Mühərrik. Otto və Atkinson dövrləri arasındakı fərqlər
Artıq bir müddətdir ki, "Atkinson iqtisadiyyat dövrü mühərriki" termini getdikcə daha çox yayılmışdır. Bu dövr nədir və niyə yanacaq sərfiyyatını azaldır?
Bu gün ən çox yayılmış dörd vuruşlu benzin mühərrikləri XNUMX əsrin sonunda ilk uğurlu pistonlu daxili yanma mühərriklərindən birinin dizayneri olan Alman ixtiraçısı Nikolaus Otto tərəfindən hazırlanmış Otto dövrü adlanan dövrədə işləyir. Bu dövrün mahiyyəti krank şaftının iki inqilabında yerinə yetirilən dörd vuruşdan ibarətdir: suqəbuledici vuruş, sıxılma vuruşu, iş vuruşu və işlənmiş vuruş.
Suqəbuledici vuruşun başlanğıcında, suqəbuledici klapan açılır, bunun vasitəsilə hava-yanacaq qarışığı pistonu geri çəkərək suqəbuledici manifolddan daxil olur. Sıxılma vuruşunun başlamazdan əvvəl, suqəbuledici klapan bağlanır və başlığa qayıdan piston qarışığı sıxır. Piston pik vəziyyətinə çatdıqda, qarışıq elektrik qığılcımı ilə alovlanır. Yaranan isti egzoz qazları genişlənir və pistonu itələyir, enerjisini ona ötürür və piston başdan mümkün qədər uzaqlaşdıqda, egzoz klapan açılır. Egzoz vuruşu geri dönmə pistonunun işlənmiş qazları silindrdən və egzoz manifolduna itələməsi ilə başlayır.
Təəssüf ki, işlənmiş qazlardakı enerjinin hamısı güc vuruşu zamanı pistonu itələmək üçün istifadə edilmir (və birləşdirici çubuq vasitəsilə krank mili fırlatmaq üçün). Ekshalasiya vuruşunun başlanğıcında ekshalasiya klapan açıldığında onlar hələ də yüksək təzyiq altındadırlar. Bu barədə səsboğucu sınmış avtomobilin səsini eşidəndə öyrənə bilərik - bu, enerjinin havaya buraxılması nəticəsində yaranır. Bu səbəbdən ənənəvi benzin mühərrikləri yalnız təxminən 35 faiz səmərəlidir. Əgər iş vuruşunda pistonun vuruşunu artırmaq və bu enerjidən istifadə etmək mümkün olsaydı ...
Bu ideya ingilis ixtiraçısı Ceyms Atkinsona gəldi. 1882-ci ildə o, pistonları krank mili ilə birləşdirən mürəkkəb itələyicilər sistemi sayəsində güc vuruşunun sıxılma vuruşundan daha uzun olduğu bir mühərrik dizayn etdi. Nəticədə, egzoz vuruşunun başlanğıcında, işlənmiş qazların təzyiqi demək olar ki, atmosfer təzyiqinə bərabər idi və onların enerjisi tam istifadə edilmişdir.
Redaktorlar tövsiyə edir:
Plitələr. Sürücülər inqilabı gözləyir?
Qış sürməyin evdə hazırlanmış üsulları
Az pul üçün etibarlı körpə
Bəs niyə Atkinsonun ideyası daha geniş istifadə olunmur və nə üçün daxili yanma mühərrikləri bir əsrdən artıqdır ki, daha az səmərəli Otto dövrəsindən istifadə edir? Bunun iki səbəbi var: biri Atkinson mühərrikinin mürəkkəbliyi, digəri - və daha da əhəmiyyətlisi - yerdəyişmə qurğusundan nə qədər az güc alır.
Bununla belə, yanacaq sərfiyyatına və motorizasiyanın ətraf mühitə təsirinə getdikcə daha çox diqqət yetirildiyi üçün Atkinson mühərrikinin yüksək səmərəliliyi, xüsusən də orta sürətlərdə yadda qaldı. Onun konsepti, xüsusilə işə başlayan və sürətlənən zaman elektrik mühərrikinin güc çatışmazlığını kompensasiya etdiyi hibrid avtomobillərdə əla həll yolu olduğunu sübut etdi.
Məhz buna görə modifikasiya edilmiş Atkinson dövrü mühərriki ilk kütləvi istehsal edilən hibrid avtomobil Toyota Prius-da, sonra isə bütün digər Toyota və Lexus hibridlərində istifadə edilmişdir.
Dəyişdirilmiş Atkinson dövrü nədir? Bu ağıllı həll Toyota mühərrikini adi dörd vuruşlu mühərriklərin klassik, sadə dizaynını saxlamağa məcbur etdi və piston hər vuruşda eyni məsafəni qət edir, effektiv vuruş sıxılma vuruşundan daha uzun olur.
Əslində, fərqli bir şəkildə söyləmək lazımdır: effektiv sıxılma dövrü iş dövründən daha qısadır. Bu, sıxılma vuruşunun başlamasından qısa müddət sonra bağlanan suqəbuledici klapanın bağlanmasını gecikdirməklə əldə edilir. Beləliklə, hava-yanacaq qarışığının bir hissəsi suqəbuledici manifolda qaytarılır. Bunun iki nəticəsi var: yandırıldıqda əmələ gələn egzoz qazlarının miqdarı daha azdır və egzoz vuruşu başlamazdan əvvəl tam genişlənə bilir, bütün enerjini pistona köçürür və daha az qarışığı sıxmaq üçün daha az enerji tələb olunur. daxili mühərrik itkilərini azaldır. Bu və digər həllərdən istifadə edərək, dördüncü nəsil Toyota Prius güc aqreqatı mühərriki əvvəllər yalnız dizel mühərriklərində mövcud olan 41 faizə qədər istilik səmərəliliyinə nail ola bildi.
Həllin gözəlliyi ondan ibarətdir ki, suqəbuledici klapanların bağlanmasında gecikmə böyük struktur dəyişiklikləri tələb etmir - klapan vaxtının dəyişdirilməsi üçün elektron idarə olunan mexanizmdən istifadə etmək kifayətdir.
Və əgər belədirsə, niyə əksinə olmasın? Yaxşı, əlbəttə; təbii olaraq! Dəyişən iş dövrü mühərrikləri bir müddətdir istehsal edilmişdir. Enerji tələbatı aşağı olduqda, məsələn, rahat yollarda sürərkən, mühərrik aşağı yanacaq sərfiyyatı üçün Atkinson dövrü ilə işləyir. Ən yaxşı performans tələb olunduqda - faralardan və ya ötmədən tutmuş - bütün mövcud dinamiklərdən istifadə edərək Otto dövrünə keçir. Bu 1,2 litrlik turbomühərrikli birbaşa püskürtmə mühərriki, məsələn, Toyota Auris və yeni Toyota C-HR şəhər yolsuzluq avtomobilində istifadə olunur. Eyni iki litrlik mühərrik Lexus IS 200t, GS 200t, NX 200t, RX 200t və RC 200t-də istifadə olunur.
