Цикъл на Аткинсън: как работи. Представяне на тема "Piston DVS с цикъл" Atkinson-Miller "" принципът на работа на цикъла на Аткинсън

основното / Мнения за машини

Двигател вътрешно горене (DVS) се счита за един от най-важните възли в колата, от неговите характеристики, мощност, пикап и ефективност зависи от това колко удобно ще се почувства зад волана. Въпреки че автомобилите непрекъснато се подобряват, "превръщат" с навигационни системи, модни приспособления, мултимедия и т.н., двигателите остават почти непроменени, поне принципът на тяхната работа не се променя.

Цикъл Ото Аткинсън, който легна кола DVS.Той е проектиран в края на 19-ти век и оттогава почти няма глобални промени. Само през 1947 г. Ралф Милър успя да подобри развитието на своите предшественици, като вземе най-доброто от всеки от моделите на изграждане на двигателя. Но в общи черти, за да разберем принципа на действие на съвременните електрически единици, трябва да изглеждате малко в историята.

ОТО ДВИГАТЕЛИ Ото

Първият двигател за автомобил, който обикновено може да работи не само теоретично, е разработен от французина Е. Lenoar в далечния 1860 г., е първият модел с механизъм за свързване на коляно. Единицата работи върху газ, използвана от лодки, нейната ефективност (ефективност) не надвишава 4.65%. В бъдеще, Lenoire, обединил с Никълъс Ото, в сътрудничество с германския дизайнер през 1863 г. е създаден 2-ход 2-CPS от ефективността от 15%.

Принципът на четири инсулт е предложен от Н. А. Ото през 1876 г., този дизайнер се самоучете се смята за създател на първия двигател за колата. Двигателят имаше газова система Храна, изобретателят на 1-ви в света на карбуратора в бензин се счита за руски дизайнер О. С. Костович.

Операцията на Otto се прилага върху много модерни двигателиТук има четири такт:

  • вход (когато входният клапан е открит, цилиндричното пространство се пълни с горивна смес);
  • компресирането (клапаните са запечатани (затворени), компресиране на сместа се осъществява в края на този процес - запалване, който осигурява запалването свещ);
  • работа (поради високи температури И буталото на голямо налягане се втурва надолу, прави хода на свързващия прът и коляновия вал);
  • освободете (в началото на този такт, изпускателният вентил се отваря, освобождавайки пътя на отработените газове, коляновият вал в резултат на превръщането на топлина в механичната енергия продължава да се върти, повдига пръта с буталото нагоре).

Всички такти са засегнати и отиват в кръг, а маховикът, който енергията допринася за въртене на коляновия вал.

Въпреки че в сравнение с опцията с две инсулт, схемата с четири инсулт изглежда по-съвършена, ефективността на бензиновия двигател дори в най-добрия случай не надвишава 25%, а най-голямата ефективност - в дизелови двигатели, тук може да се увеличи толкова много възможно най-много до 50%.

Термодинамичен цикъл на Аткинсън

Джеймс Аткинсън - британски инженер, който реши да модернизира изобретението Ото предложи своя собствена възможност за подобряване на третия цикъл (работен инсулт) през 1882 година. Дизайнерът е доставен за повишаване на ефективността на двигателя и намаляване на процеса на компресия, за да направи двигателя по-икономичен, по-малко шумно и разликата в нейната схема за строителство се състои в промяната на задвижването на механизма за свързване на манивела (CSM) и в преминаването на всички часовници за един завой на коляновия вал.

Въпреки, че Аткинсън и успя да повиши ефективността на своя двигател по отношение на вече патентованото изобретение на Ото, схемата не е изпълнена на практика, механиката е твърде сложна. Но Аткинсън стана първият дизайнер, който предложи работата на DVS с намалена степен на компресия, а принципът на този термодинамичен цикъл бе допълнително взето под внимание от изобретателя Ралф Милър.

Идеята за намаляване на процеса на компресия и по-наситеният прием не отиде в забвение, американският Р. Милър се върна към нея през 1947 година. Но този път инженерът предложи да изпълни схемата без помощта на усложнение на KSM, а чрез промяна на фазите на разпределение на газ. Бяха разгледани две версии:

  • работен инсулт с пране на входящия клапан (LICV или къса компресия);
  • инсулт с ранен клапан за затваряне (EICV или съкратен вход).

С късно затваряне на входящия клапан, има намалена компресия спрямо Ото двигател, поради което е причината горивни смеси Той се връща към всмукателния канал. Такова конструктивно решение дава:

  • по-мека "геометрична компресия на горивната смес;
  • допълнителни икономии на горива, особено при малки революции;
  • по-малък детонация;
  • нисък шум.

С намаляването на тази схема е възможно да се вземе намаление на властта на големи обороти, тъй като процесът на компресия се намалява. Но поради по-пълното пълнене на цилиндри, ефективността увеличава ниските обороти и геометричната степен на компресия се увеличава (действителното намаление). Графичният образ на тези процеси може да се види на фигурите с конвенционалните графики по-долу.

Двигателите на схемата на Милър губят отгоре високоскоростни режими По отношение на властта, но в градските условия не е толкова важно. Но такива двигатели са по-икономични, те са по-малки, по-меки и по-сладък.

Милър цикъл двигател с кола MAZDA XEDOS (2.3 L)

Специалният механизъм на газоразпределение с припокриване на клапаните осигурява повишаване на степента на компресия (SZ), ако в стандартното изпълнение се предполага, че е 11, след това в кратък двигател на компресия, тази цифра се увеличава до 14 , На 6-цилиндров 2) 2.3 L Mazda Xedos (Skyactiv Family) теоретично, изглежда така: всмукателният клапан (VC) се отваря, когато буталото е разположено в горната мъртва точка (съкратено - NTT), тя не е затворена в долна точка (NMT), а по-късно остава отворен 70º. В този случай част от горивото и въздушната смес се връща обратно в всмукателния колектор, компресията започва след затварянето на VC. Чрез връщане на буталото в НМТ:

  • обемът в цилиндъра намалява;
  • увеличаване на налягането;
  • свещното запалване възниква в определена точка, тя зависи от товара и броя на оборотите (действа системата за запалване).

След това буталото се спуска, като се случва удължението, докато топлинният превод по стените на цилиндрите не е толкова висок, колкото в схемата на Ото поради къса компресия. Когато буталото идва в NMT, има пускане на газ, тогава всички действия се повтарят отново.

Специалната конфигурация на всмукателния колектор (по-широка и по-къса от обикновено) и ъгъла на отваряне на VC 70 градуса при SZ 14: 1 дава възможност да се зададе запалването напред 8º празен ход Без никаква осезаема детонация. Също така тази схема осигурява по-голям процент полезен механична работаили, с други думи, ви позволява да повишите ефективността. Оказва се, че работата, изчислена с формулата A \u003d P DV (P е налягане, DV - промяна на силата на звука), е насочено да не нагрява стените на цилиндрите, главата на блока, но отива към работата на Работен инсулт. Схематично, целият процес може да бъде разглеждан на фигурата, където началото на цикъла (NMT) е показан с числото 1, процесът на компресия е до точка 2 (NTT), от 2 до 3 - топлинното захранване под фиксираното вещество бутало. Когато буталото идва от точка 3 до 4, има разширение. Извършената работа е обозначена от сенчеста в района.

Също така, цялата схема може да бъде разглеждана в координатите t s, където Т е температурата, и S е ентропия, която расте с топлоснабдяване към вещество и с нашия анализ това е условно. Обозначения Q P и Q 0 - количеството на отработените газове и отстраняване на топлина.

Липсата на серията Skyactiv - в сравнение с класическия Ото, тези двигатели имат по-малко специфична (действителна) мощност, на двигателя 2.3 L с шест цилиндъра, тя е само 211 конски сили, а след това при регистриране на турбокомпресор и 5300 оборота в минута. Но двигателите имат осезаеми предимства:

  • висока степен на компресия;
  • способността да се установи ранно запалване, макар и да не се взима в детонация;
  • осигуряване на бързо ускорение от мястото;
  • голяма ефективност.

И едно по-важно предимство на двигателя на Miller Cycle от производителя Mazda е икономически консумация на гориво, особено при ниски натоварвания и върху празен ход.

Аткинсон двигатели на автомобили на Toyota

Въпреки че цикълът Аткинсън не намери практическото си приложение през 19-ти век, идеята за нейния двигател е реализирана в енергийните единици на 21-ви век. Такива двигатели са инсталирани на някои хибридни модели пътнически автомобили Toyota, работещ едновременно на бензиново гориво и на електричество. Необходимо е да се изясни, че в чист форма теорията на Аткинсън не се използва, по-скоро новото развитие на инженерите на Toyota може да се нарече вътрешен двигател с вътрешно горене, проектиран от цикъла на Аткинсон / Милър, тъй като те използват стандартно свързване на манивела механизъм. Намаляването на цикъла на компресия се постига поради промени в фазите на разпределение на газ, докато цикълът на работния инсулт е удължен. Моторите, използващи подобна схема, се намират на автомобил Toyota:

  • Prius;
  • Ярис;
  • Аурис;
  • Highlander;
  • Lexus GS 450H;
  • LEXUS CT 200H;
  • Lexus HS 250H;
  • Vitz.

Моделът на двигателите с внедрената с Аткинсон / Милър се актуализира постоянно, така в началото на 2017 г., японската загриженост започна да произвежда 1.5-литров четирицилиндров двигател, работещ на високооктанов бензин, осигуряващ 111 конски сили за власт, \\ t с коефициент на компресия в цилиндри 13.5: един. Двигателят е оборудван с PVT-IE фазатор, който може да превключва режима на Ото / Аткинсън в зависимост от скоростта и натоварването, с тази захранваща единица, автомобилът може да се ускори до 100 км / ч за 11 секунди. Двигателят е в икономиката, висока ефективност (до 38.5%), осигурява отлично овърклок.

Дизелов цикъл

Първо дизелов двигател е проектиран и построен от германския изобретател и инженер Рудолф дизел през 1897 г., захранващата единица има големи размери, дори повече парни машини Тези години. Точно като OTTO двигателя, той беше четири инсулт, но се отличава с отлична ефективност, лекота на работа и коефициентът на компресия в двигателя е значително по-висок от този на бензиновата мощност. Първите дизелови двигатели от края на XIX век са работили върху леки петролни продукти и растителни масла, също също е опит като гориво да се използва въглищен прах. Но експериментът падна почти веднага:

  • гарантират, че доставката на прах в цилиндрите е проблематична;
  • като абразивни свойства, въглищата бързо хванаха цилиндрова бутална група.

