Atkinson, Miller, B döngüsü süreci: gerçekte ne anlama geliyor?
Içerik
VW motorlarındaki VTG turboşarjları aslında modifiye edilmiş dizel birimleridir.
Atkinson ve Miller döngüleri her zaman artan verimlilikle ilişkilendirilir, ancak genellikle aralarında hiçbir fark yoktur. Belki de mantıklı değil, çünkü her iki değişiklik de temel bir felsefeye dayanıyor - dört zamanlı bir benzinli motorda farklı sıkıştırma ve genleşme oranları yaratmak. Bu parametreler, geleneksel bir motorda geometrik olarak aynı olduğundan, benzin ünitesi, sıkıştırma oranının düşürülmesini gerektiren yakıt vuruntusu tehlikesinden muzdariptir. Bununla birlikte, herhangi bir yolla daha yüksek bir genleşme oranı elde edilebilirse, bu, genişleyen gazların enerjisinin daha yüksek bir düzeyde "sıkılması" ile sonuçlanacak ve motorun verimliliği artacaktır. Ne James Atkinson'ın ne de Ralph Miller'ın konseptlerini verimlilik arayışı içinde yaratmadıklarını belirtmek ilginçtir. 1887'de Atkinson, Otto'nun patentlerinden kaçınmayı amaçlayan birkaç öğeden (benzerlikler bugün Infiniti VC Turbo motorunda bulunabilir) oluşan patentli bir karmaşık krank mekanizması geliştirdi. Karmaşık kinematiğin sonucu, motorun bir devri sırasında dört zamanlı bir çevrimin ve sıkıştırma ve genleşme sırasında başka bir piston vuruşunun uygulanmasıdır. On yıllar sonra, bu süreç, emme valfini daha uzun bir süre açık tutarak ve neredeyse istisnasız olarak, Toyota'nınkiler gibi geleneksel hibrit aktarma organlarıyla (harici elektrik şarjı olasılığı olmadan) birlikte kullanılan motorlarda kullanılarak gerçekleştirilecektir. ve Honda. Orta ila yüksek hızlarda bu sorun değildir çünkü içeri giren akışın ataleti vardır ve piston geriye doğru hareket ederken dönüş havasını dengeler. Ancak düşük hızlarda bu, motorun dengesiz çalışmasına neden olur ve bu nedenle bu tür üniteler hibrit sistemlerle birleştirilir veya bu modlarda Atkinson döngüsünü kullanmaz. Bu nedenle, doğal emişli ve giriş valfleri geleneksel olarak Atkinson döngüsü olarak kabul edilir. Ancak bu tam olarak doğru değil çünkü valf açma aşamalarını kontrol ederek çeşitli derecelerde sıkıştırma ve genleşme gerçekleştirme fikri Ralph Miller'a ait ve 1956 yılında patenti alınmış. Bununla birlikte, fikri, daha fazla verimlilik elde etmeyi ve sıkıştırma oranını ve buna karşılık gelen uçak motorlarında düşük oktanlı yakıt kullanımını düşürmeyi amaçlamıyor. Miller, emme valfini daha erken (Erken Emme Valfi Kapanması, EIVC) veya daha sonra (Geç Emme Valfi Kapanması, LIVC) kapatmak ve ayrıca hava eksikliğini telafi etmek veya havanın emme manifolduna, kompresöre geri dönmesini sağlamak için sistemler tasarlar. kullanıldı.
"Miller döngüsü süreci" olarak tanımlanan daha sonraki bir asimetrik fazlı motorun Mercedes mühendisleri tarafından yaratıldığını ve W 12 spor otomobilinin 163 silindirli kompresör motorunda kullanıldığını belirtmek ilginçtir. 1939'dan beri. Ralph Miller testinin patentini almadan önce.
