Atkinson-cyklussen i praksis. Atkinson cyklus motor

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-19 13:20

ICE er blevet brugt i biler i et århundrede. Generelt har deres funktionsprincip ikke undergået større ændringer siden starten af produktionen. Men da denne motor har et stort antal mangler, stopper ingeniører ikke med at opfinde innovationer for at forbedre motoren. Lad os vende os til en af dem, som kaldes Atkinson-cyklussen. I dag kan man høre, at det bruges i nogle maskiner. Men hvad er det, og hvordan bliver motoren bedre med den?

Atkinson-cyklus

Nikolaus Otto, en ingeniør fra Tyskland, foreslog i 1876 en cyklus bestående af:

• indløb;
• kompression;
• slagtilfælde;
• udgivelse.

Og et årti senere udviklede den engelske opfinder James Atkinson det. Men efter at have forstået detaljerne kan vi kalde Atkinson-cyklussen fuldstændig original.

Forbrændingsmotorer er kvalitativt forskellige. Krumtapakslen har trods alt forskudte monteringspunkter, så friktionsenergitabet reduceres og kompressionsforholdet øges.

Den har også andre gasdistributionsfaser. På en konventionel motor lukker stemplet umiddelbart efter at have passeret dødpunkt. Atkinson-cyklussen har en anden ordning. Her er slaget væsentligt længere, da ventilen kun lukker halvvejs op af stemplet til øverste dødpunkt (hvor der ifølge Otto allerede sker kompression).

Teoretisk set er Atkinson-cyklussen omkring ti procent mere effektiv end Otto. Men i lang tid blev det ikke brugt i praksis på grund af det faktum, at det kun er i stand til at fungere i driftstilstanden ved høje hastigheder. Derudover er der brug for en mekanisk supercharger, med hvilken alt dette nogle gange kaldes "Atkinson-Miller-cyklussen". Det viste sig dog, at med ham gik fordelene ved den pågældende udvikling tabt.

Derfor blev en sådan Atkinson-cyklus næsten aldrig brugt i personbiler i praksis. Men i hybridmodeller, som Toyota Prius, begyndte producenterne at bruge det selv i serier. Dette blev muligt på grund af den specifikke drift af disse typer motorer: Ved lav hastighed bevæger bilen sig på grund af elektrisk trækkraft, og kun under acceleration skifter den til en benzinenhed.

Gasdistribution

Den første Atkinson-cykelmotor havde en voluminøs gasfordelingsmekanisme, der lavede meget støj. Men da de, takket være opdagelsen af den amerikanske Charles Knight, i stedet for de sædvanlige aktiverede ventiler begyndte at bruge specielle spoler i form af et par ærmer, der var arrangeret mellem cylinderen og stemplet, holdt motoren næsten op med at lave støj. Dog kompleksitetendet brugte design var ret dyrt, men i prestigefyldte bilmærker var bilejere villige til at betale for en sådan bekvemmelighed.

Men allerede i trediverne blev en sådan forbedring opgivet, fordi motorerne var korte, og forbruget af benzin og olie var for højt.

Motorudviklinger i denne retning er kendt selv i dag - måske vil ingeniører være i stand til at slippe af med manglerne ved Charles Knight-modellen og drage fordel af fordelene.

Universal Model of the Future

I øjeblikket udvikler mange producenter universalmotorer, som vil kombinere kraften fra benzinenheder og fremragende trækkraft og effektivitet fra dieselmotorer.

I denne henseende viser det faktum, at benzinenheder med direkte brændstofindsprøjtning har nået et højt kompressionsforhold på omkring tretten til fjorten enheder (for dieselmotorer er dette niveau lidt mere end sytten til nitten), vellykkede skridt i dette retning. De fungerer endda på samme måde som kompressionstændingsenheder. Kun arbejdsblandingen bør kunstigt antændes med et stearinlys.

I eksperimentelle modeller er komprimeringen endnu højere - op til femten eller seksten enheder. Men indtil selvantændelse når niveauet ikke. I stedet slukker tændrøret under konstant bevægelse, så motoren skifter til en diesellignende tilstand og bruger mindre brændstof.

Forbrændingen styres af elektronik, der foretager justeringer afhængigt af ydre omstændigheder.

Udviklerne hævder detdenne motor er meget økonomisk. Der blev dog ikke forsket nok til masseproduktion.

Variabelt kompressionsforhold

Indikatoren er meget vigtig. Når alt kommer til alt, er effekt, effektivitet og økonomi direkte afhængig af et højt kompressionsforhold. Det kan naturligvis ikke øges i det uendelige. Derfor er udviklingen nu gået i stå. Ellers var der risiko for detonation, hvilket kunne føre til motorskade.

Denne indikator afspejles især i superladede motorer. De opvarmes trods alt kraftigere, og derfor er procentdelen af sandsynligheden for detonation meget højere her. Derfor skal kompressionsforholdet nogle gange reduceres, hvilket naturligvis reducerer motorens effektivitet.

Ideelt set bør kompressionsforholdet ændre sig jævnt afhængigt af driftstilstand og belastning. Der var mange udviklinger, men de er alt for komplicerede og dyre.

Legendary Saab

De bedste resultater blev opnået af Saab, da den i 2000 udgav en femcylindret motor, som med 1,6 liters volumen producerede omkring to hundrede og femogtyve heste. Denne præstation virker stadig utrolig i dag.

Motoren er delt i to, hvor delene er forbundet med hinanden på en hængslet måde. Krumtapakslen, plejlstængerne og stemplerne er placeret under, og cylindrene med hoveder er placeret øverst. Det hydrauliske drev er i stand til at vippe monoblokken med cylindre og hoveder, hvilket ændrer kompressionsforholdet, når drevkompressoren er tændt. På trods af al effektivitet,udviklingen måtte også forsinkes på grund af de høje byggeomkostninger.

Nemmere og mere tilgængelig

Således kan vi konkludere, at Atkinson-cyklusmotoren har spillet en væsentlig rolle i forbedringen af motormekanismen i fremtiden. Det ser ud til, at forbedringer, baseret på hinanden, endelig vil føre forbrændingsmotoren til den optimale funktionsmåde.