Интересното е, че английският изобретател Хърбърт Ейкройд Стюарт патентова подобен двигател. Две години по-рано от Рудолф Дизел, но дизелът успя да изгради модел с повишено налягане в цилиндрите. Моделът на СТУАРТ в теорията осигури 12% от топлинната ефективност, докато според дизеловата схема, ефективността достигна до 50%.

През 1898 г. Gustav Mininker изгради маслен двигател с високо налягане, оборудван с Forkamera, този модел е директен прототип на съвременния дизелов двигател.

Модерни дизелови двигатели за автомобили

Както в бензиновия двигател по цикъла на Ото и дизеловия двигател, схематична схема Изграждането не е променено, но съвременният дизелов двигател "Obros" с допълнителни възли: турбокомпресор, електронна система Контрол на горивото, интеркулер, различни сензори и така нататък. Напоследък все повече и по-често се развиват и влизат в серия електрически единици С директното инжектиране на гориво "обща железопътен транспорт", осигуряваща екологично изпускане на газове в съответствие със съвременните изисквания, високо налягане Инжекция. Дизелите с директно впръскване притежават доста осезаеми предимства пред двигателите с конвенционална горивна система:

  • икономически консумация на гориво;
  • имат по-висока мощност в същия обем;
  • работа с нисък шум;
  • позволява колата по-бързо да се ускори.

Недостатъци на двигателя Обща железопътна.: достатъчно висока сложност, необходимостта от ремонт и поддръжка за използване специално оборудване, изискване за качеството на дизеловата фантазия, относително висока цена. Подобно на бензина ВС, дизелови двигатели непрекъснато се подобряват, всичко е по-технологично и по-трудно.

Видео:Ото, Аткинсън и Милър цикъл, каква е разликата:

В автомобилната структура на леки автомобили за повече от век е стандартно използван двигатели с вътрешно горене. Те имат малко минуси, над които учените и дизайнерите се борят през годините. В резултат на тези проучвания се получават доста интересни и странни "двигатели". За един от тях ще бъде обсъден в тази статия.

Историята на създаването на цикъла на Аткинсън

Историята на създаването на мотор с колона на Аткинсън се връща в далечна история. Започнете с факта, че първи класически четири инсултен двигател Немската Никаула Ото е изобретен през 1876 г. Цикълът на такъв мотор е доста прост: вход, компресия, работа, освобождаване.

Само за 10 години след изобретяването на OTTO двигател, англичанинът Джеймс Аткинсън предложи да промени немски двигател . Всъщност двигателят остава четири инсулт. Но Аткинсън леко промени продължителността на две от тях: първите 2 часовници са по-къси, оставащите 2 са по-дълги. Сър Джеймс реализира тази схема чрез промяна на дължината на буталните движения. Но през 1887 г. такава модификация на двигателя OTTO не намери приложения. Въпреки факта, че производителността на двигателя се е увеличила с 10%, сложността на механизма не позволява масово да се използва цикълът на Аткинсън за автомобили.

Но инженерите продължават да работят по цикъла на сър Джеймс. Американският Ралф Милър през 1947 г. подобри цикъла на Аткинсън, като го опростява. Това позволява на двигателя в автомобилната индустрия. Изглежда, ще бъде по-правилно да се обадите на цикъла на Аткинсън от Милър. Но инженерната общност, заминала за Atkinson правото да се обади на двигателя според името си на принципа на откривателя. Освен това, с използването на нови технологии стана възможно да се използва по-сложен атеннонски цикъл, следователно от цикъла на Милър, те отказаха с течение на времето. Например, в новата Toyota струва двигателя на Аткинсон, а не Милър.

Днес двигателят, работещ на принципа на цикъла на Аткинсън, се поставя върху хибриди. Особено успях в този японски, който винаги се грижи за екологията на техните автомобили. Hybrid Prius от Toyota Активно да запълнят световния пазар.

Принцип на експлоатация на цикъла на Аткинсън

Както беше споменато по-рано, цикълът на Аткинсон повтаря същите часовници като цикъла на Ото. Но когато използвате същите принципи, Аткинсън създаде напълно нов двигател.

Моторът е проектиран така, че буталото прави всичките четири часовника за един завой на коляновия вал. В допълнение, тактите имат различна дължина: движенията на буталото по време на компресия и експанзия са по-къси, отколкото по време на приема и освобождават. Това е, в цикъла на Ото, всмукателният клапан се затваря почти веднага. В цикъла на Аткинсън това клапанът се затваря на половин път към горната мъртва точка.. В обичайния лед в този момент вече има компресия.

Двигателят се променя със специален колянов вал, който показва точките за закрепване. Поради това, компресията на двигателя се е увеличила, а загубите на триене са сведени до минимум.

