTTO kivitelben. Ez lehetővé teszi a hengerben táguló gázok energiájának sokkal nagyobb kihasználását, ami növeli a szerkezet hőhatékonyságát, ami nagy megtakarítást, rugalmasságot stb.

Érdemes azt is figyelembe venni, hogy a kompressziós löket során csökkennek a szivattyúzási veszteségek, vagyis a MILLER-rel könnyebb az üzemanyag összenyomása és kevesebb energiaigény.

Negatív oldalak – ez a kimeneti csúcsteljesítmény csökkenése (különösen Magassebesség) a hengerek rosszabb töltése miatt. Az OTTO-val azonos teljesítmény eléréséhez (nagy fordulatszámon) a motort nagyobbra (nagyobb hengerekre) és masszívabbra kellett építeni.

Modern motorokon

Szóval mi a különbség?

A cikk bonyolultabbnak bizonyult, mint amire számítottam, de összefoglalva. AKKOR kiderül:

OTTÓ - ez a hagyományos motor alapelve, amelyet ma már a legtöbb modern autóba telepítenek

ATKINSON - hatékonyabb belső égésű motort kínált a sűrítési arány megváltoztatásával a főtengelyhez csatlakoztatott karok összetett szerkezetével.

PROS - üzemanyag-takarékosság, rugalmasabb motor, kevesebb zaj.

KONSZ – terjedelmes és összetett kialakítás, alacsony nyomaték alacsony fordulatszámon, rossz fojtószelep-szabályozás

Tiszta formájában ma már gyakorlatilag nem használják.

MOLNÁR - javasolt alacsonyabb kompressziós arány alkalmazása a hengerben, a szívószelep késői zárásával. Óriási a különbség az ATKINSON-nal, mert nem az ő dizájnját használta, hanem az OTTO-t, de nem tiszta formájában, hanem módosított időzítési rendszerrel.

Feltételezzük, hogy a dugattyú (sűrítési löketen) kisebb ellenállással megy (szivattyúzási veszteségek), és geometriailag jobban összenyomja a levegő-üzemanyag keveréket (detonációját leszámítva), azonban a tágulás mértéke (gyertyával meggyújtva) szinte ugyanaz marad, mint az OTTO ciklusban.

PROS - üzemanyag-takarékosság (különösen alacsony sebességnél), rugalmasság, alacsony zajszint.

HÁTRÁNYOK – teljesítménycsökkenés nagy fordulatszámon (a rosszabb hengertöltés miatt).

Érdemes megjegyezni, hogy a MILLER elvet ma már alkalmazzák egyes autókon alacsony sebességnél. Lehetővé teszi a szívó- és kipufogófázisok beállítását (kibővítése vagy szűkítése a használatával

Mielőtt a Mazda Miller motor tulajdonságairól beszélnék, megjegyzem, hogy ez nem ötütemű, hanem négyütemű, mint az Otto motor. A Miller motor nem más, mint egy továbbfejlesztett klasszikus motor belső égés. Szerkezetileg ezek a motorok szinte azonosak. A különbség a szelep időzítésében rejlik. Ami megkülönbözteti őket, hogy a klasszikus motor Nicholas Otto német mérnök, a Mazda Miller motorja pedig James Atkinson brit mérnök ciklusa szerint működik, bár valamiért Ralph Miller amerikai mérnökről kapta a nevét. . Utóbbi saját belső égésű motor működési ciklust is kialakított, de hatásfokát tekintve elmarad az Atkinson-ciklustól.

A Xedos 9 modellre (Millenia vagy Eunos 800) felszerelt V alakú „hatos” vonzereje, hogy 2,3 literes lökettérfogattal 213 LE-t ad le. nyomatéka pedig 290 Nm, ami egyenértékű a 3 literes motorok jellemzőivel. Ugyanakkor egy ilyen erős motor üzemanyag-fogyasztása nagyon alacsony - autópályán 6,3 (!) l/100 km, városban - 11,8 l/100 km, ami megfelel az 1,8-2 literes teljesítményének. motorok. Nem rossz.

