اتکینسون ، میلر ، فرآیند چرخه B: معنای واقعی آن چیست

توربوشارژرهای VTG در موتورهای VW در واقع واحدهای دیزلی اصلاح شده هستند.

چرخه های اتکینسون و میلر همیشه با افزایش کارایی همراه هستند، اما اغلب تفاوتی بین آنها وجود ندارد. شاید منطقی نباشد، زیرا هر دو تغییر به یک فلسفه اساسی مربوط می شود - ایجاد نسبت تراکم و انبساط مختلف در یک موتور بنزینی چهار زمانه. از آنجایی که این پارامترها از نظر هندسی در یک موتور معمولی یکسان هستند، واحد بنزینی از خطر ضربه زدن به سوخت رنج می برد که نیاز به کاهش نسبت تراکم دارد. با این حال، اگر بتوان به هر وسیله ای نسبت انبساط بالاتری را به دست آورد، این امر منجر به سطح بالاتری از "فشرده شدن" انرژی گازهای در حال انبساط می شود و راندمان موتور را افزایش می دهد. جالب است بدانید که صرفاً از نظر تاریخی، نه جیمز اتکینسون و نه رالف میلر مفاهیم خود را در جستجوی کارآمدی خلق نکردند. در سال 1887، اتکینسون همچنین یک مکانیسم میل لنگ پیچیده اختراع شده متشکل از چندین عنصر (امروزه شباهت‌ها را می‌توان در موتور Infiniti VC Turbo یافت) توسعه داد، که هدف آن اجتناب از ثبت اختراعات اتو بود. نتیجه سینماتیک پیچیده، اجرای یک سیکل چهار زمانه در طول یک دور موتور و یک حرکت پیستون دیگر در هنگام فشرده سازی و انبساط است. چندین دهه بعد، این فرآیند با باز نگه داشتن سوپاپ ورودی برای مدت طولانی‌تر و تقریباً بدون استثنا در موتورها در ترکیب با پیشرانه‌های هیبریدی معمولی (بدون امکان شارژ الکتریکی خارجی) مانند تویوتا انجام خواهد شد. و هوندا در سرعت های متوسط ​​تا زیاد این مشکلی ایجاد نمی کند زیرا جریان نفوذ دارای اینرسی است و با حرکت پیستون به سمت عقب، هوای برگشتی را جبران می کند. با این حال، در سرعت های پایین، این منجر به عملکرد ناپایدار موتور می شود و بنابراین چنین واحدهایی با سیستم های هیبریدی ترکیب می شوند یا از چرخه اتکینسون در این حالت ها استفاده نمی کنند. به همین دلیل، دریچه های تنفس طبیعی و ورودی معمولاً چرخه اتکینسون در نظر گرفته می شوند. با این حال، این کاملاً صحیح نیست، زیرا ایده تحقق درجات مختلف فشرده سازی و انبساط با کنترل فازهای باز شدن شیر متعلق به رالف میلر است و در سال 1956 به ثبت رسیده است. با این حال، هدف او دستیابی به راندمان بیشتر و کاهش نسبت تراکم و استفاده متناظر از سوخت های کم اکتان در موتورهای هواپیما نیست. میلر سیستم هایی را طراحی می کند تا دریچه ورودی را زودتر ببندد (بستن زود هنگام شیر ورودی، EIVC) یا دیرتر (بستن دیرهنگام شیر ورودی، LIVC)، و همچنین برای جبران کمبود هوا یا حفظ بازگشت هوا به منیفولد ورودی، کمپرسور. استفاده می شود.

جالب است بدانید که اولین موتور فاز نامتقارن که بعداً در موتور بعدی کار می کند ، با عنوان "فرایند چرخه میلر" ، توسط مهندسان مرسدس ایجاد شده است و در موتور کمپرسور 12 سیلندر ماشین اسپرت W 163 استفاده شده است. از سال 1939 قبل از اینکه رالف میلر آزمون خود را ثبت کند.

اولین مدل تولیدی که از چرخه میلر استفاده کرد ، Mazda Millenia KJ-ZEM V6 1994 بود. دریچه ورودی بعداً بسته می شود و مقداری از هوا را به منیفولدهای ورودی بازمی گرداند که نسبت فشرده سازی عملاً کاهش یافته است و از یک کمپرسور مکانیکی Lysholm برای نگهداری هوا استفاده می شود. بنابراین ، نسبت انبساط 15 درصد بیشتر از نسبت فشرده سازی است. تلفات ناشی از فشرده سازی هوا از پیستون به کمپرسور با بهبود کارایی نهایی موتور جبران می شود.

