Atkinson, Miller, Otto și alții în excursii noastre tehnice mici.
Pentru a începe cu vom înțelege că acest ciclu al motorului. DIC - un obiect care transformă presiunea de ardere în energie mecanică, și din moment ce rulează cu căldură, atunci este un motor termic. Deci, mașina termică ciclu - un proces ciclic în care aceiași parametri inițiali și finale care determină starea fluidului de lucru (în acest caz un cilindru cu un piston). Acești parametri sunt presiunea, volumul, temperatura și entropia.
Este acești parametri și să le schimbe întreb cum să lucreze motor, cu alte cuvinte - ceea ce va fi ciclul său. Prin urmare, dacă aveți dorința și cunoașterea termodinamicii, puteți crea ciclul dvs. motorului termic. Principal apoi face munca de motor pentru a dovedi dreptul de a exista.
Deoarece Lenoir și Otto nu erau familiarizați cu aparate, contactul în prototipul lor a fost produsă de o flacără deschisă, care se aprinde amestecul printr-un tub în interiorul cilindrului. Diferența principală de motor Otto motor Lenoir a fost plasat într-un cilindru vertical, care a determinat utilizarea Otto energia gazelor de eșapament pentru a ridica pistonul după un accident vascular cerebral. Cursa pistonului a început în jos, sub presiune atmosferică. Și, după ce presiunea din cilindru atinge presiunea atmosferică, supapa de evacuare a fost deschisă și pistonul masei deplasând gazele de eșapament. Este plinătatea energiei permis să ridice eficiența până la o minte-suflare la momentul de 15%, care este mai mare decât eficiența chiar și motorul cu aburi. In plus, acest design a permis utilizarea de până la cinci ori mai puțin combustibil, care apoi a condus la dominația totală a unui design similar pe piață.
Dar meritul principal Otto - inventarea procesului de motor cu ardere internă în patru timpi. Această invenție a fost făcută în 1877, și, în același timp, a fost patentat. Dar industriașilor francezi săpate în arhivele sale și a constatat că ideea de funcționare în patru timpi de mai mulți ani înainte de brevet Otto a descris francezul Beau de Roche. Acest lucru va reduce taxele pentru brevete și începe dezvoltarea propriilor motoare. Dar, datorită experienței, Otto au fost motoarele pe cap mai bine decât concurența. Și lor de 42 de mii de piese a fost făcută în 1897.
Dar ceea ce, de fapt, este ciclul Otto? Este familiar pentru noi de la școală patru timpi motor cu combustie internă - admisie, compresie, accident vascular cerebral de putere și de eliberare. Toate aceste procese cu privire la o cantitate egală de timp și caracteristicile termice ale motorului sunt prezentate în graficul de mai jos:
În cazul în care 1-2 - această compresie, 2-3 - timpi, 3-4 - 4-1 problemă - admisie. Eficiența unui astfel de motor depinde de gradul de compresie și de exponent adiabatice:
, unde n - raportul de compresie, k - indicele sau adiabatică de căldură raportul capacității de gaz la presiune constantă la căldura specifică a gazului la volum constant.
Cu alte cuvinte - aceasta este cantitatea de energie pe care trebuie să-și petreacă pentru a reveni gazului în cilindru la o stare anterioară.
ciclu Atkinson
A fost inventat în 1882 de James Atkinson, un inginer britanic. ciclu Atkinson crește eficiența ciclului Otto, dar reduce puterea disipată. Principala diferență - ore diferite, diferit de funcționare a motorului de cicluri de punere în aplicare.
Atkinson specială de proiectare braț motor vă permite să facă toate cele patru timpi în doar o rotire a arborelui cotit. De asemenea, acest design face ca pistonul se mișcă lungimi diferite: cursă a pistonului în timpul de admisie și evacuare mai mare decât în timpul de compresie și expansiune.
Un alt dintre caracteristicile motorului de temporizare care came (deschiderea și închiderea supapelor) sunt amplasate direct pe arborele cotit. Aceasta elimină necesitatea de instalare separată a unui arbore cu came. Mai mult decât atât, nu este nevoie pentru a instala un reductor, ca arborele cotit se rotește cu o jumătate de viteză. În secolul al XIX-lea, răspândirea motorului nu este primit din cauza mecanicii complicate, dar la sfârșitul secolului al XX-lea a devenit tot mai popular, așa cum a început să fie utilizat pe hibrizi.
Deci, în Lexus scumpe stau aceste mașini ciudate? Departe de ea, ciclul Atkinson într-o formă pură și nimeni nu a fost de gând să vândă, ci să modifice motoarele convenționale sub ea - este destul de real. Prin urmare, nu va dura mult timp declama despre Atkinson și trece la ciclul ca el să devină o realitate.
ciclul Miller
Ciclul Miller a fost propus în 1947 de către inginerul american Ralfom Millerom ca o modalitate de a combina avantajele motorului Atkinson cu un simplu motor Otto. In loc de a face accident vascular cerebral compresie mecanică mai scurtă decât cursa cursei de lucru (ca într-un motor clasic Atkinson, în cazul în care pistonul se deplasează în sus, mai repede decât în partea de jos), Miller conceput pentru a reduce cursa de compresie din cauza cursei de admisie, menținând pistonul în sus și în jos, la fel de-a lungul viteza (ca în motor Otto clasic).
Pentru a face acest lucru, Miller a propus două abordări diferite: fie să închidă supapa de admisie substanțial înainte de sfârșitul cursei de admisie sau închide bine după sfârșitul cursei. Prima abordare este la minders numele de cod „admisie scurtat“, iar al doilea - „compresie trunchiat“ In cele din urma, ambele abordări randament același: reducerea ratei de compresie reală a amestecului de lucru din geometrică menținând același grad de expansiune (adică cursa beat rămâne aceeași în ambele motoare Otto și timpi de compresie, deoarece este redus - la fel ca în Atkinson, numai că nu a redus în timp și de gradul de comprimare a amestecului).
Astfel, amestecul Miller în motorul este comprimat mai mică decât ar trebui să fie comprimat în motor Otto aceeași geometrie mecanică. (! Și, în consecință, gradul de expansiune) Acest lucru face posibilă creșterea raportului de compresie geometrică Deasupra limitelor determină proprietățile de detonare ale carburantului - conducând la comprimarea reală a valorilor acceptabile datorită descrisă mai sus „scurtarea ciclului de compresie.“ Cu alte cuvinte, pentru același raport de compresie reală (combustibil Limitată) cu motor Miller are un grad semnificativ mai mare de expansiune decât motorul Otto. Acest lucru permite o mai bună utilizare a energiei gazelor expansiune în cilindru, care, de fapt, crește eficiența termică a motorului, asigură motorul de înaltă eficiență și așa mai departe. De asemenea, unul dintre avantajele ciclului Miller este posibilitatea unei variații mai largă a momentului de aprindere, fără riscul de detonare, care oferă mai multe oportunități pentru ingineri.
Beneficiul creșterii randamentului termic în raport cu ciclul Miller ciclu Otto însoțită de pierderea puterii de ieșire de vârf pentru o mărime dată (și greutate) a motorului din cauza înrăutățirii de umplere a cilindrului. Deoarece pentru aceeași putere de ieșire Miller ar necesita un motor mai mare decât motor Otto, câștigul de la creșterea randamentului termic ciclu este cheltuită parțial pe crescut, împreună cu dimensiunile motor, pierderi mecanice (frecare, vibrații, și așa mai departe. D.).
ciclul Diesel
Și, în sfârșit, există cel puțin amintim pe scurt ciclul de motorină. Rudolf Diesel a vrut inițial să creeze un motor, care ar avea cât mai aproape de ciclul Carnot, în care eficiența este determinată numai de diferența dintre temperatura fluidului de lucru. Dar, ca motorul să se răcească la zero absolut - nu rece, Diesel a fost invers. El a crescut temperatura maximă, care a început să comprima combustibil la valori transcendente la acel moment. Motor au dovedit cu eficiență foarte mare, dar a lucrat inițial pe kerosen. Primele prototipuri ale lui Rudolf construit în anul 1893 și numai la începutul secolului al XX-lea a trecut la alte tipuri de combustibil, inclusiv motorină.