КАК ОБОЙТИСЬ БЕЗ ДРОССЕЛЯ
ТЕХНИКА
Движки
КАК ОБОЙТИСЬ БЕЗ ДРОССЕЛЯ
Теоретик без упрочнений нарисует пара дюжин принципно возможных термодинамических циклов. Но лишь немногие из их сыграли хоть какую-то роль
в более чем столетний истории ДВС.
Анатолий ДМИТРИЕВСКИЙ
Начать придется с самого начала, а конкретно с того известного факта, что дроссельная заслонка — далековато не наилучший способ регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания. Представьте для себя: воздушное пространство проходит фильтр — и упирается в заслонку, которая на режимах частичных нагрузoк прикрыта. За заслонкой — разрежение, и именно на преодоление данной ступени давления движку приходится расходовать приметную часть мощности.
Пониженное давление перед поршнем тормозит его перемещение в протяжении всего такта всасывания, заставляя растрачивать излишний бензин.
Говоря в одном из прошлых номеров о способах управления клапанами, мы уже касались данной трудности, но сейчас поглядим на нее пара шире. В обыденных движках (как сказал бы германец, моторах Отто) инженеры чего лишь не делают для улучшения заполнения цилиндров. В арсенале их средств — и настроенный впуск с регулируемой длиной впускного канала, и управляемые фазы газораспределения.
Но, присмотревшись, увидим — да и то, и второе в самом деле превосходно лишь при стопроцентно открытой дроссельной заслонке. На любом частичном режиме воздушное пространство опять проходит через неширокую щель, теряя энергию. Отчего все эти неудачи?
В случае если коротко — оттого, что при мелкий нагрузке нам нужно поместить в цилиндр меньше консистенции. К слову, в забугорной научной литературе видится термин настоящая степень сжатия — вторыми словами отношение количества консистенции, попавшей в цилиндр (поточнее, количества, что она имела бы при атмосферном давлении), к количеству камеры сгорания. Итак, цель — понизить при малой нагрузке настоящую степень сжатия.
Дроссельная заслонка это всецело разрешает, но в качестве платы за услугу отбирает и некую мощность, заставляя растрачивать горючее на саму возможность регулирования!
Понятное дело, неувязка попала в поле зрения конструкторов не день назад. И уже много лет вспять показались 1-ые ответа — предлагалось в большенном спектре нагрузок отрешиться от дросселя. Два варианта воплощения данной идеи мы сейчас и рассмотрим.
Сходу отметим — оба они подразумевают изменение времени закрытия впускного клапана. Возможно, конечно, поменять высоту его подъема, но это не только только тяжело на техническом уровне, да и переносит делему с заслонки на клапан: воздушный поток спотыкался бы уже тут.
Попытаемся поэкспериментировать с течением времени закрытия. Допустим, мы разрешили войти в цилиндр соответственное нагрузке количество консистенции, и — закрыли клапан за долгое время до НМТ (в отличие от обыденных движков, где это происходит по окончании нижней мертвой точки). Что случится в цилиндре? Поршень продолжит перемещение вниз, заставляя смесь расширяться и, конечно, испытывая однако определенное сопротивление.
Но эта энергия не пропадет бесплатно — как вы, быть может, не забывайте из школьной физики, при расширении температура газов понижается. Отечественная смесь — не исключение, и исходя из этого она охлаждается, заодно отбирая тепло у более жарких частей камеры сгорания. А это — эффект необходимый, он понижает риск калильного зажигания и детонации.
Одновременно с этим при впуске перед клапаном у нас — давление, близкое к атмосферному (или давление наддува, но об этом позднее), вторыми словами части потерь на газообмен мы счастливо избегаем.
Схема этого цикла была создана пара 10-ов годов назад, по имени 1-го из создателей он взял имя цикла Миллера. Но с воплощением в металле вышла задержка — так как поменять в широких границах время закрытия клапана в ту пору не умели. Тогда показалось огромное количество, как сказал бы врач, паллиативных ответов — с разными золотниками, призванными перекрывать впускной тракт до закрытия впускного клапана, фазы которого однако не изменялись.
У нас в НАМИ вели испытания с прыгающей заслонкой, в необходимые моменты отсекающей поток консистенции.
В скором будущем все почаще молвят о том, что цикл Миллера в особенности подходит для движков с наддувом — в их возможно, не меняя геометрическую степень сжатия, поддерживать настоящую степень сжатия на уровне, при котором опасность детонации мелка. И одновременно с этим дополнительно охлаждать смесь до такта сжатия.