Miller döngüsünü kullanan ilk üretim modeli 6 Mazda Millenia KJ-ZEM V1994 idi. Giriş valfi daha sonra kapanır, havanın bir kısmını emme manifoldlarına geri döndürür, sıkıştırma oranı pratik olarak azalır ve havayı tutmak için bir Lysholm mekanik kompresör kullanılır. Böylece, genişleme oranı sıkıştırma oranından yüzde 15 daha büyüktür. Pistondan kompresöre hava sıkıştırmasının neden olduğu kayıplar, motorun geliştirilmiş nihai verimliliği ile dengelenir.
Çok geç ve çok erken kapatma stratejilerinin farklı modlarda farklı avantajları vardır. Düşük yüklerde, daha sonra kapatmak, daha geniş bir gaz kelebeği valfi sağlama ve daha iyi türbülans sağlama avantajına sahiptir. Yük arttıkça, avantaj daha erken kapanmaya doğru kayar. Bununla birlikte ikincisi, yetersiz doldurma süresi ve valften önce ve sonra yüksek basınç düşüşü nedeniyle yüksek hızlarda daha az etkili hale gelir.
Audi ve Volkswagen, Mazda ve Toyota
Şu anda, Audi ve Volkswagen tarafından yakın zamanda yeni 2.0 TSI'nin katıldığı 888 TFSI (EA 3 Gen 1.5b) ve 211 TSI (EA 1.0 Evo) cihazlarında benzer işlemler kullanılmaktadır. Bununla birlikte, valf daha erken kapandıktan sonra genleşen havanın soğutulduğu bir ön kapama giriş valfi teknolojisi kullanırlar. Audi ve VW, Ralph Miller'ın fikirlerini geliştiren ve bunları turboşarjlı motorlara uygulayan şirketin mühendisi Ralph Budak'tan yola çıkarak süreci B-döngüsü olarak adlandırıyor. 13:1 sıkıştırma oranıyla, gerçek oran yaklaşık 11,7:1'dir ve bu, pozitif ateşlemeli bir motor için başlı başına son derece yüksektir. Tüm bunlardaki ana rol, girdapları teşvik eden ve koşullara göre ayarlanan değişken faz ve stroklu karmaşık bir valf açma mekanizması tarafından oynanır. B çevrimli motorlarda enjeksiyon basıncı 250 bar'a yükseltilir. Mikrodenetleyiciler, yüksek yük altında B-prosesinden normal Otto döngüsüne geçişi ve faz değişiminin sorunsuz sürecini kontrol eder. Ayrıca 1,5 ve 1 litrelik motorlarda hızlı tepki veren değişken geometrili turboşarjlar kullanılıyor. Soğutulmuş önceden sıkıştırılmış hava, bir silindirde doğrudan güçlü sıkıştırmadan daha iyi sıcaklık koşulları sağlar. Porsche'nin daha güçlü modeller için kullanılan yüksek teknoloji ürünü BorgWarner VTG turboşarjlarının aksine, VW'nin aynı şirket tarafından oluşturulan değişken geometrili üniteleri, dizel motorlar için pratik olarak biraz değiştirilmiş türbinlerdir. Bu, şimdiye kadar açıklanan her şey nedeniyle, maksimum gaz sıcaklığının 880 dereceyi geçmemesi, yani yüksek verimliliğin bir göstergesi olan dizel motorunkinden biraz daha yüksek olması nedeniyle mümkündür.
Japon şirketleri terminolojinin standardizasyonunu daha da karıştırıyor. Diğer Mazda Skyactiv benzinli motorlardan farklı olarak, Skyactiv G 2.5 T turboşarjlıdır ve Miller döngüsünde çok çeşitli yük ve devirlerde çalışır, ancak Mazda ayrıca doğal emişli Skyactiv G ünitelerinin çalıştığı bir döngüye neden olur.Toyota 1.2 D4 kullanır -T (8NR-FTS) ve 2.0 D4-T (8AR-FTS) turbo motorlarında, ancak Mazda ise hibrit ve yeni nesil Dynamic Force modelleri için tüm doğal emişli motorları için aynı olarak tanımlıyor. . "Atkinson döngüsü üzerinde çalışma" olarak atmosferik dolgu ile. Her durumda, teknik felsefe aynıdır.