استراتژی های نزدیک بسیار دیر و بسیار زود هنگام در مزایای مختلفی دارند. در بارهای کم ، بسته شدن بعداً این مزیت را دارد که شیر باز گاز بیشتری را فراهم می کند و تلاطم بهتر را حفظ می کند. با افزایش بار ، مزیت به سمت بسته شدن زودتر تغییر می کند. با این حال ، مورد دوم در سرعت های بالا به دلیل عدم کافی بودن زمان پر شدن و افت فشار زیاد قبل و بعد از شیر ، از اثر کمتری برخوردار می شود.

آئودی و فولکس واگن ، مزدا و تویوتا

در حال حاضر ، فرآیندهای مشابهی توسط آئودی و فولکس واگن در دستگاه های 2.0 TFSI (EA 888 Gen 3b) و 1.5 TSI (EA 211 Evo) استفاده می شود که اخیراً با 1.0 TSI جدید به آنها متصل شده است. با این حال ، آنها از فناوری سوپاپ ورودی قبل از بسته شدن استفاده می کنند که در آن هوای منبسط شده پس از بستن زودتر شیر خنک می شود. آئودی و فولکس واگن این چرخه B را به نام مهندس این شرکت رالف بوداک می نامند که ایده های رالف میلر را اصلاح کرده و آنها را روی موتورهای توربوشارژ اعمال کرد. با نسبت فشرده سازی 13: 1 ، نسبت واقعی حدود 11,7: 1 است که به خودی خود برای موتور احتراق مثبت بسیار بالا است. نقش اصلی در همه اینها توسط یک مکانیسم پیچیده باز شدن دریچه با فازها و سکته مغزی متفاوت انجام می شود که باعث ایجاد گرداب شده و با توجه به شرایط تنظیم می شود. در موتورهای چرخه B ، فشار تزریق به 250 بار افزایش می یابد. میکروکنترلرها روند صاف تغییر فاز و انتقال از فرآیند B به چرخه معمولی اتو را تحت بار زیاد کنترل می کنند. علاوه بر این ، موتورهای 1,5 و 1 لیتری از توربوشارژرهای هندسی متغیر با پاسخ سریع استفاده می کنند. هوای خنک از پیش فشرده شرایط دمایی بهتری نسبت به فشرده سازی مستقیم قوی در سیلندر فراهم می کند. بر خلاف توربوشارژرهای پیشرفته BorgWarner VTG پورشه که برای مدلهای قدرتمندتر استفاده می شود ، واحدهای هندسی متغیر VW که توسط همان شرکت ایجاد شده اند عملاً توربینهای کمی اصلاح شده برای موتورهای دیزلی هستند. این امر به دلیل این واقعیت امکان پذیر است که با توجه به همه مواردی که تاکنون توضیح داده شده است ، حداکثر دمای گاز از 880 درجه تجاوز نمی کند ، یعنی کمی بالاتر از موتور دیزل ، که نشان دهنده راندمان بالا است.

شرکت های ژاپنی استاندارد سازی اصطلاحات را بیشتر اشتباه می گیرند. برخلاف دیگر موتورهای بنزینی مزدا Skyactiv ، Skyactiv G 2.5 T دارای توربوشارژ است و در چرخه میلر در طیف وسیعی از بارها و دور در دقیقه کار می کند ، اما مزدا همچنین چرخه ای را ایجاد می کند که در آن واحدهای تنفس طبیعی Skyactiv G آنها کار می کند. تویوتا از 1.2 D4 استفاده می کند. -T (8NR-FTS) و 2.0 D4-T (8AR-FTS) در موتورهای توربو خود ، اما مزدا ، از سوی دیگر ، آنها را برای همه موتورهای تنفس طبیعی خود برای مدلهای هیبریدی و نسل جدید نیروی پویا یکسان تعریف می کند. ماشین ها. با پر شدن جوی به عنوان "کار بر روی چرخه اتکینسون". در همه موارد ، فلسفه فنی یکسان است.