Atkinson, Miller, B-tsükli protsess: mida see tegelikult tähendab
Sisu
VW mootorite VTG turbolaadurid on tegelikult modifitseeritud diiselmootorid.
Atkinsoni ja Milleri tsükleid seostatakse alati suurenenud efektiivsusega, kuid sageli pole nende vahel vahet. Võib-olla pole sellel mõtet, sest mõlemad muudatused taanduvad põhimõttelisele filosoofiale – neljataktilises bensiinimootoris erinevate surve- ja paisumisastmete loomisele. Kuna need parameetrid on tavalises mootoris geomeetriliselt identsed, kannatab bensiinimootor kütuse koputamise ohu all, mistõttu on vaja vähendada surveastet. Kui aga mis tahes vahenditega oleks võimalik saavutada suurem paisumisaste, tooks see kaasa paisuvate gaaside energia suurema "väljapressimise" ja suurendaks mootori efektiivsust. Huvitav on märkida, et puhtalt ajalooliselt ei loonud ei James Atkinson ega Ralph Miller oma kontseptsioone tõhususe otsimisel. 1887. aastal töötas Atkinson välja ka patenteeritud mitmest elemendist koosneva keeruka vändamehhanismi (sarnasusi võib tänapäeval leida Infiniti VC Turbo mootoril), mille eesmärk oli vältida Otto patente. Kompleksse kinemaatika tulemuseks on neljataktilise tsükli rakendamine mootori ühe pöörde ajal ja teise kolvitakti kokkusurumise ja paisumise ajal. Mitu aastakümmet hiljem viiakse see protsess läbi nii, et sisselaskeventiil hoitakse pikemat aega lahti ja seda kasutatakse peaaegu eranditult mootorites koos tavapäraste hübriidjõuallikatega (ilma välise elektrilise laadimise võimaluseta), näiteks Toyota omadega. ja Honda. Keskmise ja suure kiiruse korral pole see probleem, sest sissetungivool on inerts ja kui kolb liigub tagasi, kompenseerib see tagasivoolu. Kuid madalatel pööretel põhjustab see mootori ebastabiilset tööd ja seetõttu kombineeritakse sellised seadmed hübriidsüsteemidega või ei kasutata nendes režiimides Atkinsoni tsüklit. Sel põhjusel peetakse vabalthingavaid ja sisselaskeventiile tavapäraselt Atkinsoni tsükliks. See pole aga päris õige, sest idee realiseerida klapi avanemise faaside juhtimisega erineval määral kokkusurumist ja paisumist kuulub Ralph Millerile ja patenteeriti 1956. aastal. Tema idee ei ole aga suunatud suurema efektiivsuse saavutamisele ning surveastme alandamisele ja sellele vastavale madala oktaanarvuga kütuste kasutamisele lennukimootorites. Miller kavandab süsteeme sisselaskeklapi varasemaks sulgemiseks (Early Intake Valve Closure, EIVC) või hiljem (Late Intake Valve Closure, LIVC), samuti õhupuuduse kompenseerimiseks või õhu tagasivooluks sisselaskekollektorisse, kompressorisse kasutatakse.
Huvitav on märkida, et esimene selline hilisemal töötav asümmeetrilise faasi mootor, mida määratletakse kui "Milleri tsükli protsessi", on loodud Mercedese inseneride poolt ja seda on kasutatud sportauto W 12 163-silindrilise kompressormootoriga aastast 1939. enne kui Ralph Miller oma testi patenteeris.
Esimene Milleri tsüklit kasutanud seeriamudel oli 6. aastal Mazda Millenia KJ-ZEM V1994. Sisselaskeklapp sulgub hiljem, tagastades osa õhust sisselaskekollektoritesse, mille kokkusurumissuhe on praktiliselt vähenenud, ja õhu hoidmiseks kasutatakse Lysholmi mehaanilist kompressorit. Seega on paisumissuhe tihendusastmest 15 protsenti suurem. Kolvi ja kompressori vahelise õhu kokkusurumisel tekkivad kahjud kompenseeritakse mootori parema lõpptõhususega.
Väga hilja ja väga varajasel lähedasel strateegial on erinevates režiimides erinevad eelised. Väikese koormuse korral on hilisemal sulgemisel eeliseks see, et see tagab laiema avatud gaasi ja säilitab parema turbulentsi. Koormuse suurenemisega nihkub eelis varasema sulgemise poole. Viimane muutub aga kiirusel vähem efektiivseks ebapiisava täitmisaja ja suure rõhulanguse tõttu enne ja pärast ventiili.
Audi ja Volkswagen, Mazda ja Toyota
Praegu kasutavad sarnaseid protsesse Audi ja Volkswagen oma 2.0 TFSI (EA 888 Gen 3b) ja 1.5 TSI (EA 211 Evo) seadmetes, millele hiljuti lisandus uus 1.0 KTK. Siiski kasutavad nad sulgemiseelset sisselaskeklapi tehnoloogiat, mille korral paisuv õhk jahutatakse pärast klapi varasemat sulgemist. Audi ja VW nimetavad protsessi B-tsükliks ettevõtte inseneri Ralph Budaki järgi, kes täpsustas Ralph Milleri ideid ja rakendas neid turbomootoritega. Tihendussuhte 13: 1 korral on tegelik suhe umbes 11,7: 1, mis iseenesest on ottomootori puhul äärmiselt kõrge. Kõige selle juures mängib peamist rolli keeruka ventiilide avamise mehhanism, millel on muutuvad faasid ja käik, mis soodustab keerist ja kohandub vastavalt tingimustele. B-tsükli mootorites suurendatakse sissepritse rõhku 250 baari. Mikrokontrollerid juhivad sujuvat faasimuutuse protsessi ja üleminekut B-protsessilt tavapärasele Otto-tsüklile suure koormuse korral. Lisaks kasutavad 1,5- ja 1-liitrised mootorid kiire reageerimisega muutuva geomeetriaga turbolaadureid. Jahutatud eelsurutud õhk tagab paremad temperatuuritingimused kui otsene tugev kokkusurumine silindris. Erinevalt Porsche kõrgtehnoloogilistest BorgWarner VTG turboülelaaduritest, mida kasutatakse võimsamate mudelite jaoks, on sama ettevõtte loodud VW muutuva geomeetriaga seadmed praktiliselt veidi muudetud diiselmootorite turbiinid. See on võimalik tänu sellele, et kõige seni kirjeldatu tõttu ei ületa gaasi maksimaalne temperatuur 880 kraadi, see tähendab veidi kõrgem kui diiselmootoril, mis on kõrge kasuteguri näitaja.
Jaapani ettevõtted ajavad terminoloogia standardimise veelgi enam sassi. Erinevalt teistest Mazda Skyactiv bensiinimootoritest on Skyactiv G 2.5 T turboülelaaduriga ning töötab Milleri tsüklis laias valikus koormusi ja pööret minutis, kuid Mazda kutsub esile ka tsükli, milles töötavad nende õhuvooluga Skyactiv G seadmed. Toyota kasutab 1.2 D4 -T (8NR-FTS) ja 2.0 D4-T (8AR-FTS) oma turbomootorites, kuid Mazda seevastu määratleb need samadena kõigi oma õhkkattega mootorite puhul hübriid- ja uue põlvkonna Dynamic Force mudelitele . atmosfääritäidisega kui “töö Atkinsoni tsükliga”. Kõikidel juhtudel on tehniline filosoofia sama.
