Atkinsons, Millers, B-cikla process: ko tas patiesībā nozīmē

VW motoru VTG turbokompresori faktiski ir modificēti dīzeļa agregāti.

Atkinsona un Millera cikli vienmēr ir saistīti ar paaugstinātu efektivitāti, taču starp tiem bieži vien nav atšķirības. Varbūt tam nav jēgas, jo abas izmaiņas ir saistītas ar fundamentālu filozofiju - dažādu kompresijas un izplešanās attiecību radīšanu četrtaktu benzīna dzinējā. Tā kā parastajam dzinējam šie parametri ir ģeometriski identiski, benzīna bloks cieš no degvielas sitiena briesmām, kas prasa samazināt kompresijas pakāpi. Tomēr, ja ar jebkādiem līdzekļiem varētu panākt lielāku izplešanās koeficientu, tas izraisītu lielāku izplešanās gāzu enerģijas "izspiešanu" un palielinātu dzinēja efektivitāti. Interesanti atzīmēt, ka tīri vēsturiski ne Džeimss Atkinsons, ne Ralfs Millers neradīja savas koncepcijas efektivitātes meklējumos. 1887. gadā Atkinsons arī izstrādāja patentētu kompleksu kloķa mehānismu, kas sastāv no vairākiem elementiem (līdzības mūsdienās var atrast Infiniti VC Turbo dzinējā), kas bija paredzēts, lai izvairītos no Otto patentiem. Sarežģītas kinemātikas rezultāts ir četrtaktu cikla ieviešana motora viena apgrieziena laikā un cita virzuļa gājiena saspiešanas un izplešanās laikā. Daudzus gadu desmitus vēlāk šis process tiks veikts, ilgāku laiku turot atvērtu ieplūdes vārstu un gandrīz bez izņēmuma tos izmantos dzinējos kombinācijā ar parastajiem hibrīda spēka piedziņām (bez ārējas elektriskās uzlādes iespējas), piemēram, Toyota. un Honda. Pie vidēja un liela ātruma tā nav problēma, jo ielaušanās plūsmai ir inerce, un virzulim kustoties atpakaļ, tas kompensē atgaisojošo gaisu. Taču pie maziem apgriezieniem tas noved pie nestabilas dzinēja darbības, un tāpēc šādas vienības tiek kombinētas ar hibrīdsistēmām vai arī šajos režīmos netiek izmantots Atkinsona cikls. Šī iemesla dēļ dabiski aspirētie un ieplūdes vārsti parasti tiek uzskatīti par Atkinsona ciklu. Tomēr tas nav pilnīgi pareizi, jo ideja realizēt dažādas kompresijas un izplešanās pakāpes, kontrolējot vārsta atvēršanas fāzes, pieder Ralfam Milleram un tika patentēta 1956. gadā. Tomēr viņa ideja nav vērsta uz lielākas efektivitātes sasniegšanu un kompresijas pakāpes pazemināšanu un atbilstošu zema oktānskaitļa degvielas izmantošanu lidmašīnu dzinējos. Millers izstrādā sistēmas, lai aizvērtu ieplūdes vārstu agrāk (Early Intake Valve Closure, EIVC) vai vēlāk (Late Intake Valve Closure, LIVC), kā arī lai kompensētu gaisa trūkumu vai saglabātu gaisa atgriešanos ieplūdes kolektorā, kompresorā. tiek izmantots.

Interesanti atzīmēt, ka pirmo šādu asimetriskās fāzes motoru, kas darbojas ar vēlāku dzinēju, kas definēts kā "Millera cikla process", radīja Mercedes inženieri un tas tika izmantots sporta automašīnas W 12 163 cilindru kompresora dzinējā. kopš 1939. pirms Ralfs Millers patentēja savu testu.

Pirmais sērijveida modelis, kurā tika izmantots Millera cikls, bija 6. gada Mazda Millenia KJ-ZEM V1994. Ieplūdes vārsts aizveras vēlāk, daļu gaisa atgriežot ieplūdes kolektoros ar praktiski samazinātu saspiešanas pakāpi, un gaisa noturēšanai tiek izmantots Lysholm mehāniskais kompresors. Tādējādi izplešanās koeficients ir par 15 procentiem lielāks nekā saspiešanas koeficients. Zaudējumus, ko rada gaisa saspiešana no virzuļa līdz kompresoram, kompensē uzlabota motora galīgā efektivitāte.

