بیایید چرخه های عملکرد موتور را درک کنیم. چرخه اتو

بیایید چرخه های عملکرد موتور را درک کنیم. چرخه اتو

22.09.2019

mail@site
سایت اینترنتی
ژانویه 2016

اولویت های

از زمان ظهور اولین پریوس، به نظر می رسید که مردم تویوتا جیمز اتکینسون را بسیار بیشتر از رالف میلر دوست داشتند. و به تدریج "چرخه اتکینسون" از بیانیه های مطبوعاتی آنها در سراسر جامعه روزنامه نگاری گسترش یافت.

تویوتا رسماً: "موتور چرخه حرارتی پیشنهاد شده توسط جیمز اتکینسون (بریتانیا) که در آن می توان مدت زمان تراکم و سکته انبساط را به طور مستقل تنظیم کرد. بهبود بعدی توسط R.H. Miller (ایالات متحده آمریکا) امکان تنظیم زمان باز/بستن دریچه ورودی را برای فعال کردن یک سیستم عملی فراهم کرد. (چرخه میلر).
- تویوتا غیر رسمی و ضد علمی: «موتور میلر سیکل موتور سیکل اتکینسون با سوپرشارژر است».

علاوه بر این، حتی در محیط مهندسی محلی، "چرخه میلر" از زمان های بسیار قدیم وجود داشته است. چه چیزی درست تر است؟

در سال 1882، مخترع بریتانیایی جیمز اتکینسون ایده افزایش کارایی را مطرح کرد. موتور پیستونیبا کاهش ضربان تراکم و افزایش سرعت انبساط سیال کار. قرار بود این امر عملاً اجرا شود مکانیسم های پیچیدهدرایو پیستون (دو پیستون مطابق با طراحی "بوکسر"، یک پیستون با مکانیزم میل لنگ). انواع موتورهای ساخته شده افزایش تلفات مکانیکی، افزایش پیچیدگی طراحی و کاهش قدرت را در مقایسه با موتورهای طرح های دیگر نشان دادند، بنابراین به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفتند. ثبت اختراعات معروف اتکینسون بدون در نظر گرفتن تئوری چرخه های ترمودینامیکی به طور خاص به طرح ها مربوط می شد.

در سال 1947، مهندس آمریکایی رالف میلر به ایده کاهش فشرده سازی و انبساط ادامه داد و پیشنهاد کرد که آن را نه از طریق سینماتیک درایو پیستون، بلکه با انتخاب زمان بندی سوپاپ برای موتورهای معمولی اجرا کند. مکانیزم میل لنگ. در پتنت، میلر دو گزینه را برای سازماندهی گردش کار در نظر گرفت - با بسته شدن زودهنگام (EICV) یا دیر (LICV) دریچه ورودی. در واقع، هر دو گزینه به معنای کاهش نسبت فشرده سازی واقعی (موثر) نسبت به هندسی است. میلر با درک اینکه کاهش تراکم منجر به از دست دادن قدرت موتور می شود، در ابتدا بر روی موتورهای سوپرشارژ متمرکز شد که در آنها اتلاف پر شدن توسط کمپرسور جبران می شود. چرخه نظری میلر برای موتورهای جرقه زنی کاملاً با چرخه نظری موتور اتکینسون مطابقت دارد.

توسط روی هم رفتهسیکل میلر/اتکینسون یک چرخه مستقل نیست، بلکه نوعی تغییر از چرخه های ترمودینامیکی شناخته شده اتو و دیزل است. اتکینسون نویسنده ایده انتزاعی یک موتور با فیزیکی است اندازه های متفاوتضربات فشرده سازی و انبساط. سازماندهی واقعی فرآیندهای کاری در موتورهای واقعی، که تا به امروز در عمل استفاده می شود، توسط رالف میلر پیشنهاد شد.

اصول

هنگامی که موتور در چرخه میلر با تراکم کاهش یافته کار می کند، سوپاپ ورودی بسیار دیرتر از چرخه اتو بسته می شود، به همین دلیل بخشی از شارژ مجدداً به درگاه ورودی باز می گردد و فرآیند فشرده سازی خود در نیمه دوم آغاز می شود. سکته مغزی. در نتیجه، نسبت تراکم موثر کمتر از هندسی است (که به نوبه خود برابر با نسبت انبساط گازها در طول ضربه است). با کاهش تلفات پمپاژ و تلفات تراکمی، افزایش حرارتی راندمان موتوردر 5-7٪ و مصرف سوخت مربوطه.


