Цикл Аткінсона: як це працює. Презентація на тему "Поршневі ДВС з циклом« Аткінсона-Міллера »" Принцип роботи циклу Аткінсона

двигун внутрішнього згоряння (ДВС) вважається одним з найбільш важливих вузлів в автомобілі, від його характеристик, потужності, прийомистості і економічності залежить, наскільки комфортно відчуватиме себе за кермом водій. Хоча авто постійно вдосконалюються, «обростають» навігаційними системами, модними гаджетами, мультимедіа і так далі, мотори так і залишаються практично незмінними, по крайней мере, принцип їх роботи не змінюється.

Цикл Отто Аткінсона, який ліг в основу автомобільного ДВС, Був розроблений ще в кінці 19-го століття, і з того часу не зазнав майже ніяких глобальних змін. Лише в 1947 році Ральф Міллер зумів удосконалити розробки своїх попередників, взявши найкраще від кожної з моделей побудови двигуна. Але щоб в загальних рисах зрозуміти принцип роботи сучасних силових агрегатів, потрібно трохи зазирнути в історію.

ККД двигунів Отто

Перший двигун для автомобіля, який міг нормально працювати не тільки теоретично, був розроблений французом Е. Ленуаром в далекому 1860 р був першою моделлю з кривошипно-шатунним механізмом. Агрегат працював на газу, використовувався на човнах, його коефіцієнт корисної дії (ККД) не перевищував 4,65%. Надалі Ленуар об'єднався з Николаусом Отто, у співпраці з німецьким конструктором в 1863-му році був створений 2-тактний ДВС з ККД 15%.

Принцип чотиритактного двигуна вперше був запропонований Н. А. Отто в 1876 році, саме цей конструктор-самоучка вважається творцем першого мотора для автомобіля. движок мав газову систему харчування, винахідником ж 1-го в світі карбюраторного ДВС на бензині вважається російський конструктор О. С. Костович.

Робота циклу Отто застосовується на багатьох сучасних двигунах, Всього тут чотири такту:

• впуск (при відкритті впускного клапана циліндричне простір наповнюється паливної сумішшю);
• стиснення (клапана герметичні (закриті), відбувається стискання суміші, в кінці цього процесу - займання, яке забезпечує свічка запалювання);
• робочий хід (через високих температур і великого тиску поршень рухається вниз, змушує рухатися шатун і коленвал);
• випуск (на початку цього такту відкривається випускний клапан, звільняючи шлях випускним газам, колінвал в результаті перетворення теплової енергії в механічну енергію продовжує обертатися, піднімаючи шатун з поршнем вгору).

Все такти зациклені і йдуть по колу, а маховик, який запасає енергію, сприяє розкручуванню колінчастого вала.

Хоча в порівнянні з двотактним варіантом чотиритактних схема здається більш досконалою, ККД бензинового мотора навіть в найкращому випадку не перевищує 25%, а найбільший коефіцієнт корисної дії - у дизелів, тут він може підвищитися максимально і до 50%.

Термодинамічний цикл Аткінсона

Джеймс Аткінсон - британський інженер, який вирішив модернізувати винахід Отто, запропонував свій варіант удосконалення третього циклу (робочого ходу) в 1882 році. Конструктором була поставлена \u200b\u200bмета підвищити ККД двигуна і скоротити процес стиснення, зробити ДВС більш економічним, менш шумним, а відмінність його схеми побудови полягало в зміні приводу кривошипно-шатунного механізму (КШМ) і в проходженні всіх тактів за один оборот коленвала.

Хоча Аткінсон і зумів підвищити ефективність свого мотора по відношенню до вже запатентованого винаходу Otto, схема не була реалізована на практиці, механіка виявилася занадто складною. Але Atkinson став першим конструктором, який запропонував роботу ДВС зі зниженою ступенем стиснення, і принцип цього термодинамічної циклу був в подальшому враховано винахідником Ральфом Міллером.

Ідея скорочення процесу стиснення і більш насиченого впуску не зникла в забуття, до неї повернувся в 1947 році американець Р. Міллер. Але на цей раз інженер запропонував реалізувати схему не за допомогою ускладнення КШМ, а шляхом зміни фаз газорозподілу. Розглядалося дві версії:

• робочий хід з запізненням закриття впускного клапана (LICV або короткий стиск);
• хід з раннім закриттям клапана (EICV або укорочений впуск).