Разлика от традиционните двигатели

Припомнете си, че цикълът на Аткинсън е четиритактов (вход, компресия, разширяване, емисия). Един обикновен четири инсултен двигател работи на цикъла на Ото. Накратко, ще напомним на работата си. В началото на работния ход в цилиндъра буталото отива до горната работна точка. Смес от гориво и въздушни изгаряния газ се разширява, налягането на максимума. Под влиянието на този газ буталото се движи, стига до дъното мъртва точка. Работният инсулт свърши, изпуска се изпускателен вентил, през който излезе отработеният газ. На това място има загуби на освобождаване, защото Изпускателният газ все още има остатъчен натиск, който е невъзможно да се използва.

Аткинсън намали загубата на освобождаване. В своя двигател, обемът на горивната камера е по-малко при същия работен обем. Означава, че степента на компресия е по-висока и буталото е повече. В допълнение, продължителността на такта за компресиране в сравнение с работния инсулт е намалена, двигателят работи върху цикъл с повишена степен на удължаване (съотношението на компресия е по-ниско от степента на удължаване). Тези условия позволяват да се намали загубата на освобождаване, използвайки енергията на отработените газове.


Нека да се върнем към цикъла на Ото. При смучене на работната смес, дроселът е затворен и създава резистентност към входа. Това се случва, когато педалът на газ е непълен. Благодарение на затворения амортисьор, двигателят прекарва енергията, създавайки загуби за изпомпване.

Аткинсън работи с всмукателния часовник. Неговото разширение, сър Джеймс постигна намаляване на изпомпването на загуби. За това буталото достига до дъното на мъртвата точка, след това се издига, оставяйки всмукателния клапан с отворена приблизително половината от буталния удар. Частта от горивната смес се връща към всмукателния колектор. Тя увеличава натиска дава възможност да се даде възможност дросел клапан на малки и средни завои.

Но в поредицата, алкохононският двигател не е бил освободен поради прекъсвания в работата. Факт е, че за разлика от двигателя, двигателят работи само на високи обороти. При празен ход може да се спъне. Но този проблем беше решен при производството на хибриди. При ниски скорости такива машини се движат на избирателя, а бензиновият двигател се предава само в случай на овърклок или под товар. Подобен модел, като премахването на недостатъците на двигателя Atkinson, подчертава своите предимства пред другите DVS.

Предимства и недостатъци на цикъла на Аткинсън

Двигателят на Аткинсън има няколко предимства.Смесването му пред другите DVS: 1. Намаляване на загубата на горива. Както бе споменато по-рано, поради промяната в продължителността на часовниците стана възможно поддържане на гориво с помощта на отработени газове и намаляване на загубите на изпомпване. 2. малка вероятност за изгаряне на детонацията. Степента на компресия на горивото намалява от 10 до 8. Това ви позволява да не увеличите въртенето на двигателя към намалена трансмисия поради увеличаването на товара. Също така вероятността за изгаряне на детонацията е по-малка поради топлинния изход от горивната камера в всмукателния колектор. 3. Малко потребление на бензин. В нови хибридни модели консумацията на бензин е 4 литра на 100 км. 4. Ефективност, екологичност, висока ефективност.

Но двигателят на Аткинсън има един значителен недостатък, който не позволява да го приложи масова продукция машини. Благодарение на ниските индикатори, двигателят може да се спъне на малки обороти. Ето защо двигателят на Аткинсън работи много добре на хибридите.

Прилагане на цикъла на Аткинсън в автомобилната индустрия


Между другото, за машините, на които са поставени Аткинсонови двигатели. В масовото освобождаване на това модификация на DVS. Не се появи не толкова отдавна. Както бе споменато по-рано, първите потребители на цикъла на Аткинсън бяха японски фирми и Toyota. Един от най известни машиниMazdaxedos 9 / Eunos800което е произведено през 1993-2002.

След това DVS Atkinson взе производителите на хибридни модели. Една от най-известните компании, използващи този двигател Toyota.Производство Prius, Camry, Highlander Hybrid и Habrier Hybrid. Същите двигатели се използват в LEXUS RX400H, GS 450H и LS600Hи "Ford" и "Nissan" са се развили Избягайте хибрид. и Altima Hybrid..

Струва си да кажем, че в автомобилната индустрия има мода за екология. Ето защо, хибридите, работещи по цикъла на Аткинсън, напълно задоволяват нуждите на клиентите и екологични стандарти. Освен това напредъкът не стои все още, новите модификации на Аткинсонския двигател подобряват своите предимства и унищожават минусите. Ето защо уверено се казва, че двигателят, основан на цикъла на Аткинсън, има продуктивно бъдеще и се надява за дълго съществуване.

Двигателят с вътрешно горене е много далеч от идеала, в най-добрия случай достига 20 - 25%, дизел 40 - 50% (т.е. останалата част от горивото се изгаря почти в празен). За да се повиши ефективността (съответно увеличаване на ефективността), е необходимо да се подобри дизайна на двигателя. Много инженери се борят по него, а до днес, но първият са само няколко инженера, като Никас Август Ото, Джеймс Аткинсън и Ралф Милър. Всички допринесоха някои промени и се опитаха да направят двигателите по-икономични и по-продуктивни. Всеки предлага определен цикъл на работа, който може радикално да се различава от дизайна на противника. Днес ще се опитам прости думи, обяснете какви са основните разлики dVS работа, добре, на курса видео версия в края ...