می توانیم یک بار دیگر به نکات کلیدی تفاوت بین چرخه ها توجه کنیم. 1 و 1 اینچ - حجم محفظه احتراق برای موتور با سیکل میلر کوچکتر است، نسبت تراکم هندسی و نسبت انبساط بیشتر است. 2 و 2 اینچ - گازها متحمل می شوند. کار مفیددر یک سکته کار طولانی تر، بنابراین تلفات باقیمانده کمتری در خروجی وجود دارد. 3 و 3 اینچ - خلاء ورودی به دلیل دریچه گاز و جابجایی کمتر شارژ قبلی کمتر است بنابراین تلفات پمپاژ کمتر است. 4 و 4 - بسته شدن دریچه ورودی و شروع فشرده سازی از وسط شروع می شود. سکته مغزی، پس از جابجایی عقب بخشی از شارژ.


البته جابجایی شارژ معکوس به معنای کاهش عملکرد قدرت موتور است و برای موتورهای جویکار بر روی چنین چرخه ای فقط در یک حالت نسبتا باریک منطقی است بارهای جزئی. در مورد زمان‌بندی ثابت سوپاپ، تنها استفاده از سوپرشارژ می‌تواند این را در کل محدوده دینامیکی جبران کند. در مدل های هیبریدی، عدم کشش در شرایط نامساعد با کشش موتور الکتریکی جبران می شود.

پیاده سازی

در کلاسیک موتورهای تویوتادهه 90 با فازهای ثابت، در چرخه اتو کار می کند، دریچه ورودی در 35-45 درجه بعد از BDC (با توجه به زاویه چرخش) بسته می شود. میل لنگ، نسبت تراکم 9.5-10.0 است. در بیشتر موتورهای مدرنبا VVT، محدوده احتمالی بسته شدن دریچه ورودی به 5-70 درجه پس از BDC افزایش یافت، نسبت تراکم به 10.0-11.0 افزایش یافت.

در موتورها مدل های هیبریدیفقط طبق چرخه میلر کار می کند، محدوده بسته شدن شیر ورودی 80-120 درجه ... 60-100 درجه بعد از BDC است. نسبت تراکم هندسی - 13.0-13.5.

در اواسط دهه 2010، موتورهای جدیدی با طیف گسترده ای از زمان بندی متغیر سوپاپ (VVT-iW) ظاهر شدند که می توانند هم در چرخه معمولی و هم در چرخه میلر کار کنند. برای نسخه های اتمسفر، محدوده بسته شدن دریچه ورودی 30-110 درجه بعد از BDC با نسبت تراکم هندسی 12.5-12.7، برای نسخه های توربو به ترتیب 10-100 درجه و 10.0 است.

اسلاید 2

موتور احتراق داخلی کلاسیک

موتور کلاسیک چهار زمانه در سال 1876 توسط یک مهندس آلمانی به نام نیکولاس اوتو اختراع شد، چرخه عملکرد چنین موتوری. احتراق داخلی(ICE) ساده است: ورودی، فشرده سازی، سکته مغزی، اگزوز.

اسلاید 3

نمودار نشانگر چرخه اتو و اتکینسون.

  • اسلاید 4

    چرخه اتکینسون

    مهندس بریتانیایی جیمز اتکینسون، حتی قبل از جنگ، چرخه خود را ارائه کرد، که کمی با چرخه اتو متفاوت است - نمودار نشانگر او مشخص شده است. سبز. تفاوت در چیست؟ اولاً حجم محفظه احتراق چنین موتوری (با همان حجم کاری) کوچکتر است و بر این اساس نسبت تراکم بالاتر است. بنابراین بیشترین نقطه بالابر نمودار نشانگرواقع در سمت چپ، در ناحیه حجم کوچکتر سوپرپیستونی. و درجه انبساط (همان درجه فشرده سازی، فقط به صورت معکوس) نیز بیشتر است - یعنی ما کارآمدتر هستیم. پیشرفت بیشترپیستون ما از انرژی گازهای خروجی استفاده می کنیم و تلفات اگزوز کمتری داریم (این با پله کوچکتر سمت راست منعکس می شود). سپس همه چیز یکسان است - ضربه های اگزوز و ورودی وجود دارد.

