Аткинсон, Миллер, В-цикл процесі: бұл нені білдіреді

VW қозғалтқыштарындағы VTG турбогенераторлары іс жүзінде модификацияланған дизель қондырғылары.

Аткинсон және Миллер циклдері әрқашан тиімділікті арттырумен байланысты, бірақ олардың арасында жиі айырмашылық болмайды. Мүмкін, бұл мағынасы жоқ, өйткені екі өзгеріс те іргелі философияға түседі - төрт тактілі бензин қозғалтқышында әртүрлі қысу және кеңейту коэффициенттерін жасау. Бұл параметрлер әдеттегі қозғалтқышта геометриялық түрде бірдей болғандықтан, бензин блогы жанармайдың соғу қаупінен зардап шегеді, бұл қысу коэффициентін азайтуды талап етеді. Дегенмен, кез келген тәсілмен жоғарырақ кеңейту коэффициентіне қол жеткізуге болатын болса, бұл кеңейетін газдардың энергиясын «сығудың» жоғары деңгейіне әкеледі және қозғалтқыштың тиімділігін арттырады. Бір қызығы, таза тарихи тұрғыдан Джеймс Аткинсон да, Ральф Миллер де тиімділікті іздеу үшін өз тұжырымдамаларын жасамаған. 1887 жылы Аткинсон сонымен қатар бірнеше элементтерден тұратын патенттелген күрделі иінді механизмді әзірледі (ұқсастарды бүгінде Infiniti VC Turbo қозғалтқышында табуға болады), ол Отто патенттерін болдырмауға арналған. Күрделі кинематиканың нәтижесі қозғалтқыштың бір айналымы кезінде төрт тактілі циклді және қысу және кеңейту кезінде басқа поршеньдік жүрістің орындалуы болып табылады. Көптеген онжылдықтардан кейін бұл процесс сору клапанын ұзақ уақыт бойы ашық ұстау арқылы жүзеге асырылады және Toyota сияқты әдеттегі гибридті қуат қондырғыларымен (сыртқы электрлік зарядтау мүмкіндігінсіз) біріктірілген қозғалтқыштарда қолданылатын ерекшеліксіз дерлік. және Хонда. Орташа және жоғары жылдамдықтарда бұл қиындық тудырмайды, өйткені интрузия ағыны инерцияға ие және поршень артқа жылжыған кезде ол кері ауаның орнын толтырады. Дегенмен, төмен жылдамдықта бұл қозғалтқыштың тұрақсыз жұмысына әкеледі, сондықтан мұндай қондырғылар гибридті жүйелермен біріктіріледі немесе бұл режимдерде Аткинсон циклін пайдаланбайды. Осы себепті табиғи сору және қабылдау клапандары шартты түрде Аткинсон циклі болып саналады. Дегенмен, бұл мүлдем дұрыс емес, өйткені клапанның ашылу фазаларын басқару арқылы әртүрлі қысу және кеңейту дәрежесін жүзеге асыру идеясы Ральф Миллерге тиесілі және 1956 жылы патенттелген. Дегенмен, оның идеясы жоғары тиімділікке қол жеткізуге және қысу коэффициентін төмендетуге және ұшақ қозғалтқыштарында төмен октанды отынды сәйкесінше пайдалануға бағытталған емес. Миллер қабылдау клапанын ертерек жабуға арналған (Early Intake Valve Closure, EIVC) немесе кейінірек (Late Intake Valve Closure, LIVC), сондай-ақ ауа жетіспеушілігін өтеуге немесе ауаның сору коллекторына, компрессорға қайта оралуын қамтамасыз ететін жүйелерді жобалайды. пайдаланылады.

Бір қызығы, «Миллер циклы процесі» деп аталатын, кейінірек жұмыс істейтін ассиметриялық фазалы бірінші қозғалтқышты Mercedes инженерлері жасаған және W 12 спорттық машинасының 163 цилиндрлі компрессорлық қозғалтқышында қолданылған. 1939 жылдан бастап. Ральф Миллер тестін патенттегенге дейін.

Миллер циклін қолданған алғашқы өндіріс моделі 6 жылғы Mazda Millenia KJ-ZEM V1994 болды. Қабылдау клапаны кейінірек жабылады, сығымдау коэффициенті төмен ауаның бір бөлігін қабылдау жүйесіне жібереді және ауаны ұстап тұру үшін Лишолм механикалық компрессоры қолданылады. Осылайша, кеңейту коэффициенті сығымдау коэффициентінен 15 пайызға үлкен. Поршеньден компрессорға ауаны сығу нәтижесінде болған шығындар қозғалтқыштың жақсарған тиімділігімен өтеледі.

Кеш және өте ерте жақын стратегиялар әр түрлі режимдерде әртүрлі артықшылықтарға ие. Төмен жүктемелерде кейінірек жабудың артықшылығы бар, ол дроссельді неғұрлым кең және жақсы турбулентті қамтамасыз етеді. Жүктеме жоғарылаған сайын, артықшылық ертерек жабуға ауысады. Алайда, толтыру уақыты жеткіліксіз болғандықтан және клапанға дейін және одан кейін қысымның төмендеуі салдарынан соңғысы жоғары жылдамдықта аз тиімді болады.

Audi және Volkswagen, Mazda және Toyota

Қазіргі уақытта ұқсас процестерді Audi мен Volkswagen 2.0 TFSI (EA 888 Gen 3b) және 1.5 TSI (EA 211 Evo) құрылғыларында қолданады, жақында жаңа 1.0 TSI қосылған. Дегенмен, олар клапан ертерек жабылғаннан кейін кеңею ауасы салқындатылатын алдын ала жабылатын кіріс клапан технологиясын қолданады. Audi мен VW процесті В-циклы деп атайды, ол Ральф Миллердің идеяларын жетілдіріп, турбоготорлы қозғалтқыштарға қолданған компания инженері Ральф Будак. Сығылу коэффициенті 13: 1 болғанда, нақты коэффициент шамамен 11,7: 1 құрайды, бұл оң тұтану қозғалтқышы үшін өте жоғары. Осының барлығында негізгі рөлді айнымалы фазалары мен соққысы бар клапанның ашылу механизмі атқарады, ол құйынды қоздырады және жағдайға байланысты реттейді. В циклді қозғалтқыштарда айдау қысымы 250 барға дейін көтеріледі. Микроконтроллер жоғары жүктеме кезінде фазалық өзгерістің және В-процестен қалыпты Отто цикліне ауысудың біркелкі процесін басқарады. Сонымен қатар, 1,5 және 1 литрлік қозғалтқыштарда жылдам жауап беретін ауыспалы геометриялық турбокомпрессорлар қолданылады. Алдын ала салқындатылған ауа цилиндрдегі күшті күшті қысудан гөрі жақсы температура жағдайын қамтамасыз етеді. Porsche-дің жоғары технологиялық BorgWarner VTG турбоагрегаттарынан айырмашылығы, сол компания жасаған VW айнымалы геометриялық қондырғылары дизельді қозғалтқыштар үшін іс жүзінде сәл өзгертілген турбиналар болып табылады. Бұл осы уақытқа дейін сипатталғанның арқасында газдың максималды температурасы 880 градустан аспайтындығына, яғни жоғары тиімділіктің көрсеткіші болып табылатын дизельді қозғалтқышқа қарағанда сәл жоғары болуына байланысты мүмкін болды.

Жапондық компаниялар терминологияны стандарттауды одан да шатастырады. Басқа Mazda Skyactiv бензин қозғалтқыштарынан айырмашылығы, Skyactiv G 2.5 T турбокомпрессорлы және Миллер циклінде жүктемелер мен айналымдардың кең диапазонында жұмыс істейді, бірақ Mazda сонымен қатар Skyactiv G табиғи қондырғылары жұмыс жасайтын циклді шақырады. Toyota 1.2 D4 қолданады. -T (8NR-FTS) және 2.0 D4-T (8AR-FTS) турбо қозғалтқыштарында, бірақ, керісінше, Mazda оларды гибридті және жаңа буын Dynamic Force модельдері үшін өзінің табиғи аспирациялық қозғалтқыштары үшін бірдей деп анықтайды. . атмосфералық толтырумен «Аткинсон циклі бойынша жұмыс». Барлық жағдайда техникалық философия бірдей.