Статията ще бъде написана за начинаещи, така че ако сте безшумен инженер, не можете да го прочетете, написано на общото разбиране на циклите на двигателя.

Той също така иска да отбележи, че вариациите на различните дизайни са много, най-известните, които все още можем да знаем, цикълът на дизела, стриллинг, Carno, Ericonna и др. Ако изчислите дизайните, те могат да получат около 15. И не всички двигатели с вътрешно горене, и например, в Surlling външно.

Но най-известният, който се използва и за този ден в колите, е Ото, Аткинсън и Милър. Това е за тях и ние ще говорим.

В действителност, това е обичайният двигател с вътрешно горене с принудително запалване на запалимия смес (чрез свещ), която сега се използва в 60 - 65% от автомобилите. Да - Да, това е, което имате под капака, работи на цикъла Ото.

Въпреки това, ако ударите историята, първият принцип на такъв икономист предложи през 1862 г. френският инженер Алфонс Бо де Рош. Но това беше теоретичен принцип на работа. Ото през 1878 г. (16 години по-късно) въплъщава този двигател в метала (на практика) и патентована тази технология

По същество това е четири инсулт, който е характерен:

  • Вход . Пълнене на прясна въздушна горивна смес. Входящия клапан се отваря.
  • Компресия . Буталото се издига нагоре, стискайки тази смес. И двата клапана са затворени
  • Работа . Свещта на компресирана смес, изстреляни газове, които бутат буталото надолу
  • Разпределение на отработените газове . Буталото се издига, бутайки изгорелите газове. Отворен изпускателен клапан

Бих искал да отбележа, че всмукателните и изпускателните клапани работят в строга последователност - еднакво на високо и при ниски обороти. Това означава, че промените в работата в различни обороти не се спазват.

В своя двигател, Ото, първият приложим компресията на работната смес да повиши максималната температура на цикъла. Което е извършено от Adiabat (прости думи без топлообмен с външна среда).

След компресиране на сместа, тя пламна от свещта, след това започна процесът на отстраняване на топлината, който се извършва почти на изоход (т.е. с постоянен обем на цилиндъра на двигателя).

Тъй като OTTO патентова неговата технология, нейната промишлена употреба не е била възможна. За да заобиколим патентите Джеймс Аткинсън през 1886 г., реши да променят цикъла на Ото. И предложил на двигателя с вътрешно горене на двигателя.

Той предложи да промени съотношението на часовниците, благодарение на което работният ход се увеличава поради усложнението на структурата за свързване на коляно. Трябва да се отбележи, че тестовото копие, което той е построен, е един цилиндър и не е получил много разпространение поради сложността на дизайна.

Ако е накратко, за да опишете принципа на работа на този двигател, тогава се оказва:

Всички 4 часовници (инжекция, компресия, работно движение, освобождаване) - възникнаха в едно завъртане на коляновия вал (otto ротации - две). Благодарение на комплексните лостове, които бяха прикрепени до "коляновия вал".

В този дизайн се оказа, за да приложи определени съотношения на лостовете. Ако кажеш прости думи - инсултът на буталото на всмукателния и освобождаващ такт е по-голям от хода на буталото в компресия и работен ход.

Какво дава това? Да, какво може да се "възпроизвежда" от степента на компресия (промяна), поради съотношението на дължините на лостовете, а не за сметка на входа "дроселиране"! От този изход предимството на цикъла на Актинсън, при изпомпване на загуби

Такива двигатели се оказаха доста ефективни с висока ефективност и нисък разход на гориво.

Въпреки това имаше и много отрицателни точки:

  • Сложност и обемист дизайн
  • Ниска скорост
  • Лошо контролирани дроселовидни, независимо дали ()

Упоритите слухове отиват, че принципът на Аткинсън е бил използван хибридни колипо-специално, Toyota. Въпреки това, това е малко погрешно, там е използван само неговият принцип, но дизайнът е използван от друг инженер, а именно Милър. В чистата си форма двигателите на Аткинсън бяха доста частичен характер, отколкото масивните.

Ралф Милър също реши да играе със степента на компресия през 1947 година. Това означава, че той ще продължи да работи в Аткинсън, но не е необходим сложният му двигател (с лостове), но обичайната Оо ото.

Това, което той предложи . Той не е направил компресията механично по-къса от такта на хода (като предложен Аткинсън, буталото му се движи по-бързо, отколкото надолу). Той излезе с нарязана компресионна такт за сметка на всмукателния такт, запазвайки движението на бутала нагоре и надолу по същия (класическият двигател на OTTO).

Възможно е да се върви по два начина:

  • Затворете входящия клапан преди края на всмукателния такт - този принцип се нарича "съкратен вход"
  • Или затваряне на входния клапан по-късния вход - тази опция получи имената на "съкратено компресия"

В крайна сметка и двата принципа дават едно и също нещо - намаление на степента на компресия, работната смес спрямо геометричната! Въпреки това, степента на разширяване е запазена, т.е. ритъмът на работния инсулт е запазен (както в OTC OTO), а тактът за компресия се намалява (както в Akinson).