При пізньому закритті впускного клапана виходить скорочене стиснення по відношенню до двигуна Отто, через що частина паливної суміші потрапляє назад у впускний канал. Таке конструктивне рішення дає:

• більш «м'яке» геометричне стиснення паливно-повітряної суміші;
• додаткову економію палива, особливо на малих обертах;
• меншу детонацію;
• низький рівень шуму.

До мінусів цієї схеми можна віднести зменшення потужності на великих оборотах, так як процес стиснення виходить скороченим. Але за рахунок більш повного наповнення циліндрів зростає ККД на низьких оборотах і збільшується геометрична ступінь стиснення (фактична зменшується). Графічне зображення цих процесів можна побачити на малюнках з умовними діаграмами нижче.

Двигуни, що працюють за схемою Міллера, програють Otto на високих швидкісних режимах по потужності, але в міських умовах експлуатації це не так і важливо. Зате такі мотори більш економічні, менше детонують, м'якше і тихіше працюють.

Miller Cycle Engine на автомобілі Mazda Xedos (2.3 L)

Особливий механізм газорозподілу з перекриттям клапанів забезпечує підвищення ступеня стиснення (СЗ), якщо в стандартному варіанті, припустимо, вона дорівнює 11, то в моторі з коротким стисканням цей показник при всіх інших однакових умовах збільшується до 14. На 6-циліндровому ДВС 2.3 L Mazda Xedos (сімейство Skyactiv) теоретично це виглядає так: впускний клапан (ВК) відкривається, коли поршень розташований у верхній мертвій точці (скорочено - ВМТ), закривається не в нижній точці (НМТ), а пізніше, залишається відкритим 70º. При цьому частина паливно-повітряної суміші виштовхується назад у впускний колектор, стиснення починається після закриття ВК. По поверненню поршня в ВМТ:

• обсяг в циліндрі зменшується;
• тиск зростає;
• займання від свічки відбувається в якийсь певний момент, воно залежить від навантаження і кількість обертів (працює система випередження запалювання).

Потім поршень йде вниз, відбувається розширення, при цьому тепловіддача на стінки циліндрів виходить не такою високою, як в схемі Otto через коротке стиснення. Коли поршень доходить до НМТ, йде випуск газів, потім всі дії повторюються заново.

Спеціальна конфігурація впускного колектора (ширше і коротше, ніж зазвичай) і кут відкриття ВК 70 градусів при СЗ 14: 1 дає можливість встановити випередження запалювання 8º на холостих обертах без будь-якої відчутної детонації. Також ця схема забезпечують більший відсоток корисної механічної роботи, Або, іншими словами, дозволяє підняти ККД. Виходить, що робота, яка обчислюється за формулою A \u003d P dV (P - тиск, dV - зміна обсягу), спрямована не на нагрівання стінок циліндрів, головки блоку, а йде на вчинення робочого ходу. Схематично весь процес можна подивитися на малюнку, де початок циклу (НМТ) позначено цифрою 1, процес стиснення - до точки 2 (ВМТ), від 2 до 3 - підведення теплоти при нерухомому поршні. Коли поршень йде від точки 3 до 4, відбувається розширення. Виконана робота позначена заштрихованої областю At.

Також всю схему можна подивитися в координатах T S, де T означає температуру, а S - ентропію, яка росте з підведенням теплоти до речовини, і при нашому аналізі це величина умовна. Позначення Q p і Q 0 - кількість підводиться і відводиться теплоти.

Недолік серії Skyactiv - в порівнянні з класичними Otto у цих движків менше питома (фактична) потужність, на моторі 2.3 L при шести циліндрах вона становить всього лише 211 кінських сил, і то при обліку турбонаддува і 5300 об / хв. Зате у моторів є і відчутні плюси:

• висока ступінь стиснення;
• можливість встановити раннє запалення, при цьому не отримати детонації;
• забезпечення швидкого розгону з місця;
• великий коефіцієнт корисної дії.

І ще одна важлива перевага двигуна Miller Cycle від виробника Mazda - економічна витрата палива, особливо при малих навантаженнях і на холостому ході.

Двигуни Аткінсона на автомобілях Тойота

Хоча цикл Аткінсона не знайшов своє практичне застосування в 19-м столітті, ідея його двигуна реалізована в силових агрегатах 21-го століття. Такі мотори встановлюються на деякі моделі гібридних легкових автомобілів Тойота, що працюють одночасно і на бензиновому паливі, і на електриці. Потрібно уточнити, що в чистому вигляді теорія Atkinson так і не використовується, скоріше, нові розробки інженерів Toyota можна називати ДВС, сконструйованими за циклом Аткінсона / Міллера, так як в них використовується стандартний кривошипно-шатунний механізм. Зменшення циклу стиснення досягається за рахунок зміни газорозподільних фаз, при цьому цикл робочого ходу подовжується. Мотори з використанням такої схеми зустрічаються на авто компанії Toyota:

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

Модельний ряд моторів з реалізованої схемою Atkinson / Miller постійно поповнюється, так на початку 2017 японський концерн приступив до випуску 1,5-літрового чотирициліндрового ДВС, що працює на високооктановому бензині, що забезпечує 111 кінських сил потужності, зі ступенем стиснення в циліндрах 13,5: 1. Двигун оснащений фазовращателем VVT-IE, здатним перемикати режими Otto / Atkinson в залежності від швидкості і навантаження, з цим силовим агрегатом автомобіль може прискорюватися до 100 км / год за 11 секунд. Движок відрізняється економічністю, високим ККД (До 38,5%), забезпечує відмінний розгін.

цикл дизеля

перший дизельний мотор був спроектований і побудований німецьким винахідником і інженером Рудольфом Дизелем в 1897-му році, силовий агрегат мав великими розмірами, був навіть більше парових машин тих років. Так само як і двигун Отто, він був чотиритактним, але відрізнявся чудовим показником ККД, зручністю в експлуатації, і ступінь стиснення у ДВС була значно вище, ніж у бензинового силового агрегату. Перший дизелі кінця XIX століття працювали на легких нафтопродуктах і рослинних маслах, також була спроба в якості палива використовувати вугільний пил. Але експеримент провалився практично відразу:

• забезпечити подачу пилу в циліндри було проблематично;
• володіє абразивними властивостями вугілля швидко зношуються циліндро-поршневу групу.

Цікаво, що англійський винахідник Герберт Ейкройд Стюарт запатентував аналогічний двигун на два роки раніше, ніж Rudolf Diesel, але Дизелю вдалося сконструювати модель зі збільшеним тиском в циліндрах. Модель Стюарта в теорії забезпечувала 12% теплової ефективності, тоді як за схемою Diesel коефіцієнт корисної дії доходив до 50%.

У 1898 році Густав Трінклер сконструював нафтової двигун високого тиску, оснащений форкамерою, саме ця модель і є прямим прототипом сучасних дизельних ДВС.

Сучасні дизелі для автомобілів

Як у бензинового мотора по циклу Отто, так і у дизеля, принципова схема побудови не змінилася, зате сучасний дизельний ДВС «обріс» додатковими вузлами: турбокомпресором, електронною системою управління подачі палива, интеркулером, різними датчиками і так далі. Останнім часом все частіше розробляються і запускаються в серію силові агрегати з прямим паливним уприскуванням «Коммон Рейлі», що забезпечують екологічний вихлоп газів відповідно до сучасних вимог, високий тиск уприскування. Дизелі з безпосереднім уприскуванням мають досить відчутними перевагами перед моторами зі звичайною паливною системою:

• економічно витрачають паливо;
• мають більш високу потужність при тому ж обсязі;
• працюють з низьким рівнем шуму;
• дозволяє автомобілю швидше розганятися.

недоліки двигунів Common Rail: Досить висока складність, необхідність при ремонті і обслуговуванні використовувати спеціальне обладнання, Вимогливість до якості солярки, щодо висока вартість. Як і бензинові ДВС, дизелі постійно вдосконалюються, стають все більш технологічні і складніше.

В автомобільному будові легкових автомобілів вже понад століття стандартно використовуються двигун внутрішнього згорання. У них є деякі мінуси, над якими роками б'ються вчені та конструктори. В результаті цих досліджень виходять досить цікаві і дивні «Пошуку». Про один з них і піде мова в цій статті.

Історія створення циклу Аткінсона

Історія створення мотора з циклом Аткінсона корінням сягає в далеку історію. Почнемо з того що перший класичний чотиритактний двигун був винайдений німцем Николаусом Отто в 1876. Цикл такого мотора досить простий: впуск, стиснення, робочий хід, випуск.

Всього через 10 років після винаходу двигуна Отто, англієць Джеймс Аткінсон запропонував модифікувати німецький мотор . По суті, двигун залишається чотиритактним. Але Аткінсон трохи змінив тривалість двох з них: перші 2 такту коротше, інші 2 довше. Сер Джеймс реалізував цю схему, за допомогою зміни довжини ходів поршнів. Але в 1887 році така модифікація двигуна Отто не знайшла застосування. Незважаючи на те, що продуктивність мотора збільшилася на 10%, складність механізму не дозволяла масово застосовувати цикл Аткінсона для автомобілів.

Але інженери продовжували працювати над циклом сера Джеймса. Американець Ральф Міллер в 1947 трохи удосконалив цикл Аткінсона, спростивши його. Це дозволило застосовувати двигун в автомобілебудуванні. Здавалося б, правильніше називати цикл Аткінсона циклом Міллера. Але інженерне співтовариство залишило за Аткинсоном право називати мотор по його імені за принципом першовідкривача. До того ж, із застосуванням нових технологій стало можливим застосовувати більш складний Аткінсоновскій цикл, тому від циклу Міллера з часом відмовилися. Наприклад, в нових Тойотах варто мотор Аткінсона, а не Міллера.

У наш час двигун, що працює за принципом циклу Аткінсона, ставлять на гібриди. Особливо досягли успіху в цьому японці, які завжди дбають про екологічність своїх авто. Гібридні Prius від Toyota активно заповнюють світовий ринок.

Принцип роботи циклу Аткінсона

Як говорилося раніше, цикл Аткінсона повторює ті ж такти, що і цикл Отто. Але при використанні однакових принципів, Аткінсон створив абсолютно новий двигун.

Мотор сконструйований так, що поршень здійснює всі чотири такту за один поворот коленвала. Крім того, такти мають різну довжину: ходи поршня під час стиснення і розширення коротше, ніж під час впуску та випуску. Тобто, в циклі Отто впускний клапан закривається майже відразу. У циклі Аткінсона цей клапан закривається на половині шляху до верхньої мертвої точки. У звичайному ДВС в цей момент вже відбувається стиснення.

Двигун модифікований особливим коленвалом, в якому зміщені точки кріплення. Завдяки цьому, ступінь стиснення мотора зросла, а втрати на терті мінімізувалися.

Відмінність від традиційних двигунів

Нагадаємо, що цикл Аткінсона є чотиритактним (Впуск, стиснення, розширення, викид). Звичайний чотиритактний двигун працює по циклу Отто. Якщо коротко, нагадаємо його роботу. На початку робочого ходу в циліндрі поршень йде вгору, до верхньої робочої точки. Суміш з палива та повітря згорає, газ розширюється, тиск на максимумі. Під впливом цього газу поршень їде вниз, приходить в нижню мертву точку. Робочий хід закінчено, відкривається випускний клапан, через який виходить відпрацьований газ. У цьому місці відбуваються втрати випуску, тому що відпрацьований газ все ж має залишковий тиск, використовувати яке неможливо.

Аткінсон зменшив втрату випуску. У його двигуні обсяг камери згоряння менше при колишньому робочому обсязі. Це означає що ступінь стиснення вище, а хід поршня більше. До того ж, тривалість такту стиснення в порівнянні з робочим ходом зменшується, двигун працює по циклу зі збільшеною ступенем розширення (ступінь стиснення нижче ступеня розширення). Ці умови дозволили зменшити втрату випуску, використовуючи енергію відпрацьованих газів.

Повернемося до циклу Отто. При всмоктуванні робочої суміші дросельна заслінка закрита і створює опір на впуску. Відбувається це при неповному натисненні на педаль газу. З-за зачинених заслінки двигун витрачає енергію даремно, створюючи насосні втрати.

Аткінсон попрацював і з тактом впуску. Продовживши його, сер Джеймс домігся зменшення насосних втрат. Для цього поршень доходить до нижньої мертвої точки, потім піднімається, залишаючи впускний клапан відкритим приблизно до половини поршневого ходу. Частина паливної суміші повертається у впускний колектор. У ньому підвищується тиск, що дає можливість відкривати дросельну заслінку на малих і середніх оборотах.

Але в серію аткінсоновскій мотор не випускали через перебоїв в роботі. Справа в тому, що, на відміну від ДВС, мотор працює тільки на підвищених обертах. На холостому ходу він може стихнути. Але ця проблема вирішилася у виробництві гібридів. На малих швидкостях такі машини їдуть на електоротяге, а на бензиновий двигун переходять тільки в разі розгону або при навантаженнях. Подібна модель як прибирає недоліки двигуна Аткінсона, так і підкреслює його переваги над іншими ДВС.

Переваги та недоліки циклу Аткінсона

Двигун Аткінсона має кілька переваг, Які вирізняють їх перед іншими ДВС: 1. Зниження паливних втрат. Як говорилося раніше, завдяки зміні тривалості тактів, стало можливим зберігати паливо, використовуючи відпрацьовані гази і знижуючи насосні втрати. 2. Маленька ймовірність детонаційного згоряння. Ступінь стиснення палива зменшується з 10 до 8. Це дозволяє не підвищувати обороти мотора перемиканням на знижену передачу в зв'язку зі збільшенням навантаження. Так само ймовірність детонаційного згоряння менше через вихід тепла з камери згоряння у впускний колектор. 3. Маленький витрата бензину. У нових гібридних моделях витрата бензину дорівнює 4 літри на 100 км. 4. Економічність, екологічність, високий ККД.

Але у двигуна Аткінсона є один істотний недолік, який не дозволяв застосовувати його в масовому виробництві машин. Через невисоких показників потужності, на маленьких оборотах двигун може затихнути. Тому двигун Аткінсона дуже добре прижився на гібридах.

Застосування циклу Аткінсона в автомобілебудуванні

До речі, про машини, на які ставлять аткінсоновскіе двигуни. У масовому випуску ця модифікація ДВС з'явилася не так давно. Як було сказано раніше, першими користувачами циклу Аткінсона були японські фірми і Toyota. Одна з самих відомих машин – MazdaXedos 9 / Eunos800, Яка випускалася в 1993-2002 роки.

Потім, ДВС Аткінсона взяли на озброєння виробники гібридних моделей. Однією з найвідоміших компаній, що використовують цей мотор, є Toyota, що випускає Prius, Camry, Highlander Hybrid і Harrier Hybrid. Такі ж двигуни використовуються в Lexus RX400h, GS 450h і LS600h, А "Форд" і "Ніссан" розробили Escape Hybrid і Altima Hybrid.

Варто сказати, що в автомобілебудуванні спостерігається мода на екологію. Тому гібриди, які працюють на циклі Аткінсона, повністю задовольняють потребам клієнтів і екологічним нормам. До того ж прогрес не стоїть на місці, нові модифікації аткінсоновского мотора покращують його плюси і знищують мінуси. Тому з упевненістю можна сказати, що двигун на основі циклу Аткінсона має продуктивне майбутнє і надію на довге існування.

Двигун внутрішнього згоряння дуже далекий від ідеалу, в кращому випадку досягає 20 - 25%, дизельного 40 - 50% (тобто решту палива спалюється майже в порожню). Щоб підвищити ефективність (відповідно збільшити коефіцієнт корисної дії) потрібно поліпшити конструкцію двигуна. Над цим б'ються багато інженерів, і до цього дня, але першими були всього кілька інженерів, таких як Ніколаус Август ОТТО, Джеймсом Аткінсон і Ральфом Міллером. Кожен вносив певні зміни, і намагався зробити мотори більш економічними і продуктивними. Кожен пропонував певний цикл роботи, який міг кардинально відрізнятися від конструкції опонента. Сьогодні я постараюся простими словами, Пояснити вам які основні відмінності є в роботі ДВС, Ну і звичайно відео версія в кінці ...

Стаття буде написана для новачків, так що якщо ви досвідчений інженер, можете її не читати, написана для загального розуміння циклів роботи ДВС.

Також хочеться відзначити, що варіацій різних конструкцій дуже багато, найвідоміші які ми ще можемо знати, цикл ДИЗЕЛЯ, Стірлінга, Карно, Еріксон і т.д. Якщо порахувати конструкції, то їх може набратися близько 15. І не всі двигуни внутрішнього згоряння, а наприклад, у Стірлінг зовнішнього.

Але найвідоміші, які застосовуються і донині в автомобілях, це ОТТО, АТКІНСОН і МІЛЛЕР. Ось про них і будемо говорити.

По суті це звичайний тепловий двигун внутрішнього згоряння з примусовим займанням горючої суміші (через свічку) який застосовується зараз в 60 - 65% автомобілів. ТАК - так, саме той, який у вас стоїть під капотом, працює по циклу ОТТО.

Однак якщо копнути в історію, першим принцип такого ДВС запропонував в 1862 році французький інженер Альфонс БО ДЕ РОШ. Але це був теоритический принцип роботи. ОТТО же в 1878 році (через 16 років) втілив цей двигун в металі (на практиці) і запатентував цю технологію

По суті це чотиритактний мотор, якому властиві:

• впуск . Подача свіжої воздушнотоплівной суміші. Відкривається впускний клапан.
• стиснення . Поршень йде вгору, стискаючи цю суміш. Обидва клапана закриті
• Робочий хід . Свічка підпалює стислу суміш, що зайнялися гази штовхають поршень вниз
• Відведення відпрацьованих газів . Поршень йде вгору, виштовхуючи згорілі гази. Відкривається випускний клапан

Хочеться відзначити, що впускні і випускні клапана, працюють в суворій послідовності - ОДНАКОВО при високих і при низьких оборотах. Тобто зміни роботи при різних оборотах не спостерігається.

У своєму двигуні ОТТО перший застосував стиснення робочої суміші, для підняття максимальної температури циклу. Яке здійснювалося за адіабаті (простими словами без теплообміну з зовнішнім середовищем).

Після стиснення суміші, вона запалала від свічки, після цього починався процес відведення тепла, який протікав практично по Ізохор (тобто при постійному обсязі циліндра двигуна).

Так як ОТТО запатентував свою технологію, її промислове використання було неможливим. Щоб обійти патенти Джеймс Аткінсон в 1886 році, вирішив модифікувати цикл ОТТО. І запропонував свій тип роботи двигуна внутрішнього згоряння.

Він запропонував змінити співвідношення часів тактів, завдяки чому робочий хід був збільшений за рахунок ускладнення кривошипно-шатунной конструкції. Потрібно відзначити що тестовий екземпляр який він побудував, був одноциліндровий, і не набув великого поширення через складність конструкції.

Якщо в двох словах описати принцип роботи цього ДВС, то виходить:

Всі 4 такту (впорскування, стиснення, робочий хід, випуск) - відбувалися за одне обертання колінчастого вала (у ОТТО обертань - два). Завдяки складній системі важелів, які кріпилися поруч з «коленвалом».

У цій конструкції вийшло реалізувати певні співвідношення довжин важелів. Якщо сказати простими словами - хід поршня на такті впуску та випуску БІЛЬШЕ, ніж хід поршня в також стиснення і робочого ходу.

Що це дає? ТАК то, що можна «гратися» ступенем стиснення (змінюючи її), за рахунок співвідношення довжин важелів, а не за рахунок «дросселирования» впуску! З цього виводиться перевага циклу АКТІНСОНА, по насосним втрат

Такі мотори вийшли досить ефективними з високим ККД і маленьким витратою палива.

Однак негативних моментів також було багато:

• Складність і громіздкість конструкції
• Низький на низьких оборотах
• Погано управляється дросельною заслінкою, будь то ()

Ходять уперті чутки, що принцип Аткінсон використовувався на гібридних автомобілях, Зокрема компанії TOYOTA. Однак це трохи не так, там використовувався тільки його принцип, а ось конструкція застосовувалася іншого інженера, а саме Міллера. У чистому вигляді мотори Аткінсон швидше мали поодинокий характер, ніж масовий.

