Շարժիչ. Տարբերությունները Օտտոյի և Աթկինսոնի ցիկլերի միջև
Արդեն որոշ ժամանակ է՝ «Ատկինսոնի տնտեսության ցիկլի շարժիչ» տերմինը գնալով ավելի տարածված է դարձել։ Ի՞նչ է այս ցիկլը և ինչու է այն նվազեցնում վառելիքի սպառումը:
Ամենատարածված չորս հարվածային բենզինային շարժիչներն այսօր աշխատում են այսպես կոչված Otto ցիկլով, որը մշակվել է XNUMX-րդ դարի վերջում գերմանացի գյուտարար Նիկոլաուս Օտտոյի կողմից, որը առաջին հաջող փոխադարձ ներքին այրման շարժիչներից մեկի դիզայներն է: Այս ցիկլի էությունը բաղկացած է չորս հարվածներից, որոնք կատարվում են ծնկաձև լիսեռի երկու պտույտներով.
Ներծծման հարվածի սկզբում բացվում է ընդունման փականը, որի միջոցով օդ-վառելիքի խառնուրդը ներքաշվում է ընդունիչ կոլեկտորից՝ հետ քաշելով մխոցը: Նախքան սեղմման հարվածի մեկնարկը, ընդունման փականը փակվում է, և գլխին վերադարձող մխոցը սեղմում է խառնուրդը: Երբ մխոցը հասնում է իր գագաթնակետին, խառնուրդը բռնկվում է էլեկտրական կայծից: Ստացված տաք արտանետվող գազերը ընդլայնվում և մղում են մխոցը՝ փոխանցելով դրա էներգիան, և երբ մխոցը հնարավորինս հեռու է գլխից, բացվում է արտանետվող փականը։ Արտանետման հարվածը սկսվում է հետադարձ մխոցից, որը մղում է արտանետվող գազերը բալոնից և դեպի արտանետվող կոլեկտոր:
Ցավոք սրտի, արտանետվող գազերի ոչ ամբողջ էներգիան օգտագործվում է հոսանքի ինսուլտի ժամանակ՝ մխոցը մղելու համար (և միացնող գավազանի միջոցով՝ ծնկաձև լիսեռը պտտելու համար): Նրանք դեռ բարձր ճնշման տակ են, երբ արտաշնչման փականը բացվում է արտաշնչման ինսուլտի սկզբում: Այս մասին մենք կարող ենք իմանալ, երբ լսում ենք մեքենայի կողմից կոտրված խլացուցիչով բարձրացված աղմուկը. այն առաջանում է օդ էներգիայի արտանետումից: Ահա թե ինչու ավանդական բենզինային շարժիչներն ունեն ընդամենը մոտ 35 տոկոս արդյունավետություն: Եթե հնարավոր լիներ մեծացնել մխոցի հարվածը աշխատանքային հարվածում և օգտագործել այս էներգիան ...
Այս միտքը ծագեց անգլիացի գյուտարար Ջեյմս Աթկինսոնի մոտ։ 1882 թվականին նա նախագծեց մի շարժիչ, որում մխոցները ծնկաձև լիսեռին միացնող մղիչների բարդ համակարգի շնորհիվ ուժային հարվածն ավելի երկար էր, քան սեղմման հարվածը։ Արդյունքում, արտանետման հարվածի սկզբում արտանետվող գազերի ճնշումը գործնականում հավասար էր մթնոլորտային ճնշմանը, և դրանց էներգիան ամբողջությամբ օգտագործվեց։
Խմբագիրները խորհուրդ են տալիս.
Ափսեներ. Վարորդները սպասում են հեղափոխությա՞ն.
Ձմեռային վարելու տնական եղանակներ
Հուսալի երեխա քիչ փողի համար
Ուրեմն ինչո՞ւ Աթկինսոնի գաղափարն ավելի լայնորեն չի կիրառվել, և ինչո՞ւ են ներքին այրման շարժիչները ավելի քան մեկ դար օգտագործում ոչ արդյունավետ Օտտո ցիկլը: Երկու պատճառ կա. մեկը Աթկինսոնի շարժիչի բարդությունն է, իսկ մյուսը, և որ ավելի կարևոր է, ավելի քիչ էներգիա է այն ստանում տեղաշարժման միավորից:
Այնուամենայնիվ, քանի որ ավելի ու ավելի մեծ ուշադրություն է դարձվում վառելիքի սպառմանը և շրջակա միջավայրի վրա շարժիչացման ազդեցությանը, հիշվում էր Atkinson շարժիչի բարձր արդյունավետությունը, հատկապես միջին արագության դեպքում: Նրա հայեցակարգը հիանալի լուծում է, հատկապես հիբրիդային մեքենաների համար, որոնցում էլեկտրական շարժիչը փոխհատուցում է ուժի պակասը, որը հատկապես անհրաժեշտ է մեկնարկի և արագացման ժամանակ:
Այդ իսկ պատճառով փոփոխված Atkinson ցիկլի շարժիչը օգտագործվել է առաջին զանգվածային արտադրության հիբրիդային ավտոմեքենայում՝ Toyota Prius-ում, այնուհետև Toyota-ի և Lexus-ի մյուս բոլոր հիբրիդներում։
Ի՞նչ է փոփոխված Աթկինսոնի ցիկլը: Այս խելացի լուծումը ստիպեց Toyota-ի շարժիչին պահպանել սովորական չորս հարվածային շարժիչների դասական, պարզ դիզայնը, և մխոցը յուրաքանչյուր հարվածով անցնում է նույն տարածությունը, իսկ արդյունավետ հարվածն ավելի երկար է, քան սեղմման հարվածը:
Իրականում պետք է այլ կերպ ասել՝ արդյունավետ սեղմման ցիկլը ավելի կարճ է, քան աշխատանքային ցիկլը։ Սա ձեռք է բերվում ընդունման փականի փակման հետաձգմամբ, որը փակվում է սեղմման հարվածի մեկնարկից կարճ ժամանակ անց: Այսպիսով, օդ-վառելիքի խառնուրդի մի մասը վերադարձվում է ընդունման կոլեկտոր: Սա ունի երկու հետևանք. այրվելիս արտադրվող արտանետվող գազերի քանակն ավելի փոքր է և կարող է ամբողջությամբ ընդլայնվել մինչև արտանետման հարվածի սկիզբը, ամբողջ էներգիան փոխանցելով մխոցին, և ավելի քիչ էներգիա է պահանջվում ավելի քիչ խառնուրդը սեղմելու համար, որը: նվազեցնում է շարժիչի ներքին կորուստները. Օգտագործելով այս և այլ լուծումներ՝ չորրորդ սերնդի Toyota Prius շարժիչային շարժիչը կարողացավ հասնել մինչև 41 տոկոս ջերմային արդյունավետության, որը նախկինում հասանելի էր միայն դիզելային շարժիչներում:
Լուծման գեղեցկությունն այն է, որ ընդունման փականների փակման հետաձգումը չի պահանջում դիզայնի մեծ փոփոխություններ. բավական է օգտագործել էլեկտրոնային կառավարվող մեխանիզմը փականի ժամանակի փոփոխման համար:
Իսկ եթե այո, հնարավո՞ր է դա և հակառակը։ Դե, իհարկե; բնականաբար! Որոշ ժամանակ է, ինչ արտադրվել են փոփոխական աշխատանքային ցիկլի շարժիչներ: Երբ էներգիայի պահանջարկը ցածր է, օրինակ՝ հանգիստ ճանապարհներով վարելիս, շարժիչը աշխատում է Ատկինսոնի ցիկլով վառելիքի ցածր սպառման համար: Եվ երբ ավելի լավ կատարողականություն է պահանջվում՝ լուսարձակներից կամ վազանցից, այն անցնում է Otto ցիկլին՝ օգտագործելով առկա բոլոր դինամիկան: Այս 1,2 լիտրանոց տուրբոշարժիչով ուղղակի ներարկման շարժիչը օգտագործվում է, օրինակ, Toyota Auris-ում և նոր Toyota C-HR քաղաքային ամենագնացում: Նույն երկլիտրանոց շարժիչն օգտագործվում է Lexus IS 200t, GS 200t, NX 200t, RX 200t և RC 200t մոդելների վրա։