    اسلاید 5

    حال، اگر همه چیز مطابق با چرخه اتو اتفاق می افتاد و دریچه ورودی در BDC بسته می شد، منحنی تراکم در بالا قرار می گرفت و فشار در انتهای ضربه بیش از حد خواهد بود - از این گذشته، نسبت تراکم در اینجا بالاتر است. ! جرقه نه با فلاش مخلوط، بلکه با یک انفجار انفجاری همراه خواهد بود - و موتور که حتی یک ساعت کار نکرده بود، در انفجار می میرد. اما در مورد مهندس بریتانیایی جیمز اتکینسون اینطور نبود! او تصمیم گرفت فاز ورودی را گسترش دهد - پیستون به BDC می رسد و بالا می رود، در حالی که دریچه ورودی تا حدود نیمی از حرکت کامل پیستون باز می ماند. بخشی از مخلوط قابل احتراق تازه به داخل رانده می شود منیفولد ورودی، که فشار را در آنجا افزایش می دهد - یا بهتر است بگوییم خلاء را کاهش می دهد. این اجازه می دهد تا دریچه گاز در بارهای کم و متوسط ​​بیشتر باز شود. به همین دلیل است که خط ورودی در نمودار چرخه اتکینسون بالاتر و تلفات پمپاژ موتور نسبت به چرخه اتو کمتر است.

    اسلاید 6

    چرخه اتکینسون

    بنابراین، حرکت تراکم، زمانی که دریچه ورودی بسته می‌شود، با حجم کمتری بالای پیستون شروع می‌شود، همانطور که با خط تراکم سبز نشان داده شده است که از نیمه پایین خط ورودی افقی پایین شروع می‌شود. به نظر می رسد که هیچ چیز ساده تر نیست: انجام دادن درجه بالاترفشرده سازی، مشخصات بادامک های ورودی را تغییر دهید، و تمام شد - موتور چرخه اتکینسون آماده است! اما واقعیت این است که برای دستیابی به عملکرد دینامیکی خوب در کل محدوده عملیاتی سرعت موتور، لازم است که خروج مخلوط قابل احتراق در طول چرخه مکش طولانی با استفاده از بوست، جبران شود. در این مورد - سوپرشارژر مکانیکی. و درایو آن سهم شیر از انرژی موتور را که از تلفات پمپاژ و اگزوز بازیابی می شود، می گیرد. استفاده از چرخه اتکینسون در موتور تنفس طبیعی تویوتا پریوس هیبریدی به دلیل این واقعیت است که در حالت سبک وزن کار می کند.

    اسلاید 7

    چرخه میلر

    چرخه میلر یک چرخه ترمودینامیکی است که در موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه استفاده می شود. چرخه میلر در سال 1947 توسط مهندس آمریکایی رالف میلر به عنوان راهی برای ترکیب مزایای موتور آنتکینسون با مکانیزم پیستونی ساده تر موتور اتو پیشنهاد شد.

    اسلاید 8

    میلر به جای اینکه حرکت تراکم را از نظر مکانیکی کوتاه‌تر از کورس قدرت کند (مانند موتور کلاسیک اتکینسون، که در آن پیستون سریع‌تر از پایین‌تر به سمت بالا حرکت می‌کند)، میلر به این فکر افتاد که ضربان تراکم را به قیمت کورس ورودی کوتاه‌تر کند. با حفظ سرعت بالا و پایین پیستون (مانند موتور کلاسیک اتو).

    اسلاید 9

    برای این کار، میلر دو رویکرد متفاوت را پیشنهاد کرد: بستن شیر ورودی به طور قابل توجهی زودتر از پایان ضربه ورودی (یا باز کردن آن دیرتر از شروع این ضربه)، بستن آن به میزان قابل توجهی دیرتر از پایان این ضربه.