A Miller-motor titkának megértéséhez emlékeznie kell az ismerős Otto négyütemű motor működési elvére. Az első löket a beszívás. A szívószelep nyitása után kezdődik, amikor a dugattyú közel van top halott pontok (TDC). Lefelé haladva a dugattyú vákuumot hoz létre a hengerben, ami elősegíti a levegő és az üzemanyag beszívását. Ugyanakkor alacsony és közepes motorfordulatszámú üzemmódokban, amikor a fojtószelep részlegesen nyitva van, úgynevezett szivattyúzási veszteségek jelentkeznek. Lényege, hogy a szívócsőben lévő nagy vákuum miatt a dugattyúknak szivattyú üzemmódban kell működniük, ami a motor teljesítményének egy részét felemészti. Ezenkívül ez rontja a hengerek feltöltését friss töltéssel, és ennek megfelelően növeli az üzemanyag-fogyasztást és a károsanyag-kibocsátást. káros anyagok légkörben. Amikor a dugattyú eléri az alját holtpont(BDC), a szívószelep zár. Ezt követően a dugattyú felfelé haladva összenyomja az éghető keveréket - kompressziós löket következik be. A TDC közelében a keverék meggyullad, az égéstérben a nyomás nő, a dugattyú lefelé mozog - a teljesítménylöket. A BDC-nél a kipufogószelep kinyílik. Amikor a dugattyú felfelé mozog - a kipufogólöket - a hengerekben maradó kipufogógázok a kipufogórendszerbe kerülnek.

Érdemes megjegyezni, hogy a kipufogószelep nyitásakor a hengerekben lévő gázok még mindig nyomás alatt vannak, ezért ennek a fel nem használt energiának a felszabadulását kipufogógáz-veszteségnek nevezzük. A zajcsökkentés funkcióját a kipufogórendszer hangtompítójához rendelték.

A negatív jelenségek csökkentése érdekében, amelyek akkor jelentkeznek, amikor egy motor klasszikus szelepvezérléssel működik, a Mazda Miller motorban a szelep időzítését az Atkinson-ciklusnak megfelelően módosították. A szívószelep nem az alsó holtpont közelében zár, hanem sokkal később - amikor a főtengely 700-kal elfordul a BDC-től (Ralph Miller motorjában a szelep fordítva zár - sokkal korábban, mint a dugattyú áthalad a BDC-n). Az Atkinson-ciklus ad egész sor előnyöket. Először is, a szivattyúzási veszteségek csökkennek, mivel a keverék egy része, amikor a dugattyú felfelé mozog, a szívócsőbe tolódik, csökkentve a vákuumot.

Másodszor, a tömörítési arány megváltozik. Elméletileg ugyanaz marad, hiszen a dugattyúlöket és az égéstér térfogata nem változik, de valójában a szívószelep késleltetett zárása miatt 10-ről 8-ra csökken. Ez pedig már csökkenti annak a valószínűségét, esemény detonációs égésüzemanyag, ami azt jelenti, hogy nincs szükség a motor fordulatszámának növelésére alacsonyabb sebességfokozatba kapcsolással, amikor a terhelés nő. A detonációs égés valószínűségét csökkenti az is, hogy a dugattyú felfelé mozgása során a hengerekből a szelep zárásáig kiszoruló éghető keverék a szívócsőbe viszi az égéstér falairól felvett hő egy részét. .

Harmadszor, a sűrítés és a tágulás mértéke közötti kapcsolat megszakadt, mivel a szívószelep későbbi záródása miatt a kompressziós löket időtartama az expanziós ütem időtartamához viszonyítva, amikor a kipufogószelep nyitva van, jelentősen megnőtt. csökkent. A motor az úgynevezett nagy expanziós arányú cikluson működik, amelyben a kipufogógázok energiáját hosszabb időn keresztül hasznosítják, pl. a kimeneti veszteségek csökkentésével. Ez lehetővé teszi a kipufogógázok energiájának teljesebb kihasználását, ami tulajdonképpen a motor magas hatásfokát biztosítja.

Az elit Mazda modellhez szükséges nagy teljesítmény és nyomaték eléréséhez a Miller motort használja mechanikus kompresszor Lysholm, a hengerblokk bütykébe szerelve.

A Xedos 9 autó 2,3 literes motorja mellett az Atkinson ciklust kezdték használni enyhén terhelt motorokban hibrid telepítés autó Toyota Prius. Abban különbözik a Mazdától, hogy nincs légfúvója, és a kompressziós arány magas - 13,5.