چرخه اتکینسون در عمل. موتور سیکل اتکینسون

2024 نویسنده: Erin Ralphs | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-19 15:07

ICE برای یک قرن در خودروها استفاده می شود. به طور کلی، اصل عملکرد آنها از زمان شروع تولید، دستخوش تغییرات عمده ای نشده است. اما از آنجایی که این موتور دارای تعداد زیادی کاستی است، مهندسان از ابداع نوآوری برای بهبود موتور دست بر نمی دارند. بیایید به یکی از آنها بپردازیم که چرخه اتکینسون نام دارد. امروزه می شنوید که در برخی از ماشین ها از آن استفاده می شود. اما آن چیست و چگونه موتور با آن بهتر می شود؟

چرخه اتکینسون

Nikolaus Otto، مهندس آلمانی، در سال 1876 چرخه ای را پیشنهاد کرد که شامل:

• ورودی;
• فشرده سازی;
• سکته؛
• انتشار.

و یک دهه بعد، مخترع انگلیسی جیمز اتکینسون آن را توسعه داد. با این حال، با درک جزئیات، می‌توانیم چرخه اتکینسون را کاملاً اصلی بنامیم.

موتورهای احتراق داخلی از نظر کیفی متفاوت هستند. به هر حال، میل لنگ دارای نقاط نصب افست است، به طوری که از دست دادن انرژی اصطکاکی کاهش می یابد و نسبت تراکم افزایش می یابد.

فازهای توزیع گاز دیگری نیز دارد. در موتورهای معمولی، پیستون بلافاصله پس از عبور از نقطه مرگ بسته می شود. چرخه اتکینسون طرح متفاوتی دارد. در اینجا، سکته مغزی به طور قابل توجهی طولانی تر است، زیرا دریچه فقط در نیمه راه پیستون تا نقطه مرگ بالا (جایی که طبق گفته اتو، فشرده سازی در حال حاضر انجام می شود) بسته می شود.

از نظر تئوری، چرخه اتکینسون حدود ده درصد کارآمدتر از اتو است. با این حال، برای مدت طولانی در عمل استفاده نمی شد، زیرا قادر به عملکرد در حالت عملیاتی تنها در سرعت های بالا است. علاوه بر این، یک سوپرشارژر مکانیکی مورد نیاز است که گاهی اوقات همه اینها را "چرخه اتکینسون-میلر" می نامند. با این حال، معلوم شد که با او مزایای توسعه مورد نظر از بین رفت.

بنابراین، در خودروهای سواری، چنین چرخه اتکینسون تقریباً هرگز در عمل استفاده نشد. اما در مدل های هیبریدی، مانند تویوتا پریوس، سازندگان شروع به استفاده از آن حتی به صورت سری کردند. این امر به دلیل عملکرد خاص این نوع موتورها امکان پذیر شد: در سرعت کم، خودرو به دلیل کشش الکتریکی حرکت می کند و تنها در هنگام شتاب گیری به واحد بنزینی تغییر می کند.

توزیع گاز

اولین موتور چرخه اتکینسون مکانیزم توزیع گاز حجیم داشت که سر و صدای زیادی ایجاد می کرد. اما زمانی که به لطف کشف چارلز نایت آمریکایی، به جای سوپاپ های فعال معمولی، آنها شروع به استفاده از قرقره های مخصوص به شکل یک جفت آستین کردند که بین سیلندر و پیستون چیده شده بودند، موتور تقریباً از ایجاد صدا جلوگیری کرد.. با این حال، پیچیدگیطراحی استفاده شده بسیار گران بود، اما در برندهای معتبر خودرو، صاحبان خودرو مایل بودند برای چنین راحتی هزینه کنند.

اما در دهه سی، چنین پیشرفتی کنار گذاشته شد، زیرا موتورها عمر کوتاهی داشتند و مصرف بنزین و روغن بسیار زیاد بود.

تحولات موتور در این راستا حتی امروز شناخته شده است - شاید مهندسان بتوانند از کاستی های مدل چارلز نایت خلاص شوند و از مزایای آن استفاده کنند.

مدل جهانی آینده

در حال حاضر، بسیاری از تولیدکنندگان در حال توسعه موتورهای جهانی هستند که ترکیبی از قدرت واحدهای بنزینی و کشش و کارایی عالی موتورهای دیزلی است.

در این راستا، این واقعیت که واحدهای بنزینی با تزریق مستقیم سوخت به نسبت تراکم بالایی در حدود سیزده تا چهارده واحد رسیده اند (برای موتورهای دیزلی این سطح کمی بیشتر از هفده تا نوزده است) گام های موفقی را در این زمینه ثابت می کند. جهت. آنها حتی مانند واحدهای احتراق تراکمی عمل می کنند. فقط مخلوط کار باید به طور مصنوعی با شمع آتش زده شود.

در مدل های تجربی، فشرده سازی حتی بیشتر است - تا پانزده یا شانزده واحد. اما تا خودسوزی، سطح به آن نمی رسد. درعوض، شمع در حین حرکت ثابت خاموش می‌شود و به موتور اجازه می‌دهد به حالت دیزلی تغییر کند و سوخت کمتری مصرف کند.

احتراق توسط الکترونیک کنترل می شود و بسته به شرایط خارجی تنظیمات را انجام می دهد.

توسعه دهندگان این ادعا را دارنداین موتور بسیار مقرون به صرفه است. با این حال، تحقیقات کافی برای تولید انبوه انجام نشده است.

نسبت فشرده سازی متغیر

شاخص بسیار مهم است. از این گذشته، توان، کارایی و صرفه جویی مستقیماً به نسبت تراکم بالا بستگی دارد. طبیعی است که نمی توان آن را به طور نامحدود افزایش داد. بنابراین مدتی است که توسعه متوقف شده است. در غیر این صورت، خطر انفجار وجود دارد که می تواند منجر به آسیب موتور شود.

این شاخص به ویژه در موتورهای سوپرشارژ منعکس می شود. از این گذشته ، آنها با شدت بیشتری گرم می شوند و بنابراین درصد احتمال انفجار در اینجا بسیار بالاتر است. بنابراین گاهی اوقات باید نسبت تراکم را کاهش داد که البته باعث کاهش راندمان موتور می شود.

در حالت ایده آل، نسبت تراکم باید به آرامی بسته به حالت کار و بار تغییر کند. پیشرفت‌های زیادی وجود داشت، اما همه آنها بسیار پیچیده و گران هستند.

ساب افسانه ای

بهترین نتایج را ساب زمانی به دست آورد که در سال 2000 یک موتور پنج سیلندر عرضه کرد که با 1.6 لیتر حجم، حدود دویست و بیست و پنج اسب بخار تولید کرد. این دستاورد امروز هم باورنکردنی به نظر می رسد.

موتور به دو قسمت تقسیم می شود که قطعات آن به صورت لولایی به یکدیگر متصل می شوند. میل لنگ، میله های اتصال و پیستون ها در زیر قرار دارند و سیلندرها با سر در بالا قرار دارند. درایو هیدرولیک قادر است مونوبلاک را با سیلندرها و سرها کج کند و در هنگام روشن شدن کمپرسور درایو نسبت تراکم را تغییر دهد. با وجود تمام اثربخشی،توسعه نیز به دلیل هزینه بالای ساخت و ساز به تعویق افتاد.

آسانتر و در دسترس تر

بنابراین، می توان نتیجه گرفت که موتور چرخه اتکینسون نقش مهمی در بهبود مکانیسم موتور در آینده ایفا کرده است. به نظر می رسد که بهبودهای مبتنی بر یکدیگر، در نهایت موتور احتراق داخلی را به حالت عملکرد بهینه سوق می دهد.