Atkinsona cikls praksē. Atkinsona cikla dzinējs

2024 Autors: Erin Ralphs | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-19 17:43

ICE ir izmantoti automašīnās jau gadsimtu. Kopumā to darbības princips kopš ražošanas sākuma nav piedzīvojis lielas izmaiņas. Bet, tā kā šim dzinējam ir daudz trūkumu, inženieri nebeidz izgudrot jauninājumus motora uzlabošanai. Pievērsīsimies vienam no tiem, ko sauc par Atkinsona ciklu. Šodien jūs varat dzirdēt, ka to izmanto dažās iekārtās. Bet kas tas ir un kā dzinējs ar to uzlabojas?

Atkinsona cikls

Nikolajs Otto, inženieris no Vācijas, 1876. gadā ierosināja ciklu, kas sastāv no:

• ievads;
• kompresija;
• insults;
• izlaidums.

Un desmit gadus vēlāk angļu izgudrotājs Džeimss Atkinsons to izstrādāja. Tomēr, izprotot detaļas, Atkinsona ciklu varam saukt par pilnīgi oriģinālu.

Iekšdedzes dzinēji ir kvalitatīvi atšķirīgi. Galu galā kloķvārpstai ir nobīdīti stiprinājuma punkti, lai samazinātu berzes enerģijas zudumus un palielinātu kompresijas pakāpi.

Tam ir arī citas gāzes sadales fāzes. Parastajam dzinējam virzulis aizveras uzreiz pēc nāves punkta šķērsošanas. Atkinsona ciklam ir cita shēma. Šeit gājiens ir ievērojami garāks, jo vārsts aizveras tikai līdz pusei virzuļa virzienā uz augšējo miršanas punktu (kur, pēc Otto domām, jau notiek saspiešana).

Teorētiski Atkinsona cikls ir aptuveni par desmit procentiem efektīvāks nekā Otto. Tomēr ilgu laiku tas netika izmantots praksē, jo tas spēj darboties darba režīmā tikai lielā ātrumā. Turklāt ir nepieciešams mehānisks kompresors, ar kuru to visu dažreiz sauc par “Atkinsona-Millera ciklu”. Tomēr izrādījās, ka līdz ar viņu tika zaudētas attiecīgās attīstības priekšrocības.

Tādēļ vieglajos automobiļos šāds Atkinsona cikls praktiski netika izmantots. Bet hibrīdos modeļos, piemēram, Toyota Prius, ražotāji sāka to izmantot pat sērijveidā. Tas kļuva iespējams, pateicoties šāda veida dzinēju specifiskajai darbībai: pie maza ātruma automašīna pārvietojas elektriskās vilces dēļ un tikai paātrinājuma laikā pārslēdzas uz benzīna agregātu.

Gāzes sadale

Pirmajam Atkinsona cikla dzinējam bija apjomīgs gāzes sadales mehānisms, kas radīja lielu troksni. Bet, kad, pateicoties amerikāņa Čārlza Naita atklājumam, parasto darbināmo vārstu vietā viņi sāka izmantot īpašas spoles uzmavu pāra veidā, kas bija izvietotas starp cilindru un virzuli, motors gandrīz pārstāja radīt troksni.. Tomēr sarežģītībaizmantotais dizains bija diezgan dārgs, taču prestižās automašīnu markās automašīnu īpašnieki bija gatavi maksāt par šādām ērtībām.

Tomēr jau trīsdesmitajos gados no šāda uzlabojuma atteicās, jo dzinēji bija īslaicīgi, benzīna un eļļas patēriņš bija pārāk liels.

Dzinēju attīstība šajā virzienā ir zināma arī šodien – varbūt inženieriem izdosies atbrīvoties no Čārlza Naita modeļa nepilnībām un izmantot priekšrocības.

Universālais nākotnes modelis

Šobrīd daudzi ražotāji izstrādā universālus dzinējus, kuros tiks apvienota benzīna agregātu jauda un lieliska dīzeļdzinēju saķere un efektivitāte.

Šajā ziņā veiksmīgus soļus pierāda fakts, ka benzīna agregāti ar tiešo degvielas iesmidzināšanu ir sasnieguši augstu kompresijas pakāpi, kas ir aptuveni trīspadsmit līdz četrpadsmit vienības (dīzeļdzinējiem šis līmenis ir nedaudz vairāk par septiņpadsmit līdz deviņpadsmit). virzienā. Tie pat darbojas tāpat kā kompresijas aizdedzes bloki. Mākslīgi ar sveci vajadzētu aizdedzināt tikai darba maisījumu.

Eksperimentālajos modeļos kompresija ir vēl lielāka – līdz piecpadsmit vai sešpadsmit vienībām. Bet līdz pašaizdegšanās brīdim līmenis nesasniedz. Tā vietā aizdedzes svece izslēdzas vienmērīgas kustības laikā, ļaujot dzinējam pārslēgties uz dīzelim līdzīgu režīmu un patērē mazāk degvielas.

Degšanu kontrolē elektronika, veicot pielāgojumus atkarībā no ārējiem apstākļiem.

Izstrādātāji to apgalvošis dzinējs ir ļoti ekonomisks. Tomēr netika veikts pietiekami daudz pētījumu par masveida ražošanu.

Mainīga saspiešanas pakāpe

Rādītājs ir ļoti svarīgs. Galu galā jauda, efektivitāte un ekonomija ir tieši atkarīga no augsta kompresijas pakāpes. Protams, to nevar palielināt bezgalīgi. Tāpēc jau kādu laiku attīstība ir apstājusies. Pretējā gadījumā pastāvēja detonācijas risks, kas var izraisīt dzinēja bojājumus.

Šis rādītājs īpaši atspoguļojas dzinējos ar kompresoru. Galu galā tie sasilst spēcīgāk, un tāpēc detonācijas varbūtības procents šeit ir daudz lielāks. Tāpēc dažreiz ir jāsamazina kompresijas pakāpe, kas, protams, samazina motora efektivitāti.

Ideālā gadījumā kompresijas pakāpei jāmainās vienmērīgi atkarībā no darbības režīma un slodzes. Bija daudz uzlabojumu, taču tie visi ir pārāk sarežģīti un dārgi.

Leģendārais Saab

Vislabākos rezultātus sasniedza Saab, kad 2000. gadā tas izlaida piecu cilindru dzinēju, kas ar 1,6 litru tilpumu ražoja aptuveni divsimt divdesmit piecus zirgus. Šis sasniegums joprojām šķiet neticams šodien.

Dzinējs ir sadalīts divās daļās, kur daļas ir savienotas viena ar otru eņģes veidā. Kloķvārpsta, klaņi un virzuļi atrodas zemāk, un cilindri ar galviņām atrodas augšpusē. Hidrauliskā piedziņa spēj noliekt monobloku ar cilindriem un galviņām, mainot kompresijas pakāpi, kad piedziņas kompresors ir ieslēgts. Neskatoties uz visu efektivitāti,izstrāde nācās aizkavēties arī augsto būvniecības izmaksu dēļ.

Vienkāršāk un pieejamāk

Līdz ar to varam secināt, ka Atkinsona cikla dzinējam ir bijusi nozīmīga loma motora mehānisma pilnveidošanā nākotnē. Šķiet, ka uzlabojumi, kas balstīti viens uz otru, beidzot novedīs iekšdedzes dzinēju uz optimālo darbības režīmu.