    اسلاید 10

    روش اول برای موتورها معمولاً "مصرف کوتاه" نامیده می شود و روش دوم "تراکم کوتاه" است. هر دوی این رویکردها به یک چیز می رسند: کاهش نسبت فشرده سازی واقعی مخلوط کارینسبتاً هندسی است، در حالی که درجه انبساط ثابتی را حفظ می کند (یعنی ضربان قدرت مانند موتور اتو باقی می ماند و به نظر می رسد سکته فشرده سازی کوتاه شده است - مانند اتکینسون، فقط نه در زمان، بلکه در درجه کوتاه می شود. فشرده سازی مخلوط)

    اسلاید 11

    رویکرد دوم میلر

    این رویکرد از نظر تلفات فشرده سازی تا حدودی سودآورتر است و بنابراین این رویکرد است که عملاً به صورت سریالی اجرا می شود. موتورهای خودرومزدا "MillerCycle" در چنین موتوری، سوپاپ ورودی در انتهای کورس مکش بسته نمی شود، اما در اولین قسمت از حرکت تراکم باز می ماند. اگر چه در سکته مغزی مصرف مخلوط سوخت و هوااز آنجایی که کل حجم سیلندر پر شده است، مقداری از مخلوط از طریق دریچه ورودی باز به داخل منیفولد ورودی باز می گردد، زیرا پیستون در حرکت فشاری به سمت بالا حرکت می کند.

    اسلاید 12

    فشرده سازی مخلوط در واقع دیرتر شروع می شود، زمانی که دریچه ورودی در نهایت بسته می شود و مخلوط در سیلندر قفل می شود. بنابراین، مخلوط در موتور میلر کمتر از آن چیزی است که در موتور اتو با همان هندسه مکانیکی فشرده می شود. این امکان افزایش نسبت تراکم هندسی (و بر این اساس، نسبت انبساط!) را بیش از حد تعیین شده توسط خواص انفجار سوخت فراهم می کند - تراکم واقعی را به ارزش های قابل قبولبه دلیل «کوتاه شدن چرخه فشرده سازی» که در بالا توضیح داده شد، اسلاید 15

    نتیجه

    اگر به هر دو چرخه اتکینسون و میلر دقت کنید، متوجه خواهید شد که هر دو دارای یک نوار پنجم اضافی هستند. خودش را دارد ویژگی های خودو در واقع نه یک سکته مصرفی است و نه یک ضربه فشاری، بلکه یک سکته مغزی مستقل بین آنهاست. بنابراین موتورهایی که بر اساس اصل اتکینسون یا میلر کار می کنند، پنج زمانه نامیده می شوند.

    مشاهده همه اسلایدها

    موتور احتراق داخلی بسیار دور از ایده آل است، در بهترین سناریوبه 20 - 25٪ ، گازوئیل 40 - 50٪ می رسد (یعنی بقیه سوخت تقریباً خالی می سوزد). برای افزایش کارایی (ضریب را بر اساس آن افزایش دهید اقدام مفید) طراحی موتور نیاز به بهبود دارد. بسیاری از مهندسان تا به امروز روی این کار کار می کنند، اما اولین آنها تنها چند مهندس بودند، مانند نیکولاس آگوست اوتو، جیمز آتکینسون و رالف میلر. همه تغییرات خاصی ایجاد کردند و سعی کردند موتورها را اقتصادی تر و کارآمدتر کنند. هر کدام یک چرخه کاری خاص را پیشنهاد کردند که می‌توانست به شدت با طراحی حریف متفاوت باشد. امروز تلاش خواهم کرد به زبان ساده، برای شما توضیح دهد که تفاوت های اصلی در عملکرد موتورهای احتراق داخلی چیست و البته نسخه ویدیویی در پایان ...


    این مقاله برای مبتدیان نوشته شده است، بنابراین اگر یک مهندس با تجربه هستید، لازم نیست آن را بخوانید؛ این مقاله برای درک کلی چرخه های عملکرد موتور احتراق داخلی نوشته شده است.

    همچنین می‌خواهم توجه داشته باشم که تنوع زیادی در طرح‌های مختلف وجود دارد، معروف‌ترین آن‌هایی که هنوز می‌توانیم بدانیم چرخه دیزل، استیرلینگ، کارنو، اریکسون و غیره است. اگر طرح ها را بشمارید، می توانید حدود 15 مورد از آنها وجود داشته باشد و نه همه موتورهای احتراق داخلی، بلکه مثلاً STIRLING خارجی.

