Atkinsonov ciklus u praksi. Motor Atkinsonovog ciklusa

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-19 16:23

ICE se koriste u automobilima stoljeće. Općenito, njihov princip rada nije doživio velike promjene od početka proizvodnje. No budući da ovaj motor ima veliki broj nedostataka, inženjeri ne prestaju s izmišljanjem inovacija za poboljšanje motora. Okrenimo se jednom od njih, koji se zove Atkinsonov ciklus. Danas se može čuti da se koristi u nekim strojevima. Ali što je to i kako motor postaje bolji s njim?

Atkinsonov ciklus

Nikolaus Otto, inženjer iz Njemačke, predložio je 1876. ciklus koji se sastoji od:

• ulaz;
• kompresija;
• mod;
• oslobodite.

A desetljeće kasnije, engleski izumitelj James Atkinson razvio ga je. Međutim, nakon razumijevanja detalja, Atkinsonov ciklus možemo nazvati potpuno originalnim.

Motori s unutarnjim izgaranjem se kvalitativno razlikuju. Uostalom, radilica ima pomaknute točke ugradnje, tako da je gubitak energije trenjem smanjen i omjer kompresije povećan.

Također ima i druge faze distribucije plina. Na konvencionalnom motoru, klip se zatvara odmah nakon prolaska mrtve točke. Atkinsonov ciklus ima drugačiju shemu. Ovdje je hod znatno duži, budući da ventil zatvara samo do polovice klipa do gornje mrtve točke (gdje se, prema Ottu, kompresija već odvija).

Teoretski, Atkinsonov ciklus je oko deset posto učinkovitiji od Otta. Međutim, dugo vremena nije korišten u praksi zbog činjenice da može funkcionirati u radnom načinu samo pri velikim brzinama. Dodatno je potreban mehanički kompresor, s kojim se sve to ponekad naziva "Atkinson-Millerov ciklus". Međutim, pokazalo se da su s njim izgubljene prednosti dotičnog razvoja.

Stoga, u osobnim automobilima, takav Atkinsonov ciklus gotovo nikada nije korišten u praksi. Ali u hibridnim modelima, poput Toyote Prius, proizvođači su ga počeli koristiti čak i u serijama. To je postalo moguće zahvaljujući specifičnom radu ovih vrsta motora: pri maloj brzini, automobil se kreće zbog električne vuče i samo tijekom ubrzanja prelazi na benzinsku jedinicu.

distribucija plina

Prvi motor Atkinsonovog ciklusa imao je glomazan mehanizam za distribuciju plina koji je stvarao mnogo buke. Ali kada su, zahvaljujući otkriću Amerikanca Charlesa Knighta, umjesto uobičajenih ventila s aktiviranim ventilima, počeli koristiti posebne kalemove u obliku para čahure koji su bili raspoređeni između cilindra i klipa, motor je gotovo prestao proizvoditi buku. Međutim, složenostkorišteni dizajn bio je prilično skup, ali u prestižnim markama automobila vlasnici automobila bili su spremni platiti za takvu pogodnost.

Međutim, već tridesetih godina od takvog se poboljšanja odustalo, jer su motori bili kratkog vijeka, a potrošnja benzina i ulja bila previsoka.

Razvoj motora u ovom smjeru poznat je i danas - možda će se inženjeri uspjeti riješiti nedostataka modela Charles Knight i iskoristiti prednosti.

Univerzalni model budućnosti

Trenutno mnogi proizvođači razvijaju univerzalne motore, koji će kombinirati snagu benzinskih jedinica, te izvrsnu vuču i učinkovitost dizelskih motora.

U tom smislu, činjenica da su benzinske jedinice s izravnim ubrizgavanjem goriva dosegle visok omjer kompresije od oko trinaest do četrnaest jedinica (kod dizelskih motora ta razina je nešto više od sedamnaest do devetnaest) dokazuje uspješne korake u tome smjer. Oni čak rade na isti način kao i jedinice kompresijskog paljenja. Samo radnu smjesu treba umjetno zapaliti svijećom.

U eksperimentalnim modelima, kompresija je još veća - do petnaest ili šesnaest jedinica. Ali do samozapaljenja, razina ne doseže. Umjesto toga, svjećica se isključuje tijekom ravnomjernog kretanja, omogućujući motoru da se prebaci u dizelski način rada i troši manje goriva.

Izgaranje kontrolira elektronika, prilagođavajući se ovisno o vanjskim okolnostima.

To tvrde programeriovaj motor je vrlo ekonomičan. Međutim, nije provedeno dovoljno istraživanja za masovnu proizvodnju.

Varijabilni omjer kompresije

Indikator je vrlo važan. Uostalom, snaga, učinkovitost i ekonomičnost izravno ovise o visokom omjeru kompresije. Naravno, ne može se neograničeno povećavati. Stoga je već neko vrijeme razvoj stao. Inače je postojala opasnost od detonacije, što bi moglo dovesti do oštećenja motora.

Ovaj pokazatelj posebno se odražava kod motora s kompresorom. Uostalom, oni se jače zagrijavaju, pa je stoga postotak vjerojatnosti detonacije ovdje puno veći. Stoga se omjer kompresije ponekad mora smanjiti, što, naravno, smanjuje učinkovitost motora.

U idealnom slučaju, omjer kompresije trebao bi se glatko mijenjati ovisno o načinu rada i opterećenju. Bilo je puno razvoja, ali su svi previše komplicirani i skupi.

Legendarni Saab

Najbolje rezultate postigao je Saab kada je 2000. godine izbacio motor s pet cilindara, koji je s 1,6 litara obujma proizveo oko dvjesto dvadeset i pet konja. Ovo postignuće i danas izgleda nevjerojatno.

Motor je podijeljen na dva dijela, gdje su dijelovi međusobno spojeni na šarke. Dolje se nalaze radilica, klipnjače i klipovi, a na vrhu su cilindri s glavama. Hidraulički pogon može nagnuti monoblok s cilindrima i glavama, mijenjajući omjer kompresije kada je pogonski kompresor uključen. Unatoč svoj učinkovitosti,razvoj je također morao biti odgođen zbog visoke cijene izgradnje.

Lakše i dostupnije

Dakle, možemo zaključiti da je motor Atkinsonovog ciklusa odigrao značajnu ulogu u poboljšanju motornog mehanizma u budućnosti. Čini se da će poboljšanja, temeljena jedna na drugoj, konačno dovesti motor s unutarnjim izgaranjem do optimalnog načina rada.