Ральф Міллер також вирішив погратися зі ступенем стиснення, в 1947 році. Тобто він як би продовжить роботу Аткінсон, але взяв не його складний двигун (з важелями), а звичайний ДВС ОТТО.

Що він запропонував . Він не став робити такт стиснення механічно більш коротким, ніж такт робочого ходу (як пропонував Аткінсон, у нього поршень рухається швидше вгору, ніж вниз). Він придумав скоротити такт стиснення за рахунок такту впуску, зберігаючи рух поршнів вгору і вниз однаковим (класичний мотор ОТТО).

Можна було піти двома способами:

• Закривати впускні клапана раніше закінчення такту впуску - такий принцип отримав назву «Скорочений впуск»
• Або закривати впускні клапана пізніше такту впуску - цей варіант отримав назви «укороченого стиснення»

В кінцевому підсумку, обидва принципу дають одне і теж - зменшення ступеня стиснення, робочої суміші щодо геометричній! Однак зберігається ступінь розширення, тобто такт робочого ходу зберігається (як в ДВС ОТТО), а такт стиснення як би скорочується (як в ДВС Аткінсона).

Простими словами - повітряно-паливна суміш у МІЛЛЕРА стискається набагато менше, ніж повинна була стискатися в такому ж моторі у ОТТО. Це дозволяє збільшити геометричну ступінь стиснення, і відповідно фізичну ступінь розширення. Набагато більшу, ніж обумовлено детонаційними властивостями палива (тобто бензин не можна стискати нескінченно, почнеться детонація)! Таким чином, коли паливо запалюється в ВМТ (вірніше мертвій точці), воно має набагато більшу ступінь розширення ніж у конструкції ОТТО. Це дає набагато більше використовувати енергію розширюються в циліндрі газів, що і підвищує теплову ефективність конструкції, що тягне високу економію, еластичність і т.д.

Варто також враховувати, що на такті стиснення зменшуються насосні втрати, тобто стискати паливо у МІЛЛЕРА легше, потрібно менше енергії.

Негативні сторони - це зменшення пікової вихідної потужності (особливо на високих оборотах) через гіршого наповнення циліндрів. Щоб зняти таку ж потужність як у ОТТО (при високих оборотах), мотор потрібно було будувати більше (об'ємніше циліндри) і масивніше.

На сучасних моторах

Так в чому ж різниця?

Стаття вийшла складніше, ніж я припускав, але якщо підвести підсумок. ТО виходить:

ОТТО - це стандартний принцип звичайного мотора, які зараз стоять на більшості сучасних автомобілів

АТКІНСОН - пропонував більш ефективний ДВС, За рахунок зміни ступеня стиснення за допомогою складної конструкції з важелів які приєднувалися до колінчастого валу.

ПЛЮСИ - економія палива, еластичнішою мотор, менше шуму.

МІНУСИ - громіздка і складна конструкція, низький крутний момент на низьких оборотах, погано управляється дросельною заслінкою

У чистому вигляді зараз практично не застосовується.

МІЛЛЕР - запропонував використовувати знижену ступінь стиснення в циліндрі, за допомогою пізнього закриття впускного клапана. Різниця з Аткінсон величезна, тому як він використав не його конструкцію, а ОТТО, але не в чистому вигляді, а з доопрацьованій системою ГРМ.

Передбачається що поршень (на такті стиснення) йде з меншим опором (насосні втрати), і краще геометрично стискає повітряно-паливну суміш (виключаючи її детонацію), однак ступінь розширення (при запаленні від свічки) залишається майже така ж, як і в циклі ОТТО .

ПЛЮСИ - економія палива (особливо на низьких оборотах), еластичність роботи, низький шум.

МІНУСИ - зменшення потужності при високих оборотах (через гіршого наповнення циліндрів).

Варто відзначити, що зараз принцип МІЛЛЕРА використовується на деяких автомобілях при невисоких оборотах. Дозволяє регулювати фази впуску і випуску (розширюючи або звужуючи їх за допомогою

слайд 2

класичний ДВС

Класичний чотиритактний мотор був винайдений в далекому 1876 році одним німецьким інженером по імені Ніколаус Отто, цикл роботи такого двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) простий: впуск, стиснення, робочий хід, випуск.

слайд 3

Індикаторна діаграма циклу Отто і Аткінсона.