    اما معروف ترین آنها که امروزه نیز در خودروها استفاده می شود، OTTO، ATKINSON و MILLER هستند. این چیزی است که ما در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

    در واقع، این یک موتور حرارتی احتراق داخلی معمولی با احتراق اجباری مخلوط قابل احتراق (از طریق شمع) است که در حال حاضر در 60 - 65٪ از اتومبیل ها استفاده می شود. بله - بله، آنی که زیر کاپوت دارید طبق چرخه OTTO کار می کند.

    با این حال، اگر به تاریخ بپردازید، اولین اصل چنین موتور احتراق داخلی در سال 1862 توسط مهندس فرانسوی Alphonse BEAU DE ROCHE پیشنهاد شد. اما این یک اصل نظری عمل بود. OTTO در سال 1878 (16 سال بعد) این موتور را در فلز (در عمل) مجسم کرد و این فناوری را به ثبت رساند.

    اساساً این یک موتور چهار زمانه است که ویژگی های زیر دارد:

    • ورودی . تامین مخلوط هوای تازه و سوخت. دریچه ورودی باز می شود.
    • فشرده سازی . پیستون بالا می رود و این مخلوط را فشرده می کند. هر دو دریچه بسته هستند
    • سکته مغزی کار . شمع مخلوط فشرده شده را مشتعل می کند، گازهای مشتعل شده پیستون را به سمت پایین فشار می دهند.
    • حذف گاز اگزوز . پیستون بالا می رود و گازهای سوخته را خارج می کند. باز می شود سوپاپ اگزوز

    می‌خواهم توجه داشته باشم که دریچه‌های ورودی و خروجی به ترتیب دقیق عمل می‌کنند - همینطور در بالا و در دور پایین. یعنی در سرعت های مختلف تغییری در عملکرد ایجاد نمی شود.

    در موتور خود، OTTO اولین کسی بود که از فشرده سازی مخلوط کاری برای افزایش حداکثر دمای چرخه استفاده کرد. که به صورت آدیاباتیک (به عبارت ساده، بدون تبادل حرارت با محیط خارجی) انجام شد.

    پس از فشرده شدن مخلوط، توسط یک شمع مشتعل شد، پس از آن فرآیند حذف حرارت آغاز شد، که تقریباً در امتداد یک ایزوکور (یعنی در حجم ثابت سیلندر موتور) پیش رفت.

    از آنجایی که OTTO فناوری خود را به ثبت رساند، استفاده صنعتی از آن ممکن نبود. برای دور زدن اختراعات، جیمز اتکینسون تصمیم گرفت در سال 1886 چرخه OTTO را اصلاح کند. و او نوع عملکرد موتور احتراق داخلی خود را پیشنهاد کرد.

    او تغییر نسبت زمان‌های ضربه را پیشنهاد کرد که به همین دلیل با پیچیده‌تر کردن ساختار میل لنگ، ضربان قدرت افزایش یافت. لازم به ذکر است که نسخه آزمایشی او تک سیلندر بوده و دریافت نکرده است بطور گستردهبه دلیل پیچیدگی طراحی

    اگر به طور خلاصه اصل عملکرد این موتور احتراق داخلی را شرح دهیم، معلوم می شود:

    هر 4 ضربه (تزریق، فشرده سازی، ضربه قدرت، اگزوز) در یک چرخش میل لنگ رخ داده است (OTTO دارای دو چرخش است). به لطف یک سیستم پیچیده از اهرم ها که در کنار "میل لنگ" وصل شده اند.

    در این طرح، امکان اجرای نسبت های مشخصی از طول اهرم وجود داشت. به عبارت ساده تر، ضربان پیستون در کورس های ورودی و اگزوز طولانی تر از حرکت پیستون در ضربات تراکم و قدرت است.

    این چه می دهد؟ بله، این واقعیت که شما می توانید با نسبت تراکم (تغییر آن) به دلیل نسبت طول اهرم ها "بازی" کنید و نه به دلیل "دریچه گاز" ورودی! از اینجا ما مزیت چرخه ACTISON را از نظر تلفات پمپاژ استنباط می کنیم

    چنین موتورهایی کاملاً کارآمد هستند بازدهی بالاو مصرف سوخت پایین

    با این حال، بسیاری از جنبه های منفی نیز وجود داشت:

    • پیچیدگی و طراحی دست و پا گیر
    • در دور پایین کم است
    • کنترل ضعیف دریچه گاز، چه ()

    شایعات مداوم وجود دارد که از اصل ATKINSON استفاده شده است خودروهای هیبریدی، به ویژه شرکت تویوتا. با این حال، این کمی نادرست است، فقط از اصل او در آنجا استفاده شده است، اما این طرح توسط مهندس دیگری به نام میلر استفاده شده است. موتورهای ATKINSON در شکل خالص خود به جای اینکه گسترده باشند، به احتمال زیاد ایزوله می شوند.

    رالف میلر همچنین تصمیم گرفت در سال 1947 با نسبت تراکم بازی کند. یعنی او همانطور که بود کار ATKINSON را ادامه خواهد داد، اما او را نگرفت موتور پیچیده(با اهرم)، و یک موتور احتراق داخلی معمولی OTTO است.

    چه پیشنهادی داد . او ضربان تراکم را از نظر مکانیکی کوتاه‌تر از ضربه قدرت نکرد (همانطور که اتکینسون پیشنهاد کرد، پیستون او سریع‌تر به سمت بالا حرکت می‌کند تا پایین). او به این فکر افتاد که ضربان تراکم را به قیمت ضربه ورودی کوتاه کند و حرکت بالا و پایین پیستون ها را یکسان نگه دارد. موتور کلاسیکاتو).

    دو راه وجود داشت:

    • دریچه های ورودی را قبل از پایان سکته ورودی ببندید - این اصل "مصرف کوتاه" نامیده می شود.
    • یا دیرتر از زمان ورودی شیرهای ورودی را ببندید - این گزینه "فشرده سازی کوتاه" نامیده می شود.

    در نهایت، هر دو اصل یک چیز را ارائه می دهند - کاهش نسبت فشرده سازی مخلوط کار نسبت به هندسی! با این حال، درجه انبساط حفظ می شود، یعنی ضربان قدرت حفظ می شود (مانند موتور احتراق داخلی OTTO)، و به نظر می رسد سکته فشرده سازی کوتاه شده است (مانند موتور احتراق داخلی اتکینسون).

    به زبان ساده - مخلوط هوا و سوخت در MILLER بسیار کمتر از آن چیزی است که باید در همان موتور در OTTO فشرده می شد. این به شما امکان می دهد درجه هندسی فشرده سازی و بر این اساس درجه فیزیکی انبساط را افزایش دهید. بسیار بیشتر از آن چیزی است که به دلیل خواص انفجاری سوخت است (یعنی بنزین را نمی توان به طور نامحدود فشرده کرد، انفجار شروع می شود)! بنابراین، هنگامی که سوخت در TDC (یا بهتر بگوییم نقطه مرده) مشتعل می شود، نسبت به طراحی OTTO درجه انبساط بسیار بیشتری دارد. این امکان استفاده از انرژی گازهای در حال انبساط در سیلندر را بسیار بیشتر می کند که باعث افزایش راندمان حرارتی سازه می شود که منجر به صرفه جویی بالا، کشش و غیره می شود.

    همچنین شایان ذکر است که تلفات پمپاژ در طول ضربه فشرده سازی کاهش می یابد، یعنی فشرده سازی سوخت با MILLER آسان تر است و انرژی کمتری نیاز دارد.

    جنبه های منفی - این کاهش در اوج توان خروجی (به ویژه در سرعت بالا) به خاطر اینکه بدترین پر کردنسیلندرها برای تولید همان قدرت OTTO (در سرعت های بالا)، موتور باید بزرگتر (سیلندرهای بزرگتر) و حجیم تر ساخته می شد.

    روی موتورهای مدرن

    پس چه فرقی دارد؟

    مقاله پیچیده تر از آن چیزی بود که من انتظار داشتم، اما به طور خلاصه. سپس معلوم می شود:

    اتو - این اصل استاندارد یک موتور معمولی است که اکنون روی اکثر خودروهای مدرن نصب شده است

    اتکینسون - با تغییر نسبت تراکم با استفاده از ساختار پیچیده ای از اهرم هایی که به میل لنگ متصل شده بودند، موتور احتراق داخلی کارآمدتری را ارائه می دهد.

    مزایا - مصرف سوخت، موتور انعطاف پذیرتر، سر و صدای کمتر.

    معایب - طراحی حجیم و پیچیده، گشتاور کم در سرعت های پایین، کنترل ضعیف دریچه گاز

    در شکل خالص آن در حال حاضر عملا استفاده نمی شود.

    میلر - پیشنهاد استفاده از نسبت تراکم کمتر در سیلندر، با استفاده از بسته شدن دیرهنگام دریچه ورودی. تفاوت با ATKINSON بسیار زیاد است، زیرا او از طراحی خود استفاده نکرد، بلکه از OTTO استفاده کرد، اما نه به شکل خالص آن، بلکه با یک سیستم زمان بندی اصلاح شده.

    فرض بر این است که پیستون (در حرکت فشاری) با مقاومت کمتری (تلفات پمپاژ) حرکت می کند و از نظر هندسی بهتر فشرده می شود. مخلوط هوا و سوخت(به استثنای انفجار آن)، با این حال، درجه انبساط (هنگامی که توسط یک شمع مشتعل می شود) تقریباً مانند چرخه OTTO باقی می ماند.

    مزایا - مصرف سوخت (مخصوصاً در سرعت های کم)، کشش عملکرد، سر و صدای کم.

    معایب - کاهش قدرت در سرعت های بالا (به دلیل پر شدن بدتر سیلندر).

    شایان ذکر است که در حال حاضر از اصل MILLER در برخی خودروها در سرعت های پایین استفاده می شود. به شما امکان می‌دهد فازهای ورودی و خروجی را تنظیم کنید (با استفاده از آن‌ها را گسترش یا باریک کنید


    قبل از صحبت در مورد ویژگی های موتور مزدا میلر، متذکر می شوم که مانند موتور اتو، پنج زمانه نیست، بلکه چهار زمانه است. موتور میلر چیزی بیش از یک بهبود یافته نیست موتور کلاسیکاحتراق داخلی از نظر ساختاری، این موتورها تقریباً یکسان هستند. تفاوت در زمان بندی سوپاپ نهفته است. چیزی که آنها را متمایز می کند این است که موتور کلاسیک مطابق با چرخه مهندس آلمانی نیکلاس اتو و موتور مزدا میلر مطابق با چرخه مهندس انگلیسی جیمز اتکینسون عمل می کند ، اگرچه بنا به دلایلی به نام مهندس آمریکایی رالف میلر نامگذاری شده است. . دومی همچنین چرخه عملکرد موتور احتراق داخلی خود را ایجاد کرد، اما از نظر کارایی آن نسبت به چرخه اتکینسون پایین تر است.

    جذابیت "شش" V شکل نصب شده روی مدل Xedos 9 (Millenia یا Eunos 800) این است که با حجم 2.3 لیتر قدرت 213 اسب بخار تولید می کند. و گشتاور 290 نیوتن متر که معادل مشخصات موتورهای 3 لیتری است. در عین حال، مصرف سوخت چنین موتور قدرتمندی بسیار کم است - در بزرگراه 6.3 (!) لیتر در 100 کیلومتر، در شهر - 11.8 لیتر در 100 کیلومتر، که با عملکرد 1.8-2 لیتر مطابقت دارد. موتورها بد نیست.

