Teemad:
- Atkinson-Milleri tsükkel
- Atkinsoni-Milleri tsükli päritolu
Atkinson-Milleri tsükkel:
Kõrge surveastmega mootorid suudavad anda palju võimsust. Mootori madalal koormusel (osakoormus) on mootor aga ebaefektiivne: isegi madalatel koormustel tekib kolvi kohale kõrge rõhk, mis põhjustab ebaefektiivsust ja on seetõttu sel juhul ebasoovitav. Osalise koormuse ja suurema surveastmega kõrge efektiivsuse saavutamiseks rakendavad mõned tootjad Atkinson-Milleri põhimõtet. Nimed Atkinson ja Miller on mõnikord segaduses ja valesti paigutatud. Järgmises peatükis selgitatakse nende leiutiste erinevusi ja sarnasusi.
Atkinson-Milleri põhimõttel hoitakse sisselaskeklappi survetakti ajal osakoormusel (umbes 20–30 väntvõlli kraadi) kauem lahti: sisselaskeõhk voolab osaliselt tagasi sisselaskekollektorisse. Õhuhulk kolvi kohal pärast sisselaskeklapi sulgemist on palju väiksem kui mootorites, kus sisselaskeklapp sulgub sisselasketakti lõpus. Väiksema õhuhulga korral kolvi kohal on vaja vähem õhku kokku suruda (vähem vastujõudu survetakti ajal). Sissepritsetav kütusekogus on nüüd samuti väiksem: vähem õhku tähendab ka vähem kütust.
Sisselaskeklapi hilisema sulgemise tagajärjeks on madalam täitetase. See toimub mootori võimsuse arvelt, kuid soodustab üldist põlemist. Atkinson-Milleri tsükkel sobib ideaalselt hübriidsõidukitele, sest sisepõlemismootor ei ole enam ainus jõuallikas, vaid seda toetab elektrimootor või täidab see ainult aku laadimist (seeria hübriid). Lisaks võib klapi ajastuse muutmine muudes töötingimustes peale osalise koormuse sisselaskeklapi ajastust edasi lükata.
Paljud tootjad rakendavad oma hübriidautode sisepõlemismootorite puhul Atkinson-Milleri põhimõtet. Need on peamiselt Korea ja Jaapani tootjad: Hyundai, Honda ja Kia.
Allolevatel piltidel on Atkinsoni põhimõttel töötava mootori kõrval tavalise bensiinimootori indikaatorite diagramm ja PV diagramm. Kuna Atkinsoni printsiibi puhul algab õhu kokkusurumine alles hiljem kompressioonitaktis, kajastub see nendes diagrammides. Kompressioonikao vähendamine suurendab termilist efektiivsust.
Atkinsoni-Milleri tsükli päritolu:
Eelmises osas käsitlesime Atkinsoni-Milleri tsükli rakendamist. Kirjanduses on Atkinsoni ja Milleri tehnikate nimetused sageli kombineeritud, kuigi need olid kaks erinevat leiutist, millel oli sama eesmärk. Allpool kirjeldatakse Atkinsoni ja Milleri põhimõtete ajalugu.
Atkinson: James Atkinson (Suurbritannia, 1882) töötas oma leiutise kallal, kus ta sai suurendada kolbmootori efektiivsust, suurendades võimsust. Keerulise varraste ja õõtsumismehhanismidega süsteemi abil võiks jõutakti kolvikäik olla suurem kui sisselaskekäigul.
Animatsioon näitab tuntud neljataktilise protsessi nelja lööki:
- sissevõtu insult (sissevõtt, ansaugen)
- survekäik
- jõulöök (laienemine, tööjõud)
- väljalaskekäik (heitgaas, ausstossen)
Atkinsoni mootorit tol ajal edasi ei arendatud, kuna disain oli tol ajal liiga keeruline ja võimsuskadu oli liiga suur.
Mölder: Ralph Miller (Ameerika Ühendriigid, 1947) töötas välja tehnika, mille puhul sisselaskeklapp sulgub hiljem, et vähendada lõplikku surverõhku (vt eelmist peatükki). Klapi ajastuse muutmisega saavutatakse sama eesmärk, mis Atkinsoni põhimõttega: piirata survetakti mehaanilist energiakadu väiksema õhuga. Erinevus Atkinsoni ja Milleri põhimõtete vahel seisneb selles, et Atkinson teeb füüsiliselt erinevaid surve- ja jõulööke ning sisselaskeklapi ajastuse väljumisega Miller saavutab sama termodünaamilise tulemuse.
Seotud leht:
