Қозғалтқыш. Отто және Аткинсон циклдерінің айырмашылығы
Біраз уақыттан бері «Аткинсон үнемді қозғалтқышы» термині кең таралған. Бұл цикл дегеніміз не және ол отын шығынын неге азайтады?
Бүгінгі таңда ең көп таралған төрт тактілі бензин қозғалтқыштары XNUMX ғасырдың соңында неміс өнертапқышы, алғашқы сәтті поршеньді ішкі жану қозғалтқыштарының бірінің дизайнері Николас Отто әзірлеген Отто циклі деп аталатын циклде жұмыс істейді. Бұл циклдің мәні иінді біліктің екі айналымында орындалатын төрт жүріс: қабылдау жүрісі, қысу жүрісі, жұмыстық жүріс және шығару инсультінен тұрады.
Қабылдау инсультінің басында қабылдау клапаны ашылады, ол арқылы ауа-отын қоспасы поршеньді тарту арқылы сору коллекторынан сорылады. Сығымдау инсультінің басталуына дейін қабылдау клапаны жабылады және басына оралатын поршень қоспаны қысады. Поршень өзінің ең жоғары деңгейіне жеткенде, қоспа электр ұшқынымен тұтанады. Пайда болған ыстық пайдаланылған газдар поршеньді кеңейтеді және итереді, оның энергиясын оған береді, ал поршень басынан мүмкіндігінше алыс болған кезде, шығару клапаны ашылады. Шығару инсульті қайтарылатын поршень пайдаланылған газдарды цилиндрден шығарып, шығатын коллекторға итеруден басталады.
Өкінішке орай, пайдаланылған газдардағы барлық энергия поршеньді итеру үшін (және шатун арқылы иінді білікті айналдыру үшін) қуат соққысы кезінде пайдаланылмайды. Олар дем шығару инсультінің басында дем шығару клапаны ашылғанда әлі де жоғары қысымда болады. Бұл туралы біз дыбыс өшіргіші бұзылған автокөліктің шуын естігенде біле аламыз - бұл ауаға энергияның бөлінуінен туындайды. Дәстүрлі бензин қозғалтқыштары тек 35 пайызға ғана тиімді. Егер жұмыс инсультінде поршеньдің жүрісін арттыру және осы энергияны пайдалану мүмкін болса ...
Бұл идея ағылшын өнертапқышы Джеймс Аткинсонға келді. 1882 жылы ол поршеньдерді иінді білікке қосатын итергіштердің күрделі жүйесінің арқасында күштік инсульт қысу жүрісінен ұзағырақ болатын қозғалтқышты құрастырды. Нәтижесінде пайдаланылған газдардың қысымы атмосфералық қысымға дерлік тең болды және олардың энергиясы толығымен пайдаланылды.
Редакторлар мыналарды ұсынады:
Пластиналар. Жүргізушілер революцияны күтіп тұр ма?
Қысқы көлік жүргізудің үй жолдары
Аз ақшаға сенімді бала
Неліктен Аткинсонның идеясы кеңірек қолданылмады және неліктен іштен жанатын қозғалтқыштар бір ғасырдан астам уақыт бойы тиімділігі аз Отто циклін пайдаланып келеді? Екі себеп бар: бірі - Аткинсон қозғалтқышының күрделілігі, екіншісі - және одан да маңыздысы - ығыстырушы қондырғыдан аз қуат алады.
Дегенмен, отын шығынына және моторизацияның қоршаған ортаға әсеріне көбірек назар аударылғандықтан, Аткинсон қозғалтқышының жоғары тиімділігі, әсіресе орташа жылдамдықта есте қалды. Оның тұжырымдамасы, әсіресе гибридті көліктерде тамаша шешім болды, онда электр қозғалтқышы қуат жетіспеушілігін өтейді, әсіресе іске қосу және үдеу кезінде қажет.
Сондықтан өзгертілген Аткинсон циклінің қозғалтқышы бірінші сериялы гибридті автомобильде, Toyota Prius-да, содан кейін барлық басқа Toyota және Lexus гибридтерінде қолданылды.
Модификацияланған Аткинсон циклі дегеніміз не? Бұл ақылды шешім Toyota қозғалтқышын әдеттегі төрт тактілі қозғалтқыштардың классикалық, қарапайым дизайнын сақтауға мүмкіндік берді және поршень әр жүрісте бірдей қашықтықты жүреді, тиімді инсульт қысу инсультінен ұзағырақ болды.
Шын мәнінде, басқаша айту керек: тиімді қысу циклі жұмыс циклінен қысқа. Бұл қысу соққысы басталғаннан кейін көп ұзамай жабылатын кіріс клапанының жабылуын кешіктіру арқылы қол жеткізіледі. Осылайша, ауа-отын қоспасының бір бөлігі сору коллекторына қайтарылады. Мұның екі салдары бар: оны жағу кезінде пайда болатын пайдаланылған газдардың мөлшері азырақ және барлық энергияны поршеньге аудара отырып, пайдаланылған инсульт басталғанға дейін толығымен кеңейе алады және аз қоспаны қысу үшін аз энергия қажет болады, бұл қозғалтқыштың ішкі шығындарын азайтады. Осы және басқа шешімдерді пайдалана отырып, төртінші буын Toyota Prius қуат қозғалтқышы бұрын тек дизельдік қозғалтқыштарда болатын 41 пайызға дейін жылу тиімділігіне қол жеткізе алды.
Шешімнің сұлулығы - қабылдау клапандарын жабудың кешігуі үлкен құрылымдық өзгерістерді қажет етпейді - клапанның уақытын өзгерту үшін электронды басқарылатын механизмді пайдалану жеткілікті.
Ал егер солай болса, неге керісінше емес? Әрине; табиғи түрде! Айнымалы жұмыс циклі қозғалтқыштары біраз уақыттан бері шығарылды. Қуатқа деген сұраныс төмен болған кезде, мысалы, бос жолдарда жүру кезінде қозғалтқыш отын шығынын азайту үшін Аткинсон циклінде жұмыс істейді. Ал ең жақсы өнімділік қажет болған кезде - фаралардан немесе басып озудан бастап - барлық қолда бар динамикаларды пайдалана отырып, Отто цикліне ауысады. Бұл 1,2 литрлік турбокомпрессорлы тікелей бүрку қозғалтқышы, мысалы, Toyota Auris және жаңа Toyota C-HR қалалық жол талғамайтын көлікте қолданылады. Дәл осындай екі литрлік қозғалтқыш Lexus IS 200t, GS 200t, NX 200t, RX 200t және RC 200t көліктерінде қолданылады.
