Az Atkinson-ciklus a gyakorlatban. Atkinson ciklusú motor

2024 Szerző: Erin Ralphs | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-19 16:48

A ICE-t egy évszázada használják autókban. Általánosságban elmondható, hogy működési elvük a gyártás kezdete óta nem változott lényegesen. De mivel ennek a motornak számos hiányossága van, a mérnökök nem hagyják abba az innovációk feltalálását a motor javítására. Térjünk rá az egyikre, amit Atkinson-ciklusnak hívnak. Ma már azt lehet hallani, hogy egyes gépekben használják. De mi ez, és hogyan lesz jobb vele a motor?

Atkinson-ciklus

Nikolaus Otto német mérnök 1876-ban javasolt egy ciklust, amely a következőkből áll:

• bemenet;
• tömörítés;
• stroke;
• kiadás.

És egy évtizeddel később James Atkinson angol feltaláló fejlesztette ki. Ha azonban megértjük a részleteket, az Atkinson-ciklust teljesen eredetinek nevezhetjük.

A belső égésű motorok minőségileg különböznek egymástól. Végül is a főtengely eltolt rögzítési pontokkal rendelkezik, így csökken a súrlódási energiaveszteség és nő a kompressziós arány.

Más gázelosztási fázisai is vannak. Hagyományos motoron a dugattyú a holtponton való áthaladás után azonnal zár. Az Atkinson-ciklusnak más a sémája. Itt lényegesen hosszabb a löket, mivel a szelep csak a dugattyú felénél zár a felső holtpontig (ahol Otto szerint már a kompresszió is megtörténik).

Elméletileg az Atkinson-ciklus körülbelül tíz százalékkal hatékonyabb, mint Otto. A gyakorlatban azonban sokáig nem használták, mivel csak nagy sebességnél képes üzemi üzemmódban működni. Ezenkívül szükség van egy mechanikus feltöltőre, amellyel mindezt néha „Atkinson-Miller ciklusnak” nevezik. Kiderült azonban, hogy vele a szóban forgó fejlesztés előnyei elvesztek.

Ezért a személygépkocsikban ilyen Atkinson-ciklust szinte soha nem alkalmaztak a gyakorlatban. De a hibrid modellekben, mint például a Toyota Prius, a gyártók sorozatban is elkezdték használni. Ez az ilyen típusú motorok sajátos működése miatt vált lehetővé: alacsony fordulatszámon az autó az elektromos tapadás miatt mozog, és csak gyorsításkor vált át benzines egységre.

Gázelosztás

Az első Atkinson-ciklusú motornak terjedelmes gázelosztó mechanizmusa volt, amely nagy zajt keltett. De amikor az amerikai Charles Knight felfedezésének köszönhetően a szokásos működtetett szelepek helyett speciális orsókat kezdtek használni pár hüvely formájában, amelyeket a henger és a dugattyú között helyeztek el, a motor szinte abbahagyta a zajt.. Azonban a komplexitásaz alkalmazott kialakítás meglehetősen drága volt, de a tekintélyes autómárkák esetében az autótulajdonosok hajlandóak voltak fizetni az ilyen kényelemért.

Azonban már a harmincas években ezt a fejlesztést elhagyták, mert a motorok rövid élettartamúak voltak, a benzin- és olajfogyasztás pedig túl magas volt.

Az ilyen irányú motorfejlesztések ma is ismertek – talán a mérnökök képesek lesznek megszabadulni a Charles Knight modell hiányosságaitól, és kihasználni az előnyöket.

A jövő univerzális modellje

Jelenleg sok gyártó fejleszt univerzális motorokat, amelyek egyesítik a benzinmotorok teljesítményét, valamint a dízelmotorok kiváló tapadását és hatékonyságát.

Ebben a tekintetben az a tény, hogy a közvetlen üzemanyag-befecskendezéses benzines egységek magas, körülbelül tizenhárom-tizennégy egységnyi sűrítési arányt értek el (dízelmotoroknál ez a szint valamivel több, mint tizenhét-tizenkilenc) ebben a tekintetben sikeres lépést jelent. irány. Sőt, ugyanúgy működnek, mint a kompressziós gyújtású egységek. Csak a munkakeveréket szabad mesterségesen gyertyával felgyújtani.

Kísérleti modellekben a tömörítés még nagyobb – akár tizenöt vagy tizenhat egység is lehet. De az öngyulladásig nem éri el a szintet. Ehelyett a gyújtógyertya egyenletes mozgás közben kikapcsol, lehetővé téve a motor számára, hogy dízel-szerű üzemmódba kapcsoljon, és kevesebb üzemanyagot fogyaszt.

Az égést elektronika szabályozza, a külső körülményektől függően módosítva.

A fejlesztők ezt állítjákez a motor nagyon gazdaságos. Azonban nem végeztek elegendő kutatást a tömeggyártással kapcsolatban.

Változó tömörítési arány

A mutató nagyon fontos. Végül is a teljesítmény, a hatékonyság és a gazdaságosság közvetlenül függ a nagy tömörítési aránytól. Természetesen nem növelhető a végtelenségig. Ezért a fejlesztés egy ideje leállt. Ellenkező esetben fennáll a detonáció veszélye, ami a motor károsodásához vezethet.

Ez a mutató különösen a kompresszoros motoroknál jelenik meg. Végül is erősebben felmelegszenek, ezért itt sokkal nagyobb a detonáció valószínűsége. Ezért néha csökkenteni kell a kompressziós arányt, ami természetesen csökkenti a motor hatásfokát.

Ideális esetben a tömörítési aránynak egyenletesen kell változnia az üzemmódtól és a terheléstől függően. Sok fejlesztés történt, de mindegyik túl bonyolult és drága.

Legendás Saab

A legjobb eredményeket a Saab érte el, amikor 2000-ben kiadott egy öthengeres motort, amely 1,6 literes térfogatával körülbelül kétszázhuszonöt lovat termelt. Ez a teljesítmény még ma is hihetetlennek tűnik.

A motor két részre van osztva, ahol az alkatrészek csuklósan kapcsolódnak egymáshoz. A főtengely, a hajtókarok és a dugattyúk alul, a hengerek fejjel felül találhatók. A hidraulikus hajtás képes megdönteni a monoblokkot hengerekkel és fejekkel, megváltoztatva a kompressziós arányt a hajtókompresszor bekapcsolásakor. Minden hatékonyság ellenére,a fejlesztést is el kellett halasztani a magas építési költségek miatt.

Könnyebb és elérhetőbb

Így arra a következtetésre juthatunk, hogy az Atkinson ciklusú motor jelentős szerepet játszott a motormechanizmus fejlesztésében a jövőben. Úgy tűnik, hogy az egymásra épülő fejlesztések végre a belső égésű motort az optimális működési módhoz vezetik.