Мотор. Разлики помеѓу циклусите Ото и Аткинсон
Веќе некое време, терминот „Аткинсон мотор со економичен циклус“ станува сè почест. Што е овој циклус и зошто ја намалува потрошувачката на гориво?
Најчестите четиритактни бензински мотори денес работат на таканаречениот циклус Ото, развиен на крајот на XNUMX век од германскиот пронаоѓач Николаус Ото, дизајнер на еден од првите успешни мотори со внатрешно согорување со внатрешно согорување. Суштината на овој циклус се состои од четири потези кои се изведуваат во две вртежи на коленестото вратило: удар на вшмукување, удар на компресија, работен удар и удар на издувните гасови.
На почетокот на доводниот удар, се отвора доводниот вентил, преку кој мешавината воздух-гориво се вовлекува од доводниот колектор со повлекување на клипот. Пред почетокот на ударот на компресија, вентилот за довод се затвора и клипот што се враќа во главата ја компресира смесата. Кога клипот ќе ја достигне својата врвна положба, смесата се запали со електрична искра. Добиените топли издувни гасови се шират и го туркаат клипот, пренесувајќи ја неговата енергија на него, а кога клипот е колку што е можно подалеку од главата, издувниот вентил се отвора. Ударот на издувните гасови започнува со повратниот клип што ги турка издувните гасови надвор од цилиндерот и во издувниот колектор.
За жал, не се користи целата енергија во издувните гасови за време на моќниот удар за туркање на клипот (и, преку поврзувачката шипка, за ротирање на коленестото вратило). Тие сè уште се под висок притисок кога вентилот за издишување се отвора на почетокот на ударот на издишување. Можеме да дознаеме за ова кога ќе ја слушнеме бучавата што ја прави автомобил со скршен пригушувач - таа е предизвикана од ослободување на енергија во воздухот. Ова е причината зошто традиционалните бензински мотори се ефикасни само околу 35 проценти. Кога би било можно да се зголеми ударот на клипот во работниот удар и да се искористи оваа енергија ...
Оваа идеја дошла кај англискиот пронаоѓач Џејмс Аткинсон. Во 1882 година, тој дизајнирал мотор во кој, благодарение на сложениот систем на туркачи што ги поврзуваат клиповите со коленестото вратило, ударот на моќноста бил подолг од ударот на компресија. Како резултат на тоа, на почетокот на ударот на издувните гасови, притисокот на издувните гасови беше речиси еднаков на атмосферскиот притисок, а нивната енергија беше целосно искористена.
Уредниците препорачуваат:
Плочи. Возачи чекаат револуција?
Домашни начини на зимско возење
Сигурно бебе за малку пари
Па, зошто идејата на Аткинсон не се користи пошироко, и зошто моторите со внатрешно согорување го користат помалку ефикасниот циклус Ото повеќе од еден век? Постојат две причини: едната е сложеноста на моторот Аткинсон, а другата - и уште поважно - помалата моќност што ја добива од единицата за зафатнина.
Меѓутоа, како што се посветуваше се повеќе внимание на потрошувачката на гориво и влијанието на моторизацијата врз животната средина, се памети високата ефикасност на моторот Аткинсон, особено при средни брзини. Неговиот концепт се покажа како одлично решение, особено кај хибридните возила, во кои електричниот мотор го компензира недостатокот на сила, особено потребен при тргнување и забрзување.
Затоа модифицираниот мотор на циклусот Аткинсон се користеше во првиот хибриден автомобил од масовно производство, Тојота Приус, а потоа и во сите други хибриди на Тојота и Лексус.
Што е модифициран Аткинсон циклус? Ова паметно решение го натера моторот на Тојота да го задржи класичниот, едноставен дизајн на конвенционалните четиритактни мотори, а клипот го поминува истото растојание при секој удар, а ефективниот удар е подолг од ударот на компресија.
Всушност, треба да се каже поинаку: ефективниот циклус на компресија е пократок од работниот циклус. Ова се постигнува со одложување на затворањето на доводниот вентил, кој се затвора набргу по почетокот на ударот на компресија. Така, дел од мешавината воздух-гориво се враќа во доводниот колектор. Ова има две последици: количината на издувните гасови произведени кога се согорува е помала и е во состојба целосно да се прошири пред почетокот на ударот на издувните гасови, пренесувајќи ја целата енергија на клипот и потребна е помала енергија за да се компресира помалку смеса, што ги намалува внатрешните загуби на моторот. Користејќи го ова и другите решенија, четвртата генерација на погонскиот мотор на Toyota Prius успеа да постигне термичка ефикасност од дури 41 отсто, претходно достапна само од дизел мотори.
Убавината на решението е што доцнењето во затворањето на вентилите за довод не бара големи структурни промени - доволно е да се користи електронски контролиран механизам за менување на времето на вентилот.
И ако е така, дали е можно и обратно? Па, се разбира; природно! Веќе некое време се произведуваат мотори со променлив работен циклус. Кога побарувачката за енергија е мала, како на пример при возење по лежерни патишта, моторот работи на циклусот Аткинсон за мала потрошувачка на гориво. И кога се потребни најдобри перформанси - од фарови или претекнување - се префрла на циклусот Otto, користејќи ја целата достапна динамика. Овој 1,2-литарски турбо мотор со директно вбризгување се користи, на пример, во Toyota Auris и новиот градски SUV Toyota C-HR. Истиот дволитарски мотор се користи кај Lexus IS 200t, GS 200t, NX 200t, RX 200t и RC 200t.
