מחזור אטקינסון בפועל. מנוע מחזור אטקינסון

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:07

ICE היו בשימוש במכוניות כבר מאה שנה. באופן כללי, עקרון הפעולה שלהם לא עבר שינויים גדולים מאז תחילת הייצור. אבל מכיוון שלמנוע זה יש מספר רב של חסרונות, המהנדסים לא מפסיקים להמציא חידושים לשיפור המנוע. נפנה לאחד מהם, שנקרא מחזור אטקינסון. היום אפשר לשמוע שהוא משמש בחלק מהמכונות. אבל מה זה ואיך המנוע משתפר איתו?

מחזור אטקינסון

ניקולאוס אוטו, מהנדס מגרמניה, הציע ב-1876 מחזור המורכב מ:

• inlet;
• compression;
• stroke;
• release.

ועשור לאחר מכן, הממציא האנגלי ג'יימס אטקינסון פיתח אותו. עם זאת, לאחר שהבנו את הפרטים, אנו יכולים לקרוא למחזור אטקינסון מקורי לחלוטין.

מנועי בעירה פנימית שונים מבחינה איכותית. אחרי הכל, לגל הארכובה יש נקודות הרכבה מפוזרות, כך שאיבוד אנרגיית החיכוך מצטמצם ויחס הדחיסה גדל.

יש לו גם שלבי חלוקת גז אחרים. במנוע רגיל, הבוכנה נסגרת מיד לאחר שעוברת מרכז מת. למחזור אטקינסון יש תכנית אחרת. כאן, המהלך ארוך יותר באופן משמעותי, מכיוון שהשסתום נסגר רק במחצית הבוכנה למרכז המת העליון (שם, לפי אוטו, הדחיסה כבר מתרחשת).

באופן תיאורטי, מחזור אטקינסון יעיל בערך בעשרה אחוזים מאוטו. עם זאת, במשך זמן רב לא נעשה בו שימוש בפועל בשל העובדה שהוא מסוגל לתפקד במצב הפעלה רק במהירויות גבוהות. בנוסף, יש צורך במגדש-על מכני, שבאמצעותו כל זה נקרא לפעמים "מחזור אטקינסון-מילר". אולם התברר שאיתו אבדו היתרונות של הפיתוח המדובר.

לכן, במכוניות נוסעים, מחזור אטקינסון כזה כמעט ולא היה בשימוש בפועל. אבל בדגמים היברידיים, כמו טויוטה פריוס, היצרנים החלו להשתמש בו אפילו בסדרות. הדבר התאפשר עקב פעולתם הספציפית של סוגי מנועים אלו: במהירות נמוכה, המכונית נעה עקב מתיחה חשמלית ורק בזמן האצה היא עוברת ליחידת בנזין.

הפצת גז

למנוע המחזור הראשון של אטקינסון היה מנגנון חלוקת גז מגושם שעשה הרבה רעש. אך כאשר, הודות לגילויו של צ'ארלס נייט האמריקאי, במקום השסתומים המופעלים הרגילים, הם החלו להשתמש בסלילים מיוחדים בצורת זוג שרוולים שהיו מסודרים בין הצילינדר לבוכנה, המנוע כמעט הפסיק להרעיש. עם זאת, המורכבותהעיצוב שנעשה בו שימוש היה יקר למדי, אבל במותגי רכב יוקרתיים, בעלי רכב היו מוכנים לשלם עבור נוחות כזו.

עם זאת, כבר בשנות השלושים נזנח שיפור כזה, כי המנועים היו קצרי מועד, וצריכת הבנזין והנפט הייתה גבוהה מדי.

פיתוחי מנוע בכיוון הזה ידועים גם היום - אולי מהנדסים יצליחו להיפטר מהחסרונות של דגם צ'ארלס נייט ולנצל את היתרונות.

מודל אוניברסלי של העתיד

כיום, יצרנים רבים מפתחים מנועים אוניברסליים, שישלבו את הכוח של יחידות בנזין, ומשיכה ויעילות מצוינים של מנועי דיזל.

בהקשר זה, העובדה שיחידות בנזין עם הזרקת דלק ישירה הגיעו ליחס דחיסה גבוה של כשלוש עשרה עד ארבע עשרה יחידות (עבור מנועי דיזל רמה זו היא קצת יותר משבע עשרה עד תשע עשרה) מוכיחה צעדים מוצלחים בזה כיוון. הם אפילו פועלים באותו אופן כמו יחידות הצתה דחיסה. יש להעלות באש מלאכותית רק את תערובת העבודה באמצעות נר.

במודלים ניסיוניים, הדחיסה גבוהה אף יותר - עד חמש עשרה או שש עשרה יחידות. אבל עד להצתה עצמית, הרמה לא מגיעה. במקום זאת, המצת נכבה במהלך תנועה יציבה, מה שמאפשר למנוע לעבור למצב דמוי דיזל ולצרוך פחות דלק.

בעירה נשלטת על ידי אלקטרוניקה, מבצעת התאמות בהתאם לנסיבות חיצוניות.

המפתחים טוענים זאתהמנוע הזה חסכוני מאוד. עם זאת, לא נעשה מספיק מחקר לייצור המוני.

יחס דחיסה משתנה

המחוון חשוב מאוד. אחרי הכל, כוח, יעילות וחסכון תלויים ישירות ביחס דחיסה גבוה. מטבע הדברים, לא ניתן להגדיל אותו ללא הגבלה. לכן, מזה זמן מה, הפיתוח נעצר. אחרת, היה סיכון של פיצוץ, שעלול להוביל לנזק למנוע.

מחוון זה בא לידי ביטוי במיוחד במנועים מוגדשים. הרי הם מתחממים חזק יותר, ולכן אחוז ההסתברות לפיצוץ גבוה בהרבה כאן. לכן, לפעמים יש להפחית את יחס הדחיסה, מה שכמובן מפחית את יעילות המנוע.

באופן אידיאלי, יחס הדחיסה אמור להשתנות בצורה חלקה בהתאם למצב הפעולה והעומס. היו הרבה פיתוחים, אבל כולם מסובכים ויקרים מדי.

Saab אגדי

את התוצאות הטובות ביותר השיגה סאאב כאשר בשנת 2000 היא הוציאה מנוע חמישה צילינדרים, אשר בנפח 1.6 ליטר הפיק כמאתיים עשרים וחמישה סוסים. ההישג הזה עדיין נראה מדהים היום.

המנוע מחולק לשניים, כאשר החלקים מחוברים זה לזה בצורה ציר. גל הארכובה, מוטות החיבור והבוכנות ממוקמים מתחת, והגלילים עם הראשים ממוקמים בחלק העליון. הכונן ההידראולי מסוגל להטות את המונובלוק עם צילינדרים וראשים, ולשנות את יחס הדחיסה כאשר מדחס הכונן מופעל. למרות כל היעילות,הפיתוח נאלץ להתעכב גם בגלל עלות הבנייה הגבוהה.

קל ונגיש יותר

לפיכך, אנו יכולים להסיק כי מנוע המחזור של אטקינסון מילא תפקיד משמעותי בשיפור מנגנון המנוע בעתיד. נראה ששיפורים, המבוססים זה על זה, יובילו סוף סוף את מנוע הבעירה הפנימית למצב הפעולה האופטימלי.