Temos:
- Atkinsono-Millerio ciklas
- Atkinsono ir Millerio ciklo ištakos
Atkinsono ir Millerio ciklas:
Varikliai su dideliu suspaudimo laipsniu gali tiekti daug galios. Tačiau esant mažoms variklio apkrovoms (dalinei apkrovai) variklis yra neefektyvus: net ir esant mažoms apkrovoms virš stūmoklio susidaro aukštas slėgis, kuris sukelia neefektyvumą, todėl tokiu atveju nepageidautinas. Siekdami pasiekti aukštą efektyvumą esant dalinei apkrovai ir didesniam suspaudimo laipsniui, kai kurie gamintojai taiko Atkinson-Miller principą. Atkinsono ir Millerio vardai kartais painiojami ir klaidingi. Kitame skyriuje paaiškinami šių išradimų skirtumai ir panašumai.
Taikant Atkinson-Miller principą, suspaudimo takto metu esant dalinei apkrovai (maždaug 20–30 alkūninio veleno laipsnių) įsiurbimo vožtuvas išlaikomas atidarytas ilgiau: įsiurbiamasis oras iš dalies grįžta atgal į įsiurbimo kolektorių. Oro kiekis virš stūmoklio uždarius įsiurbimo vožtuvą yra daug mažesnis nei varikliuose, kuriuose įsiurbimo vožtuvas užsidaro pasibaigus įsiurbimo taktui. Esant mažesniam oro kiekiui virš stūmoklio, reikia suspausti mažiau oro (mažiau priešingos jėgos suspaudimo takto metu). Įpurškiamo kuro kiekis dabar taip pat mažesnis: mažiau oro reiškia ir mažiau degalų.
Vėlesnio įleidimo vožtuvo uždarymo pasekmė yra mažesnis užpildymo lygis. Tai daroma variklio galios sąskaita, tačiau naudinga bendram degimui. Atkinson-Miller ciklas idealiai tinka hibridinėms transporto priemonėms, nes vidaus degimo variklis nebėra vienintelis energijos šaltinis, jį palaiko elektros variklis arba tik įkrauna akumuliatorių (serijinis hibridas). Be to, pakeitus vožtuvo laiką esant kitokioms darbo sąlygoms nei dalinė apkrova, gali paspartėti įsiurbimo vožtuvo laikas.
Nemažai gamintojų savo hibridinių automobilių vidaus degimo varikliams taiko Atkinson-Miller principą. Tai daugiausia Korėjos ir Japonijos gamintojai: Hyundai, Honda ir Kia.
Toliau pateiktuose paveikslėliuose parodyta įprasto benzininio variklio indikatorių diagrama ir PV diagrama šalia Atkinsono principo variklio. Kadangi taikant Atkinsono principą, oro suspaudimas prasideda tik vėliau suspaudimo taktu, tai atsispindi šiose diagramose. Suspaudimo nuostolių sumažinimas padidina šiluminį efektyvumą.
Atkinsono ir Millerio ciklo kilmė:
Ankstesniame skyriuje aptarėme Atkinsono-Miller ciklo taikymą. Literatūroje Atkinsono ir Millerio technikų pavadinimai dažnai derinami, nors tai buvo du atskiri išradimai, turintys tą patį tikslą. Atkinsono ir Millerio principų istorija aprašyta toliau.
Atkinsono: Jamesas Atkinsonas (Didžioji Britanija, 1882 m.) dirbo prie savo išradimo, kur jis galėjo padidinti stūmoklinio variklio efektyvumą padidindamas galios taktą. Naudojant sudėtingą sistemą su strypais ir siūbavimo mechanizmais, galios eigos stūmoklio eiga gali būti didesnė nei įsiurbimo eiga.
Animacija rodo keturis smūgius gerai žinomo keturtakčio proceso metu:
- įsiurbimo insultas (įsiurbimas, ansaugenas)
- suspaudimo eiga
- jėgos smūgis (išsiplėtimas, darbas)
- išmetimo eiga (išmetimo, ausstossen)
Atkinsono variklis tuo metu nebuvo toliau tobulinamas, nes dizainas tuo metu buvo per sudėtingas ir buvo per daug galios nuostolių.
Malūnininkas: Ralphas Milleris (Jungtinės Valstijos, 1947) sukūrė techniką, pagal kurią įsiurbimo vožtuvas užsidaro vėliau, kad sumažintų galutinį suspaudimo slėgį (žr. ankstesnį skyrių). Pakeitus vožtuvo laiką, pasiekiamas tas pats tikslas, kaip ir naudojant Atkinsono principą: apriboti mechaninius energijos nuostolius suspaudimo takte naudojant mažiau oro. Skirtumas tarp Atkinsono ir Millerio principų yra tas, kad Atkinsonas daro fiziškai skirtingus suspaudimo ir galios smūgius, o Miller su įsiurbimo vožtuvo išėjimo laiku pasiekia tą patį termodinaminį rezultatą.
Susijęs puslapis:
