Atkinson-syklusen i praksis. Atkinson syklusmotor

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sist endret: 2024-02-19 18:15

ICE har blitt brukt i biler i et århundre. Generelt har ikke driftsprinsippet deres gjennomgått store endringer siden produksjonsstart. Men siden denne motoren har et stort antall mangler, slutter ikke ingeniører å finne opp innovasjoner for å forbedre motoren. La oss gå til en av dem, som kalles Atkinson-syklusen. I dag kan man høre at det brukes i enkelte maskiner. Men hva er det og hvordan blir motoren bedre med den?

Atkinson-syklus

Nikolaus Otto, en ingeniør fra Tyskland, foreslo i 1876 en syklus bestående av:

• inlet;
• compression;
• slag;
• utgivelse.

Og et tiår senere utviklet den engelske oppfinneren James Atkinson den. Men etter å ha forstått detaljene, kan vi kalle Atkinson-syklusen helt original.

Forbrenningsmotorer er kvalitativt forskjellige. Tross alt har veivakselen forskjøvede monteringspunkter, slik at friksjonsenergitapet reduseres og kompresjonsforholdet økes.

Den har også andre gassdistribusjonsfaser. På en konvensjonell motor lukkes stempelet umiddelbart etter å ha passert dødpunkt. Atkinson-syklusen har et annet opplegg. Her er slaget betydelig lengre, siden ventilen stenger kun halvveis opp i stempelet til øverste dødpunkt (hvor det ifølge Otto allerede foregår kompresjon).

Teoretisk sett er Atkinson-syklusen omtrent ti prosent mer effektiv enn Otto. Imidlertid ble det i lang tid ikke brukt i praksis på grunn av det faktum at det bare er i stand til å fungere i driftsmodus ved høye hastigheter. I tillegg er det nødvendig med en mekanisk superlader, som alt dette noen ganger kalles "Atkinson-Miller-syklusen". Det viste seg imidlertid at med ham gikk fordelene ved den aktuelle utbyggingen tapt.

Derfor, i personbiler, ble en slik Atkinson-syklus nesten aldri brukt i praksis. Men i hybridmodeller, som Toyota Prius, begynte produsentene å bruke den selv i serier. Dette ble mulig på grunn av den spesifikke driften av disse motortypene: ved lav hastighet beveger bilen seg på grunn av elektrisk trekkraft og bare under akselerasjon bytter den til en bensinenhet.

Gassdistribusjon

Den første Atkinson-sykkelmotoren hadde en klumpete gassfordelingsmekanisme som laget mye støy. Men da de, takket være oppdagelsen av den amerikanske Charles Knight, i stedet for de vanlige aktiverte ventilene, begynte å bruke spesielle spoler i form av et par hylser som var anordnet mellom sylinderen og stempelet, sluttet motoren nesten å lage støy. Imidlertid kompleksitetendesignet som ble brukt var ganske dyrt, men i prestisjefylte bilmerker var bileiere villige til å betale for en slik bekvemmelighet.

Men allerede på trettitallet ble en slik forbedring forlatt, fordi motorene var kortvarige, og forbruket av bensin og olje var for høyt.

Motorutviklinger i denne retningen er kjent selv i dag – kanskje vil ingeniører kunne bli kvitt manglene til Charles Knight-modellen og dra nytte av fordelene.

Universal Model of the Future

For tiden utvikler mange produsenter universalmotorer, som vil kombinere kraften til bensinenheter, og utmerket trekkraft og effektivitet til dieselmotorer.

I denne forbindelse viser det faktum at bensinenheter med direkte drivstoffinnsprøytning har nådd et høyt kompresjonsforhold på rundt tretten til fjorten enheter (for dieselmotorer er dette nivået litt mer enn sytten til nitten) vellykkede skritt i dette retning. De fungerer til og med på samme måte som kompresjonstenningsenheter. Bare arbeidsblandingen bør tennes kunstig med et stearinlys.

I eksperimentelle modeller er komprimeringen enda høyere – opptil femten eller seksten enheter. Men før selvantenning når ikke nivået. I stedet slår tennpluggen seg av under jevn bevegelse, slik at motoren kan bytte til en diesellignende modus og forbruke mindre drivstoff.

Forbrenningen styres av elektronikk, og gjør justeringer avhengig av ytre omstendigheter.

Utviklerne hevder detdenne motoren er veldig økonomisk. Det ble imidlertid ikke gjort nok forskning for masseproduksjon.

Variabelt komprimeringsforhold

Indikatoren er veldig viktig. Tross alt er kraft, effektivitet og økonomi direkte avhengig av et høyt kompresjonsforhold. Naturligvis kan det ikke økes i det uendelige. Derfor har utviklingen stanset en stund nå. Ellers var det fare for detonasjon, noe som kunne føre til motorskade.

Denne indikatoren gjenspeiles spesielt i superladede motorer. Tross alt varmes de opp sterkere, og derfor er prosentandelen av sannsynligheten for detonasjon mye høyere her. Derfor må kompresjonsforholdet noen ganger reduseres, noe som selvfølgelig reduserer effektiviteten til motoren.

Ideelt sett bør kompresjonsforholdet endres jevnt avhengig av driftsmodus og belastning. Det var mye utvikling, men de er alt for kompliserte og dyre.

Legendary Saab

De beste resultatene oppnådde Saab da den i 2000 ga ut en femsylindret motor, som med 1,6 liters volum ga omtrent to hundre og tjuefem hester. Denne prestasjonen virker fortsatt utrolig i dag.

Motoren er delt i to, hvor delene er koblet til hverandre på en hengslet måte. Veivakselen, koblingsstengene og stemplene er plassert under, og sylindrene med hoder er plassert på toppen. Den hydrauliske drivenheten er i stand til å vippe monoblokken med sylindre og hoder, og endre kompresjonsforholdet når drivkompressoren slås på. Til tross for all effektivitet,utbyggingen måtte også forsinkes på grunn av de høye byggekostnadene.

Enklere og mer tilgjengelig

Dermed kan vi konkludere med at Atkinson-sykkelmotoren har spilt en betydelig rolle i forbedringen av motormekanismen i fremtiden. Det ser ut til at forbedringer, basert på hverandre, endelig vil føre forbrenningsmotoren til den optimale driftsmodusen.