Прости думи - въздушната горивна смес от miller е компресирана много по-малка, отколкото е потисната в същия двигател от Ото. Това ви позволява да увеличите геометричната степен на компресия и съответно физическата степен на разширяване. Много гроси от детонационните свойства на горивото (т.е., бензин не може да бъде компресиран безкрайно, детонация ще започне)! Така, когато горивото е запалимо в NWT (повече от мъртва точка), тя има много по-голяма степен на разширение от дизайна на Ото. Това дава много повече използване на енергията, разширяваща се в газовия цилиндър, който увеличава термичната ефективност на структурата, което води до високи спестявания, еластичност и др.

Също така си струва да се обмисли, че загубите на помпата са намалени върху компресионния такт, т.е. компресването на горивото в miller е по-лесно, е необходимо по-малко енергия.

Отрицателни страни - Това е намаление на максималната изходна мощност (особено на високи обороти) поради най-лошото пълнене на цилиндри. За да премахнете същата мощност като o otto (при висока скорост), двигателят е необходим за изграждане на повече (обемни цилиндри) и масивни.

На съвременни двигатели

И така, каква е разликата?

Статията се оказа по-трудно, отколкото предположих, но ако обобщете. Оказва се:

Ото - Това е стандартът на обичайния двигател, който сега стои на повечето съвременни автомобили.

Аткинсън - Предлага се повече ефективни DVS.Чрез промяна на степента на компресия с помощта на сложен дизайн на лостовете, свързани с коляновия вал.

Плюсоари - икономия на гориво, по-еластичен двигател, по-малък шум.

Против - обемист и сложен дизайн, нисък въртящ момент на ниски обороти, слабо контролирани от дроселен клапан

Практически не се прилага в чиста форма.

Милър - Предлага се да се използва намалено съотношение на компресия в цилиндъра, като се използва късното затваряне на всмукателния вентил. Разликата с Аткинсън е огромна, защото той не използва дизайна му, но Ото, но не и в чистата си форма, а с модифицирана система за синхронизация.

Предполага се, че буталото (на такт за компресиране) идва с по-малко съпротивление (загуби от помпата) и е по-добре да се компресира сместа от въздуха (с изключение на нейната детонация), но степента на разширяване (при възпаление от свещта ) остава почти по същия начин в цикъла на ОТО).

Плюсове - икономия на гориво (особено на ниски обороти), еластичност на работата, нисък шум.

Против - намаляване на властта при високи обороти (поради най-лошото пълнене на цилиндри).

Заслужава да се отбележи, че сега принципът на Милър се използва за някои автомобили при ниски обороти. Позволява ви да регулирате входа и да освободите фазите (разширяване или стесняване с тях

Слайд 2.

Класически DVS.

Класическият четиризвещ двигател е изобретен през 1876 г. от един немски инженер, наречен Nicaus Otto, цикълът на такъв вътрешен двигател с вътрешно горене (DVS) е прост: вход, компресия, работа на работа, освобождаване.

Слайд 3.

Таблица на индикатора на цикъла на Ото и Аткинсън.

  • Слайд 4.

    Цикъл Аткинсън

    Британският инженер Джеймс Аткинсън, преди войната, дойде с неговия цикъл, който е малко по-различен от цикъла на Ото - маркира се диаграмата му зелено. Каква е разликата? Първо, обемът на горивната камера на такъв двигател (със същия работен обем) е по-малък и съответно над степента на компресия. Ето защо, горната точка на диаграмата на индикатора се намира вляво, в областта на по-малка надзвуча. И степента на разширяване (същото като степента на компресия, само напротив, също е по-голяма - и следователно ние сме по-ефективни, в по-голям курс на буталото, ние използваме енергията на отработените газове и имат по-малко загуба на Освободете (това се отразява в по-малка стъпка вдясно). Освен това, все пак е тактът за освобождаване и приемане.

    Слайд 5.

    Сега, ако всичко се е случило в съответствие с цикъла на Ото и всредната клапа ще бъде затворена в NMT, тогава кривата на компресия щеше да поеме и налягането в края на такта ще бъде прекомерно - защото коефициентът на компресия е повече тук! След искрата не би била светкавица на сместа, а взривна взрива - и двигателят, без да се тревожат и един час, почвата вероятно. Но не беше този британски инженер Джеймс Аткинсън! Той реши да удължи входната фаза - буталото достига NMT и върви нагоре и всмукателният клапан е между темите, който остава отворен до около половината пълно движение Бутало. Част от свежата горима смес се връща обратно в всмукателния колектор, което увеличава налягането там - или по-скоро, намалява вакуума. Това позволява на малки и средни натоварвания да отворят дроселната клапа повече. Ето защо входящата линия на диаграмата на цикъла на Аткинсън минава по-горе, а загубата на изпомпване на двигателя се оказва по-ниска, отколкото в OTO цикъла.

    Слайд 6.

    Цикълът на Акинсън

    Така че компресионният такт, когато всмукателният клапан е затворен, той започва с по-малък обем на удара, който илюстрира зелената линия на компресия, започвайки с половината долната хоризонтална входна линия. Изглежда, че е по-лесно: направете голяма степен Компресията, променете профила на входящите камери и това е в шапката - двигателят с цикъла на Аткинсън е готов! Но фактът е, че за да се постигнат добри динамични показатели в целия работен обхват на двигателните скорости, е необходимо да се компенсира бедността на запалима смес по време на удължен всмукващ цикъл, като се прилага редуциране, в този случай, механично вещество. И неговият стремеж поема лъвния дял на енергията от двигателя, който успява да играе на изпомпване и дипломирани загуби. Използването на цикъла на Atkinson на немъртния двигател на Hybrid на Toyotaprius е станал възможно поради факта, че работи в лек режим.

