Uygulamada Atkinson döngüsü. Atkinson çevrim motoru

2024 Yazar: Erin Ralphs | [email protected]. Son düzenleme: 2024-02-19 19:50

ICE bir asırdır arabalarda kullanılıyor. Genel olarak, çalışma prensipleri, üretimin başlangıcından bu yana büyük bir değişikliğe uğramamıştır. Ancak bu motorun çok sayıda eksikliği olduğundan, mühendisler motoru geliştirmek için yenilikler icat etmekten vazgeçmiyor. Atkinson döngüsü olarak adlandırılan bunlardan birine dönelim. Bugün bazı makinelerde kullanıldığını duyabilirsiniz. Ama bu nedir ve motor onunla nasıl daha iyi hale gelir?

Atkinson döngüsü

Almanya'dan bir mühendis olan Nikolaus Otto, 1876'da aşağıdakilerden oluşan bir döngü önerdi:

• giriş;
• sıkıştırma;
• inme;
• yayın.

Ve on yıl sonra İngiliz mucit James Atkinson onu geliştirdi. Ancak detayları anladıktan sonra Atkinson döngüsüne tamamen orijinal diyebiliriz.

İçten yanmalı motorlar niteliksel olarak farklıdır. Sonuçta, krank milinin kaymalı montaj noktaları vardır, böylece sürtünme enerjisi kaybı azalır ve sıkıştırma oranı artar.

Ayrıca başka gaz dağıtım aşamaları da vardır. Geleneksel bir motorda, piston ölü noktayı geçtikten hemen sonra kapanır. Atkinson döngüsü farklı bir şemaya sahiptir. Burada, strok önemli ölçüde daha uzundur, çünkü valf pistonu üst ölü noktaya kadar sadece yarıya kadar kapatır (burada, Otto'ya göre sıkıştırma zaten gerçekleşmektedir).

Teorik olarak, Atkinson döngüsü Otto'dan yaklaşık yüzde on daha verimlidir. Ancak çalışma modunda sadece yüksek hızlarda çalışabilmesi nedeniyle uzun süre pratikte kullanılmamıştır. Ek olarak, tüm bunlara bazen “Atkinson-Miller döngüsü” adı verilen mekanik bir süper şarj cihazı gereklidir. Ancak, onunla birlikte söz konusu gelişimin avantajlarının kaybolduğu ortaya çıktı.

Bu nedenle, binek otomobillerde böyle bir Atkinson döngüsü pratikte neredeyse hiç kullanılmadı. Ancak Toyota Prius gibi hibrit modellerde üreticiler seri olarak bile kullanmaya başladılar. Bu, bu tür motorların özel çalışması nedeniyle mümkün oldu: düşük hızda, araba elektrik çekişi nedeniyle hareket eder ve yalnızca hızlanma sırasında bir benzin ünitesine geçer.

Gaz dağıtımı

İlk Atkinson çevrimli motor, çok fazla gürültü yapan hacimli bir gaz dağıtım mekanizmasına sahipti. Ancak, Amerikan Charles Knight'ın keşfi sayesinde, her zamanki tahrikli valfler yerine, silindir ve piston arasına yerleştirilmiş bir çift manşon şeklinde özel makaralar kullanmaya başladıklarında, motor neredeyse ses çıkarmayı bıraktı.. Ancak karmaşıklıkkullanılan tasarım oldukça pahalıydı, ancak prestijli otomobil markalarında araç sahipleri bu kolaylık için para ödemeye hazırdı.

Ancak, otuzlu yıllarda, motorlar kısa ömürlü olduğu ve benzin ve yağ tüketimi çok yüksek olduğu için böyle bir gelişme terk edildi.

Bu yöndeki motor geliştirmeleri bugün bile biliniyor - belki mühendisler Charles Knight modelinin eksikliklerinden kurtulup faydalarından faydalanabilirler.

Geleceğin Evrensel Modeli

Şu anda birçok üretici, benzinli ünitelerin gücü ile dizel motorların mükemmel çekiş ve verimliliğini birleştirecek evrensel motorlar geliştiriyor.

Bu bağlamda, doğrudan yakıt enjeksiyonlu benzinli ünitelerin yaklaşık on üç ila on dört ünite gibi yüksek bir sıkıştırma oranına ulaşması (dizel motorlar için bu seviye on yedi ila on dokuzdan biraz daha fazladır) bu konuda başarılı adımlar olduğunu kanıtlıyor. yön. Hatta sıkıştırma ateşleme üniteleri ile aynı şekilde çalışırlar. Yalnızca çalışma karışımı bir mumla yapay olarak ateşe verilmelidir.

Deneysel modellerde sıkıştırma daha da yüksektir - on beş veya on altı birime kadar. Ancak kendi kendine tutuşana kadar seviyeye ulaşmaz. Bunun yerine, buji sabit hareket sırasında kapanarak motorun dizel benzeri bir moda geçmesini ve daha az yakıt tüketmesini sağlar.

Yanma elektronik tarafından kontrol edilir ve dış koşullara göre ayarlamalar yapılır.

Geliştiriciler şunu iddia ediyorbu motor çok ekonomik. Ancak seri üretim için yeterli araştırma yapılmadı.

Değişken sıkıştırma oranı

Gösterge çok önemlidir. Sonuçta güç, verimlilik ve ekonomi doğrudan yüksek sıkıştırma oranına bağlıdır. Doğal olarak, süresiz olarak artırılamaz. Bu nedenle, bir süredir geliştirme durdu. Aksi takdirde, motor hasarına yol açabilecek patlama riski vardı.

Bu gösterge özellikle süper şarjlı motorlarda kendini gösterir. Sonuçta, daha güçlü bir şekilde ısınırlar ve bu nedenle burada patlama olasılığının yüzdesi çok daha yüksektir. Bu nedenle, sıkıştırma oranının bazen düşürülmesi gerekir, bu da elbette motorun verimliliğini az altır.

İdeal olarak, sıkıştırma oranı çalışma moduna ve yüke bağlı olarak düzgün bir şekilde değişmelidir. Pek çok gelişme oldu ama hepsi çok karmaşık ve pahalı.

Efsanevi Saab

En iyi sonuçları Saab, 2000 yılında 1,6 litre hacme sahip, yaklaşık iki yüz yirmi beş at üreten beş silindirli bir motor piyasaya sürdüğünde elde etti. Bu başarı bugün hala inanılmaz görünüyor.

Motor ikiye bölünmüştür, burada parçalar menteşeli bir şekilde birbirine bağlanır. Krank mili, bağlantı çubukları ve pistonlar altta, kafalı silindirler üstte bulunur. Hidrolik tahrik, tahrik kompresörü açıldığında sıkıştırma oranını değiştirerek monoblokları silindirler ve kafalarla eğebilir. Tüm etkinliğe rağmen,inşaatın yüksek maliyeti nedeniyle geliştirme de ertelenmek zorunda kaldı.

Daha kolay ve daha erişilebilir

Böylece, Atkinson çevrimli motorun gelecekte motor mekanizmasının geliştirilmesinde önemli bir rol oynadığı sonucuna varabiliriz. Birbirine dayalı iyileştirmeler sonunda içten yanmalı motoru en uygun çalışma moduna götürecek gibi görünüyor.