Ļoti vēlu un ļoti agri slēgtu stratēģiju dažādos veidos ir atšķirīgas priekšrocības. Pie zemām slodzēm aizvēršanai vēlāk ir tā priekšrocība, ka tā nodrošina plašāku atvērtu droseļvārstu un uztur labāku turbulenci. Palielinoties slodzei, priekšrocība pāriet uz agrāku slēgšanu. Tomēr pēdējais kļūst mazāk efektīvs lielā ātrumā nepietiekama uzpildes laika un augsta spiediena krituma dēļ pirms un pēc vārsta.

Audi un Volkswagen, Mazda un Toyota

Šobrīd līdzīgus procesus izmanto Audi un Volkswagen savās 2.0 TFSI (EA 888 Gen 3b) un 1.5 TSI (EA 211 Evo) ierīcēs, kurām nesen pievienojās jaunā 1.0 SITS. Tomēr tajos tiek izmantota ieplūdes vārsta tehnoloģija, kas aizveras pirms aizvēršanās, kurā izplešanās gaiss tiek atdzesēts pēc tam, kad vārsts agrāk aizveras. Audi un VW šo procesu sauc par B ciklu pēc uzņēmuma inženiera Ralfa Budaka, kurš pilnveidoja Ralfa Millera idejas un pielietoja tās dzinējiem ar turbokompresoru. Ar kompresijas pakāpi 13: 1 faktiskā attiecība ir aptuveni 11,7: 1, kas pats par sevi ir ārkārtīgi augsts dzirksteļaizdedzes dzinējam. Galvenā loma tajā visā ir sarežģītajam vārsta atvēršanas mehānismam ar mainīgām fāzēm un gājienu, kas veicina virpuļošanu un pielāgojas atkarībā no apstākļiem. B cikla motoros iesmidzināšanas spiediens tiek palielināts līdz 250 bāriem. Mikrokontrolleri kontrolē vienmērīgu fāžu maiņas procesu un pāreju no B procesa uz parasto Otto ciklu pie lielas slodzes. Turklāt 1,5 un 1 litru dzinēji izmanto ātrās reaģēšanas mainīgas ģeometrijas turbokompresorus. Atdzesēts iepriekš saspiests gaiss nodrošina labākus temperatūras apstākļus nekā tieša spēcīga kompresija cilindrā. Atšķirībā no Porsche augsto tehnoloģiju BorgWarner VTG turbokompresoriem, ko izmanto jaudīgākiem modeļiem, viena un tā paša uzņēmuma radītās VW mainīgās ģeometrijas vienības ir praktiski nedaudz pārveidotas dīzeļdzinēju turbīnas. Tas ir iespējams tāpēc, ka visa līdz šim aprakstītā dēļ maksimālā gāzes temperatūra nepārsniedz 880 grādus, tas ir, nedaudz augstāka nekā dīzeļdzinējam, kas ir augstas efektivitātes rādītājs.

Japānas uzņēmumi vēl vairāk mulsina terminoloģijas standartizāciju. Atšķirībā no citiem Mazda Skyactiv benzīna dzinējiem, Skyactiv G 2.5 T ir ar turbokompresoru un Millera ciklā darbojas ar dažādām slodzēm un apgriezieniem minūtē, taču Mazda arī ierosina ciklu, kurā darbojas to dabiski nosūcamās Skyactiv G vienības. Toyota izmanto 1.2 D4 -T (8NR-FTS) un 2.0 D4-T (8AR-FTS) savos turbo motoros, bet Mazda, no otras puses, tos definē kā vienādus visiem saviem dzinējiem ar gaisa pieplūdi hibrīda un jaunās paaudzes Dynamic Force modeļiem . ar atmosfēras pildījumu kā “darbs pie Atkinsona cikla”. Visos gadījumos tehniskā filozofija ir viena.