    Слайд 7.

    Цикъл "Милър"

    Цикълът на Милър е термодинамичен цикъл, използван в четири инсултен двигател. Цикълът на Милър беше предложен през 1947 г. от американския инженер Ралф Милър като метод за комбиниране на предимствата на двигателя Antskinson с по-прост бутален двигател на OTTO двигател.

    Слайд 8.

    Вместо да правим компресията механично по-къса от такта за инсулт (както в класическия Аткинсонов двигател, където буталото се движи по-бързо, отколкото надолу), Милър е измислил с нарязан компресия, поради всмукателното движение, запазвайки движението на буталото и по същата скорост (както в класическия двигател OTTO).

    Слайд 9.

    За да направите това, Милър предложи два различни подхода: затворете всмукателния клапан значително по-рано от края на всмукателния такт (или отворете този часовник по-късно), за да го затворите значително по-късно от края на този такт.

    Слайд 10.

    Първият подход в двигателите е условното наименование на "съкратения прием", а вторият - "съкратено компресиране". И двата подхода дават същото: намаляване на действителната степен на компресия на работната смес спрямо геометричната, като същевременно запазва последователната степен на разширяване (т.е. работният удар остава същият като в двигателя OTTO, и Компресионният такт е намален - като Аткинсън, само намалява не във времето, но според компресирането на сместа)

    Слайд 11.

    Вторият подход "Милър"

    Този подход е донякъде по-изгоден от гледна точка на загубите на компресия и следователно тя е почти изпълнена в сериен автомобилен мотор Mazda "Millercycle". В такъв прием на всмукване всмукателният клапан не е затворен с края на всмукателния такт, но остава отворен през първата част на такта за компресия. Въпреки че целият обем на цилиндъра се пълни с прием на гориво и въздушна смес, част от сместа се доставя обратно в всмукателния колектор чрез отворения всмукващ вентил, когато буталото се движи нагоре по такта за компресиране.

    Слайд 12.

    Компресията на сместа действително започва по-късно, когато входният вентил е окончателно затворен и сместа се заключва в цилиндъра. Така сместа в двигателя Miller е компресирана по-малка, отколкото трябва да бъде компресирана в OTO двигател на същата механична геометрия. Това ви позволява да увеличите геометричната степен на компресия (и съответно степента на разширяване!) Над границите, причинени от детонационните свойства на горивото, привеждането на действителната компресия към валидни стойности за сметка на гореспоменатия цикъл на компресия , Слайд 15.

    Заключение

    Ако внимателно погледнете цикъла - както Аткинсън, и Милър, може да се отбележи, че в допълнителния петия такт. Тя има свои собствени характеристики и всъщност не е в приемник, нито такт за компресиране, а междинен независим такт между тях. Ето защо, двигателите, работещи по принципа на Аткинсън или Милър, се наричат \u200b\u200bпет пъти.

    Вижте всички слайдове

    Цикълът на Милър е термодинамичен цикъл, използван в четири инсулт на вътрешно горене. Цикълът на Милър бе предложен през 1947 г. от американския инженер Ралф Милър като метод за комбиниране на предимствата на двигателя Atkinson с по-прост двигател на двигателя на буталото. Вместо да правим компресията механично по-къса от такта за инсулт (както в класическия Аткинсонов двигател, където буталото се движи по-бързо, отколкото надолу), Милър е измислил с нарязан компресия, поради всмукателното движение, запазвайки движението на буталото и по същата скорост (както в класическия двигател OTTO).

    За това Милър предложи два различни подхода: или затворете всмукателния клапан значително по-рано от края на всмукателния такт (или отворете този часовник), или го затворете значително по-късно от края на този такт. Първият подход в двигателите е условното наименование на "съкратения прием", а вторият - "съкратено компресиране". В крайна сметка, и двата подхода придават едно и също нещо: намаляване на действителната степен на компресия на работната смес спрямо геометричната, като същевременно запазва непроменената степен на разширяване (т.е. работният инсулт остава същият като в двигателя OTTO, и Компресионният такт е намален - като Atkinson е намален само във времето, но според степента на компресия на сместа). По-подробно разгледайте втория подход на Милър - тъй като е малко по-печеливша от гледна точка на загубите на компресиране и следователно тя е почти приложена в серийните автомобилни двигатели на Mazda Miller (такъв 2,3-литров V6 двигател с механичен компресор, който отдавна е монтиран на Mazda Xedos -9 автомобил, а наскоро най-новият "атмосферен" двигател I4 от този тип 1,3 литра получи MAZDA-2 модел).

