Atkinsonas, Milleris, B ciklo procesas: ką jis iš tikrųjų reiškia
Turinys
VW variklių VTG turbokompresoriai iš tikrųjų yra modifikuoti dyzeliniai agregatai.
Atkinsono ir Millerio ciklai visada yra susiję su padidėjusiu efektyvumu, tačiau tarp jų dažnai nėra jokio skirtumo. Galbūt tai nėra prasminga, nes abu pakeitimai susiję su esmine filosofija – skirtingų suspaudimo ir išsiplėtimo laipsnių kūrimu keturtakčiame benzininiame variklyje. Kadangi šie parametrai yra geometriškai identiški įprastiniam varikliui, benzino blokas kenčia nuo degalų smūgio pavojaus, todėl reikia sumažinti suspaudimo laipsnį. Tačiau jei bet kokiomis priemonėmis būtų galima pasiekti didesnį plėtimosi laipsnį, tai lemtų didesnį besiplečiančių dujų energijos „išspaudimo“ lygį ir padidintų variklio efektyvumą. Įdomu pastebėti, kad grynai istoriškai nei Jamesas Atkinsonas, nei Ralphas Milleris nekūrė savo koncepcijų siekdami efektyvumo. 1887 m. Atkinsonas taip pat sukūrė patentuotą sudėtingą alkūninį mechanizmą, susidedantį iš kelių elementų (panašumus šiandien galima rasti Infiniti VC Turbo variklyje), kuriuo buvo siekiama išvengti Otto patentų. Sudėtingos kinematikos rezultatas yra keturių taktų ciklo įgyvendinimas per vieną variklio apsisukimą ir kitą stūmoklio taktą suspaudimo ir išsiplėtimo metu. Po daugelio dešimtmečių šis procesas bus vykdomas ilgesnį laiką laikant atidarytą įsiurbimo vožtuvą ir beveik be išimties naudojamas varikliuose kartu su įprastomis hibridinėmis jėgos pavaromis (be išorinio elektros įkrovimo galimybės), pvz., Toyota. ir Honda. Esant vidutiniam ir dideliam greičiui, tai nėra problema, nes įsiskverbimo srautas turi inerciją ir stūmokliui judant atgal jis kompensuoja grįžtantį orą. Tačiau esant mažam greičiui, tai lemia nestabilų variklio darbą, todėl tokie agregatai derinami su hibridinėmis sistemomis arba šiais režimais nenaudoja Atkinsono ciklo. Dėl šios priežasties natūralaus įsiurbimo ir įsiurbimo vožtuvai paprastai laikomi Atkinsono ciklu. Tačiau tai nėra visiškai teisinga, nes idėja įgyvendinti įvairius suspaudimo ir išsiplėtimo laipsnius valdant vožtuvo atidarymo fazes priklauso Ralphui Milleriui ir buvo užpatentuota 1956 m. Tačiau jo idėja nesiekiama siekti didesnio efektyvumo, sumažinti suspaudimo laipsnį ir atitinkamai naudoti mažo oktaninio skaičiaus kurą orlaivių varikliuose. Milleris kuria sistemas, skirtas anksčiau uždaryti įsiurbimo vožtuvą (Early Intake Valve Closure, EIVC) arba vėliau (Late Intake Valve Closure, LIVC), taip pat kompensuoti oro trūkumą arba išlaikyti oro grįžimą į įsiurbimo kolektorių, kompresorių. yra naudojamas.
Įdomu pastebėti, kad pirmasis toks asimetrinės fazės variklis, veikiantis vėliau, apibrėžtas kaip „Millerio ciklo procesas“, buvo sukurtas „Mercedes“ inžinierių ir buvo naudojamas sportinio automobilio „W 12“ 163 cilindrų kompresoriaus variklyje. nuo 1939 m. prieš Ralphas Milleris užpatentavo savo testą.
Pirmasis „Miller“ ciklo gamybos modelis buvo 6 m. „Mazda Millenia KJ-ZEM V1994“. Įsiurbimo vožtuvas užsidaro vėliau, grąžindamas dalį oro į įleidimo kolektorius, kai suspaudimo laipsnis praktiškai sumažėja, o orui laikyti naudojamas mechaninis Lysholm kompresorius. Taigi išsiplėtimo koeficientas yra 15 procentų didesnis nei suspaudimo laipsnis. Nuostolius, susidariusius dėl oro suspaudimo iš stūmoklio į kompresorių, kompensuoja padidėjęs galutinis variklio efektyvumas.
