Atkinsonov ciklus u praksi. Motor Atkinsonovog ciklusa

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-02-19 12:43

ICE se koriste u automobilima već stoljeće. Općenito, njihov princip rada nije pretrpio veće promjene od početka proizvodnje. Ali budući da ovaj motor ima veliki broj nedostataka, inženjeri ne prestaju s izmišljanjem inovacija za poboljšanje motora. Okrenimo se jednom od njih, koji se zove Atkinsonov ciklus. Danas se može čuti da se koristi u nekim mašinama. Ali šta je to i kako motor postaje bolji s njim?

Atkinsonov ciklus

Nikolaus Otto, inženjer iz Njemačke, predložio je 1876. ciklus koji se sastoji od:

• ulaz;
• kompresija;
• stroke;
• release.

A deceniju kasnije, engleski pronalazač James Atkinson razvio ga je. Međutim, nakon razumijevanja detalja, Atkinsonov ciklus možemo nazvati potpuno originalnim.

Motori sa unutrašnjim sagorevanjem su kvalitativno drugačiji. Na kraju krajeva, radilica ima pomaknute tačke ugradnje, tako da je gubitak energije trenja smanjen i omjer kompresije je povećan.

Također ima i druge faze distribucije gasa. Na konvencionalnom motoru, klip se zatvara odmah nakon prolaska mrtve tačke. Atkinsonov ciklus ima drugačiju shemu. Ovde je hod znatno duži, pošto ventil zatvara samo do polovine klipa do gornje mrtve tačke (gde se, prema Ottu, kompresija već dešava).

Teoretski, Atkinsonov ciklus je oko deset posto efikasniji od Ottoa. Međutim, dugo vremena nije korišten u praksi zbog činjenice da može funkcionirati u radnom režimu samo pri velikim brzinama. Dodatno, potreban je mehanički kompresor, s kojim se sve ovo ponekad naziva "Atkinson-Millerov ciklus". Međutim, pokazalo se da su s njim izgubljene prednosti dotičnog razvoja.

Stoga, u putničkim automobilima, takav Atkinsonov ciklus se gotovo nikada nije koristio u praksi. Ali u hibridnim modelima, poput Toyote Prius, proizvođači su ga počeli koristiti čak i u serijama. To je postalo moguće zahvaljujući specifičnom radu ovih tipova motora: pri maloj brzini, automobil se kreće zahvaljujući električnoj vuči i samo pri ubrzanju prelazi na benzinsku jedinicu.

Distribucija gasa

Prvi motor Atkinsonovog ciklusa imao je glomazan mehanizam za distribuciju gasa koji je stvarao mnogo buke. Ali kada su, zahvaljujući otkriću Amerikanca Charlesa Knighta, umjesto uobičajenih ventila sa aktiviranim ventilima, počeli koristiti posebne kalemove u obliku para čaura koji su bili raspoređeni između cilindra i klipa, motor je gotovo prestao proizvoditi buku.. Međutim, složenostkorišteni dizajn bio je prilično skup, ali u prestižnim markama automobila, vlasnici automobila su bili spremni platiti za takvu pogodnost.

Međutim, već tridesetih godina od takvog poboljšanja se odustalo, jer su motori bili kratkog vijeka, a potrošnja benzina i ulja bila prevelika.

Razvoj motora u ovom pravcu poznat je i danas - možda će inženjeri uspjeti da se riješe nedostataka modela Charles Knight i iskoriste prednosti.

Univerzalni model budućnosti

Trenutno mnogi proizvođači razvijaju univerzalne motore, koji će kombinovati snagu benzinskih agregata i odličnu vuču i efikasnost dizel motora.

U tom smislu, činjenica da su benzinske jedinice sa direktnim ubrizgavanjem goriva dostigle visok omjer kompresije od oko trinaest do četrnaest jedinica (kod dizelskih motora ovaj nivo je nešto više od sedamnaest do devetnaest) dokazuje uspješne korake u ovome smjer. One čak rade na isti način kao i jedinice za paljenje kompresijom. Samo radnu smjesu treba umjetno zapaliti svijećom.

Kod eksperimentalnih modela, kompresija je još veća - do petnaest ili šesnaest jedinica. Ali do samozapaljenja, nivo ne dostiže. Umjesto toga, svjećica se gasi tokom ravnomjernog kretanja, omogućavajući motoru da se prebaci na dizelski način rada i troši manje goriva.

Sagorevanje kontroliše elektronika, prilagođavajući se u zavisnosti od spoljašnjih okolnosti.

Programeri to tvrdeovaj motor je veoma ekonomičan. Međutim, nije urađeno dovoljno istraživanja za masovnu proizvodnju.

Varijabilni omjer kompresije

Indikator je veoma važan. Uostalom, snaga, efikasnost i ekonomičnost direktno zavise od visokog omjera kompresije. Naravno, ne može se povećavati beskonačno. Stoga je već neko vrijeme razvoj stao. U suprotnom, postojala je opasnost od detonacije, što bi moglo dovesti do oštećenja motora.

Ovaj indikator se posebno odražava na motore sa kompresorom. Uostalom, oni se jače zagrijavaju, pa je stoga postotak vjerovatnoće detonacije ovdje mnogo veći. Stoga se omjer kompresije ponekad mora smanjiti, što, naravno, smanjuje efikasnost motora.

U idealnom slučaju, omjer kompresije bi se trebao glatko mijenjati ovisno o načinu rada i opterećenju. Bilo je mnogo razvoja, ali su svi previše komplikovani i skupi.

Legendarni Saab

Najbolje rezultate postigao je Saab kada je 2000. godine izbacio petocilindrični motor, koji je sa 1,6 litara zapremine proizveo oko dvjesto dvadeset i pet konja. Ovo postignuće se i danas čini nevjerovatnim.

Motor je podijeljen na dva dijela, gdje su dijelovi međusobno spojeni na šarke. Radilica, klipnjače i klipovi se nalaze ispod, a cilindri sa glavama na vrhu. Hidraulički pogon može nagnuti monoblok s cilindrima i glavama, mijenjajući omjer kompresije kada je pogonski kompresor uključen. Uprkos svoj efikasnosti,razvoj je takođe morao biti odložen zbog visokih troškova izgradnje.

Lakše i pristupačnije

Dakle, možemo zaključiti da je motor Atkinsonovog ciklusa odigrao značajnu ulogu u poboljšanju motornog mehanizma u budućnosti. Čini se da će poboljšanja, zasnovana jedno na drugom, konačno dovesti motor sa unutrašnjim sagorevanjem do optimalnog načina rada.