Единственным серийным воплощением цикла Миллера на автомобилях(ну да и то с обмолвками) стал движок KJ, что Мазда устанавливает на некие собственные модели (Кседос, Юнос). Мотор, кстати, увлекательный — V6 с механическим нагнетателем Лисхольма, размещенным в развале блока. Вторых последователей пока не нашлось, и исходя из этого перейдем к второму возможному циклу, что взял имя Отто-Аткинсона.
В отличие от предшествующего варианта, где клапан запирался ранее, чем положено у Отто, рассмотрим второй принцип. Пускай поршень прошел такт впуска и направился к верхней мертвой точке, гоня в первых рядах себя попавшую в цилиндр смесь. Вот она уже выталкивается назад в коллектор… а мы все не закрываем впускной клапан, ожидая того момента, в то время, когда в цилиндре остается ровно столько консистенции, сколько необходимо по условиям нагрузки мотора.
В итоге, клапан закрыт — и лишь тут начинается сжатие оставшегося заряда. Как несложно заметить, тут, в отличие от цикла Миллера, поршень испытывает еще мельчайшее сопротивление — мы не растягиваем смесь, а лишь выталкиваем ее. Да и на техническом уровне воплотить данный цикл тяжелее — ни заслонки, ни золотники не посодействуют, стоит рассчитывать лишь на трансформацию фаз впускного клапана.
Все же на данный момент, в то время, когда фазы не смогут регулировать лишь самые отсталые авто компании, использование цикла Отто-Аткинсона стало возможным. Первой ласточкой здесь появлялась Тойота — двигатель внутреннего сгорания, установленный на гибридный Приус, трудится конкретно по этому циклу.
Оба варианта — Аткинсона и Миллера — роднит то, что в их настоящая степень сжатия на частичных режимах меньше степени расширения (которая, кстати, равна геометрической степени сжатия), и исходя из этого их относят к циклам с продолженным расширением. Вы возможно вспомните, что имеется и второй путь отказа от дроссельной заслонки — послойное смесеобразование и, как инструмент, конкретный впрыск бензина в цилиндры.
Такие движки уже выпустили Мицубиси и Тойота, вот-вот к ним присоединится Фольксваген. Не повторяя уже сказанного о схожих моторах (см. ЗР, 1998, № 7), увидим: в этот самый момент количество топливно-воздушной консистенции оказывается при мелких нагрузках меньше количества камеры сгорания, а другое место занимает воздушное пространство; меняя количество консистенции, мы и управляем движком.
Но при всех плюсах аналогичного метода отметим — чем больше воздуха в цилиндре, тем больше тепла он выносит с собой при такте выпуска. Это совсем не домысел создателя: на судовых дизелях (конечно, с конкретным впрыском и без всяких дросселей) довольно часто применяют цикл Миллера, понижая количество паразитного воздуха, прокачиваемого через цилиндр. Таким макаром, нельзя исключать, что, в случае если улучшение авто движков внутреннего сгорания продолжится, инженеры еще неоднократно обратятся к идеям Аткинсона и Миллера.
Разрез мотораМазда Кседос 9. Направьте внимание на нагнетатель Лисхольма в развале блока цилиндров. На кожухе мотора числится Миллер-Мотор.
Момент закрытия впускного клапана (на рисунке — 1-ые два такта 4-тактного цикла): а — в цикле Отто; б — в цикле Миллера; в — в цикле Отто-Аткинсона.
Агрегат Тойоты-Приус. Двигатель внутреннего сгорания трудится по циклу Аткинсона.
Случайные статьи:
Самодельная УФ лампа, запуск без штатного дросселя.
Статьи по теме:
-
НЕ КАЧАЕТ? ОБОЙДЕМСЯ МЫ И АВТОМОБИЛЬ Женский КЛУБ НЕ КАЧАЕТ? ОБОЙДЕМСЯ Отечественный домашний экипаж: муж — умелый автовладелец, супруга — недавно взяла…
-
«ЛИЦО» ОБОЙДЕТСЯ БЕЗ СКИДКИ – Ролики «Росгосстраха», что именуется, попали в собственную аудиторию, – комментирует результаты независящего изучения…
-
Диски тормозов обойтись без подмены
Проточить диски тормозов еще дешевле, чем купить новые. В особенности при известной сноровке и верном оборудовании. Восьмерят? Снимаем… Происхождение…