Ատկինսոնի ցիկլը գործնականում: Ատկինսոնի ցիկլի շարժիչ

2024 Հեղինակ: Erin Ralphs | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-02-19 17:01

ICE-ն օգտագործվում է մեքենաներում արդեն մեկ դար։ Ընդհանուր առմամբ, դրանց գործունեության սկզբունքը արտադրության սկզբից ի վեր մեծ փոփոխություններ չի կրել։ Բայց քանի որ այս շարժիչն ունի մեծ թվով թերություններ, ինժեներները չեն դադարում նորարարություններ հորինել շարժիչը բարելավելու համար: Անդրադառնանք դրանցից մեկին, որը կոչվում է Աթկինսոնի ցիկլ։ Այսօր դուք կարող եք լսել, որ այն օգտագործվում է որոշ մեքենաներում: Բայց ի՞նչ է դա և ինչպե՞ս է շարժիչն ավելի լավանում դրա հետ:

Ատկինսոնի ցիկլ

Նիկոլաուս Օտտոն՝ գերմանացի ինժեներ, 1876 թվականին առաջարկել է ցիկլ, որը բաղկացած է.

• մուտք;
• սեղմում;
• ինսուլտ;
• թողարկում.

Եվ մեկ տասնամյակ անց անգլիացի գյուտարար Ջեյմս Աթկինսոնը մշակեց այն: Այնուամենայնիվ, հասկանալով մանրամասները, մենք կարող ենք Աթկինսոնի ցիկլը անվանել ամբողջովին օրիգինալ:

Ներքին այրման շարժիչները որակապես տարբեր են. Ի վերջո, ծնկաձև լիսեռն ունի մոնտաժային կետեր, այնպես որ շփման էներգիայի կորուստը կրճատվում է և սեղմման գործակիցը մեծանում է:

Ունի նաև գազի բաշխման այլ փուլեր։ Սովորական շարժիչի վրա մխոցը փակվում է մեռյալ կետն անցնելուց անմիջապես հետո: Ատկինսոնի ցիկլը այլ սխեմա ունի. Այստեղ հարվածը զգալիորեն ավելի երկար է, քանի որ փականը փակվում է մխոցից մինչև վերին մեռյալ կետը (որտեղ, ըստ Օտտոյի, արդեն սեղմում է տեղի ունենում):

Տեսականորեն Աթկինսոնի ցիկլը մոտ տասը տոկոսով ավելի արդյունավետ է, քան Օտտոն: Այնուամենայնիվ, երկար ժամանակ այն գործնականում չէր օգտագործվում, քանի որ այն ի վիճակի է գործել աշխատանքային ռեժիմում միայն բարձր արագությամբ: Բացի այդ, անհրաժեշտ է մեխանիկական լիցքավորիչ, որի հետ այս ամենը երբեմն անվանում են «Ատկինսոն-Միլլեր ցիկլ»: Սակայն պարզվեց, որ նրա հետ խնդրո առարկա զարգացման առավելությունները կորել են։

Հետևաբար, մարդատար մեքենաներում նման Աթկինսոնի ցիկլը գործնականում գրեթե երբեք չի օգտագործվել: Բայց հիբրիդային մոդելներում, ինչպես Toyota Prius-ը, արտադրողները սկսեցին օգտագործել այն նույնիսկ շարքերում: Դա հնարավոր է դարձել այս տեսակի շարժիչների հատուկ աշխատանքի շնորհիվ՝ ցածր արագությամբ մեքենան շարժվում է էլեկտրական ձգման պատճառով և միայն արագացման ժամանակ է այն անցնում բենզինային ագրեգատի։

Գազաբաշխում

Ատկինսոնի ցիկլի առաջին շարժիչն ուներ գազի բաշխման ծավալուն մեխանիզմ, որը մեծ աղմուկ էր բարձրացնում: Բայց երբ ամերիկացի Չարլզ Նայթի հայտնագործության շնորհիվ, սովորական գործարկվող փականների փոխարեն, նրանք սկսեցին օգտագործել հատուկ գուլպաներ՝ զույգ թևերի տեսքով, որոնք դասավորված էին մխոցի և մխոցի միջև, շարժիչը գրեթե դադարեց աղմուկ բարձրացնել:. Այնուամենայնիվ, բարդությունըՕգտագործված դիզայնը բավականին թանկ էր, բայց հեղինակավոր ավտոմեքենաների ապրանքանիշերում մեքենաների սեփականատերերը պատրաստ էին վճարել նման հարմարության համար:

Սակայն արդեն երեսունականներին նման բարելավումը լքվեց, քանի որ շարժիչները կարճատև էին, իսկ բենզինի և նավթի սպառումը չափազանց մեծ էր։