    برای درک راز موتور میلر، باید اصل کار آشنا را به خاطر بسپارید موتور چهار زمانهاتو. اولین سکته مغزی سکته مصرفی است. پس از باز شدن دریچه ورودی هنگامی که پیستون نزدیک است شروع می شود بالا مردهنقاط (TDC). با حرکت به سمت پایین، پیستون یک خلاء در سیلندر ایجاد می کند که به مکش هوا و سوخت به داخل آنها کمک می کند. علاوه بر این، در حالت های دور موتور کم و متوسط، زمانی که سوپاپ دریچه گازتا حدی باز است، به اصطلاح تلفات پمپاژ ظاهر می شود. ماهیت آنها این است که به دلیل خلاء زیاد در منیفولد ورودی، پیستون ها باید در حالت پمپ کار کنند که بخشی از قدرت موتور را مصرف می کند. علاوه بر این، پر شدن سیلندرها خراب می شود. شارژ تازهو مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه ای بر این اساس افزایش می یابد مواد مضردر جو وقتی پیستون به پایین رسید مرکز مرده(BDC)، دریچه ورودی بسته می شود. پس از این، پیستون، با حرکت به سمت بالا، مخلوط قابل احتراق را فشرده می کند - یک ضربه فشرده سازی رخ می دهد. در نزدیکی TDC، مخلوط مشتعل می شود، فشار در محفظه احتراق افزایش می یابد، پیستون به سمت پایین حرکت می کند - ضربه قدرت. در BDC دریچه اگزوز باز می شود. هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند - کورس اگزوز - گازهای خروجی اگزوز باقی مانده در سیلندرها به سیستم اگزوز هل داده می شوند.

    شایان ذکر است که با باز شدن سوپاپ اگزوز، گازهای موجود در سیلندرها همچنان تحت فشار هستند، بنابراین آزاد شدن این انرژی استفاده نشده را تلفات اگزوز می نامند. عملکرد کاهش نویز به صدا خفه کن سیستم اگزوز اختصاص داده شد.

    برای کاهش پدیده های منفی که هنگام کار یک موتور با طرح زمان بندی سوپاپ کلاسیک ایجاد می شود، در موتور مزدا میلر زمان بندی سوپاپ مطابق با چرخه اتکینسون تغییر کرد. سوپاپ ورودی نزدیک به نقطه مرده پایین بسته نمی شود، اما خیلی دیرتر - وقتی میل لنگ 700 از BDC می چرخد ​​(در موتور رالف میلر، سوپاپ برعکس بسته می شود - خیلی زودتر از عبور پیستون از BDC). چرخه اتکینسون می دهد کل خطفواید. در مرحله اول، تلفات پمپاژ کاهش می یابد، زیرا بخشی از مخلوط، زمانی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند، به منیفولد ورودی فشار داده می شود و خلاء موجود در آن را کاهش می دهد.

    در مرحله دوم، نسبت تراکم تغییر می کند. از نظر تئوری، ثابت می ماند، زیرا حرکت پیستون و حجم محفظه احتراق تغییر نمی کند، اما در واقع، به دلیل بسته شدن تاخیری دریچه ورودی، از 10 به 8 کاهش می یابد. و این در حال حاضر احتمال وقوع را کاهش می دهد. وقوع احتراق انفجاریسوخت، یعنی نیازی به افزایش دور موتور با سوئیچ کردن نیست دنده پایینبا افزایش بار احتمال احتراق انفجار و این واقعیت را کاهش می دهد مخلوط قابل اشتعال، هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند تا دریچه بسته شود، از سیلندرها خارج می شود، گرمای گرفته شده از دیواره های محفظه احتراق را با خود به منیفولد ورودی می برد.

    ثالثاً، رابطه بین درجات تراکم و انبساط مختل شد، زیرا به دلیل بسته شدن دیرتر دریچه ورودی، مدت زمان سکته فشرده سازی نسبت به مدت زمان انبساط، زمانی که دریچه اگزوز باز است، به طور قابل توجهی کاهش یافت. کاهش. موتور بر روی یک چرخه به اصطلاح انبساط بالا کار می کند که در آن انرژی بیشتری در گازهای خروجی مصرف می شود. یک دوره طولانی، یعنی با کاهش تلفات تولید. این امکان استفاده کامل تر از انرژی گازهای خروجی را فراهم می کند که در واقع کارایی بالای موتور را تضمین می کند.

    برای گرفتن قدرت بالاو گشتاور که برای مدل الیت مزدا لازم است در موتور میلر استفاده شده است کمپرسور مکانیکی Lysholm، نصب شده در محفظه بلوک سیلندر.

    علاوه بر موتور 2.3 لیتری Xedos 9، از چرخه اتکینسون در موتور بار سبک یک نصب هیبریدی استفاده شد. ماشین تویوتاپریوس. تفاوت آن با مزدا این است که دمنده هوا ندارد و نسبت تراکم آن است. ارزش بالا - 13,5.



  • © 2024 globusks.ru - تعمیر و نگهداری خودرو برای مبتدیان