    В такъв прием на всмукване всмукателният клапан не е затворен с края на всмукателния такт, но остава отворен през първата част на такта за компресия. Въпреки че целият обем на цилиндъра се пълни с всмукателния такт на въздушната смес, част от сместа се захранва обратно към всмукателния колектор чрез отворения всмукващ вентил, когато буталото се движи нагоре по такта за компресия. Компресията на сместа действително започва по-късно, когато входният вентил е окончателно затворен и сместа се заключва в цилиндъра. Така сместа в двигателя Miller е компресирана по-малка, отколкото трябва да бъде компресирана в OTO двигател на същата механична геометрия. Това ви позволява да увеличите геометричната степен на компресия (и съответно степента на разширяване!) Над границите, причинени от детонационните свойства на горивото, привеждането на действителната компресия към валидни стойности за сметка на гореспоменатия цикъл на компресия . С други думи, със същата действителна степен на компресия (ограничено гориво), Miller Motor има значително по-голяма степен на разширяване от OTTO двигателя. Това дава възможност за по-пълно използване на енергията, която се разширява в цилиндъра, която всъщност увеличава термичната ефективност на двигателя, осигурява висока ефективност на двигателя и т.н.

    Разбира се, обратното зареждане означава спад в индикаторите за мощност на двигателя и за атмосферни двигатели Работата по този цикъл има смисъл само в относително тесен режим на частични натоварвания. В случай на постоянни фази на разпределение на газ, за \u200b\u200bда се компенсира това в целия динамичен обхват, само приложението позволява. На хибридните модели липсата на тяга в нежеланите режими се компенсира от електрическия двигател.

    Възползването от увеличаването на топлинната ефективност на цикъла на Милър спрямо цикъла на Ото е придружено от пикова изходна загуба на мощност този размер (и маса) на двигателя поради влошаването на цилиндъра. Тъй като двигателят Miller ще изисква една и съща изходна мощност, за да се получи същата изходна мощност. по-голям размерОт двигателя OTTO, печалбата от увеличаване на топлинната ефективност на цикъла ще бъде частично изразходвана за механичната загуба (триене, вибрации и др.) Увеличава се заедно с размерите на двигателя. Ето защо инженерите на Mazda построиха първия си сериен мотор с цикъл на Милър, а не атмосферен. Когато прикрепиха Lysholm компресора към двигателя, те успяха да възстановят висока специфична сила, почти без да загубят ефективността, предоставена от цикъла на Милър. Това решение доведе до жалбата mazda Motor. V6 "Милър цикъл", инсталиран на Mazda Xedos-9 (Millenia или Eunos-800). В крайна сметка, с работен обем от 2,3 литра, той издава сила 213 к.с. и въртящ момент 290 nm, който е еквивалентен на характеристиките на конвенционалните 3-литрови атмосферни двигатели и в същото време разход на гориво за такива мощен мотор Големият автомобил е много нисък - на магистралата 6.3 л / 100 км, в града - 11.8 л / 100 км, което съответства на показателите за много по-малко мощни 1,8-литрови двигатели. По-нататъшното развитие на технологиите позволи на инженерите на MAZDA да изградят двигател на Miller Cycle с приемливи специфични характеристики на мощността, които вече са без използване на компресор - нова система Последователна промяна в работното време на системните клапани на времеви клапани, динамично контролиране на фазите на входа и освобождаването, позволява частично да се компенсира максималната спад на мощността в цикъла на Милър. Новият двигател ще бъде произведен от 4-цилиндровд, 1.3 литра, в две версии: 74 конски сили (118 nm въртящ момент) и 83 конски сили (121 nm). В същото време разходът на гориво на тези двигатели е намалял в сравнение с обичайния двигател със същата сила с 20% до четири с малки литри на сто километра. В допълнение, токсичността на двигателя с "мильорския цикъл" е 75% по-ниска от съвременните екологични изисквания. Продажби В класика tOYOTA двигатели 90-те години с фиксирани фази, работещи по oto цикъл, всредният клапан се затваря в 35-45 ° С след NMT (в ъгъла на въртенето на коляновия вал), коефициентът на компресия е 9.5-10.0. В по-модерни двигатели с VVT, възможният затварящ диапазон на входния вентил се разширява до 5-70 ° след NMT, съотношението на компресия се увеличава до 10.0-11.0. В двигателите на хибридните модели, работещи само на цикъла на Милър, затварящият обхват на входящия клапан е 80-120 ° ... 60-100 ° след NMT. Коефициент на геометрично компресиране - 13.0-13.5. По средата на 2010 г. се появяват нови двигатели с широка гама от променящи се фази на разпределение на газ (VVT-IW), които могат да работят както в обичайния цикъл, така и в цикъла на мелника. Атмосферни версии, затварящият обхват на всмукателния вентил е 30-110 ° след NMT с геометрична степен на компресия 12.5-12.7, съответно, 10-100 ° и 10.0.

    Прочетете и на сайта

    HONDA NR500 8 Клапани на цилиндър с две свързващи пръти на цилиндър, много рядък, много интересен и доста скъп мотоциклет в света, ховинг за състезания разумно и Намудрили))) Имаше около 300 броя и сега Цени ...

    През 1989 г. Toyota представи на пазара ново семейство двигатели, серия от уз. В линията се появяват три двигателя, които се различават в работната мощност на цилиндрите, 1Uz-Fe, 2Uz-Fe и 3uz-Fe. Структурно, те са V-образни осем с отпътуване ...

  • © 2021 Bugulma-lada.ru - Портал за собственици на автомобили