Շարժիչի զարգացումները այս ուղղությամբ հայտնի են նույնիսկ այսօր. գուցե ինժեներները կարողանան ձերբազատվել Charles Knight մոդելի թերություններից և օգտվել առավելություններից:

Ապագայի համընդհանուր մոդել

Ներկայումս շատ արտադրողներ մշակում են ունիվերսալ շարժիչներ, որոնք կմիավորեն բենզինային ագրեգատների հզորությունը և դիզելային շարժիչների հիանալի քարշակությունն ու արդյունավետությունը:

Այս առումով, այն փաստը, որ վառելիքի ուղղակի ներարկումով բենզինային ագրեգատները հասել են սեղմման բարձր հարաբերակցության՝ մոտ տասներեքից տասնչորս միավոր (դիզելային շարժիչների համար այս մակարդակը տասնյոթից տասնինը մի փոքր ավելի է), ապացուցում է հաջող քայլերը այս հարցում: ուղղությունը։ Նրանք նույնիսկ գործում են այնպես, ինչպես սեղմման բռնկման միավորները: Միայն աշխատանքային խառնուրդը պետք է արհեստականորեն մոմով վառել։

Փորձնական մոդելներում սեղմումն ավելի բարձր է՝ մինչև տասնհինգ կամ տասնվեց միավոր: Բայց մինչև ինքնաբռնկումը մակարդակը չի հասնում։ Փոխարենը, մոմը անջատվում է կայուն շարժման ժամանակ՝ թույլ տալով շարժիչին անցնել դիզելային ռեժիմի և ավելի քիչ վառելիք ծախսել։

Այրումը կառավարվում է էլեկտրոնիկայի միջոցով՝ կատարելով ճշգրտումներ՝ կախված արտաքին հանգամանքներից:

Այդ մասին պնդում են մշակողներըայս շարժիչը շատ խնայող է: Այնուամենայնիվ, զանգվածային արտադրության համար բավարար հետազոտություններ չեն արվել։

Փոփոխական սեղմման հարաբերակցություն

Ցուցանիշը շատ կարևոր է. Ի վերջո, հզորությունը, արդյունավետությունը և տնտեսությունը ուղղակիորեն կախված են սեղմման բարձր գործակիցից: Բնականաբար, այն չի կարող անվերջ ավելացվել։ Հետեւաբար, արդեն որոշ ժամանակ է՝ զարգացումը կանգ է առել։ Հակառակ դեպքում կար պայթյունի վտանգ, որը կարող է հանգեցնել շարժիչի վնասման։

Այս ցուցանիշը հատկապես արտացոլված է գերլիցքավորվող շարժիչներում: Չէ՞ որ դրանք ավելի ուժեղ են տաքանում, և հետևաբար այստեղ պայթելու հավանականության տոկոսը շատ ավելի մեծ է։ Հետեւաբար, սեղմման գործակիցը երբեմն պետք է կրճատվի, ինչը, իհարկե, նվազեցնում է շարժիչի արդյունավետությունը:

Իդեալում, սեղմման հարաբերակցությունը պետք է սահուն փոխվի՝ կախված գործառնական ռեժիմից և բեռից: Շատ զարգացումներ եղան, բայց դրանք բոլորը չափազանց բարդ և թանկ են:

Լեգենդար Saab

Լավագույն արդյունքների հասավ Saab-ը, երբ 2000 թվականին թողարկեց հինգ մխոցանի շարժիչը, որը 1,6 լիտր ծավալով արտադրում էր մոտ երկու հարյուր քսանհինգ ձի։ Այս ձեռքբերումն այսօր էլ անհավանական է թվում։

Շարժիչը բաժանված է երկու մասի, որտեղ մասերը միացված են իրար կախովի ձևով։ Ծնկաձողերը, միացնող ձողերը և մխոցները գտնվում են ներքևում, իսկ գլխիկներով բալոնները՝ վերևում: Հիդրավլիկ շարժիչը կարող է թեքել մոնոբլոկը բալոններով և գլխիկներով՝ փոխելով սեղմման գործակիցը, երբ շարժիչի կոմպրեսորը միացված է: Չնայած ամբողջ արդյունավետությանը,մշակումը նույնպես պետք է հետաձգվեր շինարարության բարձր արժեքի պատճառով։

Ավելի հեշտ և հասանելի

Այսպիսով, մենք կարող ենք եզրակացնել, որ Ատկինսոնի ցիկլի շարժիչը զգալի դեր է խաղացել ապագայում շարժիչի մեխանիզմի կատարելագործման գործում: Թվում է, թե մեկը մյուսի վրա հիմնված բարելավումները վերջապես ներքին այրման շարժիչը կբերեն աշխատանքի օպտիմալ ռեժիմի։