Labai vėlyvos ir labai ankstyvos uždarymo strategijos turi skirtingus pranašumus įvairiais būdais. Esant mažoms apkrovoms, uždarymas vėliau turi tą pranašumą, kad suteikia platesnį atvirą droselį ir palaiko geresnę turbulenciją. Didėjant apkrovai, pranašumas pereina prie ankstesnio uždarymo. Tačiau pastarasis tampa ne toks efektyvus važiuojant dideliu greičiu dėl nepakankamo pripildymo laiko ir didelio slėgio kritimo prieš ir po vožtuvo.
„Audi“ ir „Volkswagen“, „Mazda“ ir „Toyota“
Šiuo metu panašius procesus naudoja „Audi“ ir „Volkswagen“ savo 2.0 TFSI (EA 888 Gen 3b) ir 1.5 TSI (EA 211 Evo) įrenginiuose, prie kurių neseniai prisijungė naujoji 1.0 TSS. Tačiau jie naudoja iš anksto užsidarančią įleidimo vožtuvo technologiją, kai išsiplėtęs oras atšaldomas anksčiau uždarius vožtuvą. „Audi“ ir „VW“ šį procesą vadina B ciklu, vadovaudamiesi įmonės inžinieriumi Ralfu Budaku, kuris išgrynino Ralfo Millerio idėjas ir pritaikė jas varikliams su turbokompresoriumi. Esant 13: 1 suspaudimo laipsniui, faktinis santykis yra apie 11,7: 1, o tai savaime yra labai didelis priverstinio uždegimo varikliui. Pagrindinis vaidmuo tenka sudėtingam vožtuvo atidarymo mechanizmui su kintamomis fazėmis ir eiga, kuris skatina sūkurį ir prisitaiko priklausomai nuo sąlygų. B ciklo varikliuose įpurškimo slėgis padidinamas iki 250 barų. Mikrokontroleriai valdo sklandų fazės keitimo procesą ir perėjimą iš B proceso į įprastą Otto ciklą esant didelei apkrovai. Be to, 1,5 ir 1 litro varikliuose naudojami greito reagavimo kintamos geometrijos turbokompresoriai. Aušinamas iš anksto suspaustas oras užtikrina geresnes temperatūros sąlygas nei tiesioginis stiprus suspaudimas cilindre. Skirtingai nuo „Porsche“ aukštųjų technologijų „BorgWarner VTG“ turbokompresorių, naudojamų galingesniems modeliams, tos pačios įmonės sukurti kintamos geometrijos „VW“ agregatai yra praktiškai šiek tiek pakeistos dyzelinių variklių turbinos. Tai įmanoma dėl to, kad dėl visko, kas aprašyta iki šiol, maksimali dujų temperatūra neviršija 880 laipsnių, tai yra, šiek tiek aukštesnė nei dyzelinio variklio, o tai yra didelio efektyvumo rodiklis.
Japonijos įmonės dar labiau painioja terminijos standartizavimą. Skirtingai nuo kitų „Mazda Skyactiv“ benzininių variklių, „Skyactiv G 2.5 T“ yra su turbokompresoriumi ir veikia esant įvairioms apkrovoms bei apsisukimų dažniui Millerio cikle, tačiau „Mazda“ taip pat skatina ciklą, kuriame veikia jų natūraliai įsiurbiami „Skyactiv G“ agregatai. „Toyota“ naudoja 1.2 D4 -T (8NR-FTS) ir 2.0 D4-T (8AR-FTS) savo turbininiuose varikliuose, tačiau, kita vertus, „Mazda“ juos apibrėžia kaip vienodus visiems savo pripūtimo varikliams, skirtiems hibridiniams ir naujos kartos „Dynamic Force“ modeliams . su atmosferos įdaru kaip „darbas prie Atkinsono ciklo“. Visais atvejais techninė filosofija yra ta pati.
