ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

Двигатель Аткинсона, принцип работы, конструкция

Двигатель Аткинсона — это по существу двигатель, работающий по циклу Отто, но с измененным кривошипно-шатунным механизмом. В 1886 Двигатель был предложен английским инженером Джеймсом Аткинсоном для конкурирования с двигателем Отто, но не посягая ни на один из его патентов.

 

Особенность конструкция рычагов двигателя Аткинсона позволяет совершать все четыре хода поршня всего за один поворот коленчатого вала. Также данная конструкция делает ходы поршня разной длинны: ход поршня во время впуска и выпуска длинне, чем во время сжатия и расширения. Стоит заметить, что аннимированная иллюстрация показывает не оригинальный двигатель, поскольку в оригинальном двигателе Аткинсона ход поршня во время расширения был сделан длиннее чем во время впуска.

Еще одна из особенностей двигателя в том, что кулочки газораспределения (открытия и закрытия клапанов) расположены прямо на коленчатом валу.

Это в свою очередь устраняет потребность отдельной установки распедилительного вала.

В XIX веке двигатель распространения не получил из-за сложной механики. В XXI веке двигатель Аткинсона с компьютерным регулированием времён тактов применяется, например, в автомобилях «Toyota Prius» и «Lexus HS 250h».

Цикл Аткинсона позволяет получить лучшие экологические показатели и экономичность, но требует высоких оборотов. На малых оборотах выдаёт сравнительно малый момент и может заглохнуть.

На Приусе особенно выгодно применение двигателя Аткинсона, так как на малых оборотах он не нагружается. Приус разгоняется электро-мотором, который выдаёт полный момент в широком диапазоне оборотов.

Toyota Prius
Бензиновый двигатель работает по циклу Аткинсона со сжатием 13:1 на обычном супер-бензине (АИ-95).

Время закрытия впускного клапана, обороты и нагрузку на двигатель контролирует бортовой компьютер.


Новый двигатель Audi 2.

0 TFSI работает по циклу Миллера — Авторевю

Представляя новый двигатель на моторном симпозиуме в Вене, функционеры Audi используют непривычный термин «rightsizing», то есть не уменьшение («даунсайзинг»), а оптимизация рабочего объема. Оптимальным оказался объем нынешнего двигателя 2.0 TFSI — 1984 кубических сантиметра. Сохранилась и система питания с комбинированным впрыском: топливо по-прежнему подается и во впускной коллектор, и непосредственно в цилиндры. А главное нововведение — экзотический цикл Миллера вместо привычного цикла Отто.

Этот цикл разработан американцем Ральфом Миллером сразу после Второй мировой войны и представляет собой измененный цикл Аткинсона, который сейчас широко применяется в двигателях тойотовских гибридов. Но если в цикле Аткинсона впускные клапаны закрываются позже обычного, то в цикле Миллера — раньше, еще до того, как поршни достигают нижней мертвой точки. Укороченный такт впуска позволяет увеличить геометрическую степень сжатия двигателя при сохранении фактической (обусловленной детонационными свойствами топлива) и повысить степень расширения продуктов сгорания во время рабочего хода.

В результате — уменьшенный расход топлива.

Но эффективность цикла Миллера оказалась ниже, чем у цикла Аткинсона, и применения на автомобильных моторах он не нашел. Даже двигатель Miller Cycle автомобиля Mazda Xedos 9 девяностых годов на самом деле работал по циклу Аткинсона. Но двигателисты Audi, похоже, довели разработку Миллера до ума.

Дело в том, что полноценный цикл Миллера в новом моторе 2.0 TFSI используется только при частичных нагрузках: такт впуска уменьшен с привычных 190—200 градусов оборота коленвала до 140 градусов. А при высокой интенсивности система регулировки подъема клапанов AVS (Audi Valvelift System) увеличивает ширину такта впуска до 170 градусов, приближая цикл Миллера к распространенному циклу Отто.

Использование «экономичного» цикла Миллера все же отразилось на мощности двигателя: новая турбочетверка 2.0 TFSI развивает 190 л.с. вместо 225 л.с. у нынешнего мотора. Зато не изменившийся максимальный крутящий момент в 320 Нм теперь доступен в более широком диапазоне оборотов: от 1450 до 4000 об/мин. А средний паспортный расход по европейскому циклу NEDC — менее 5,0 л/100 км.

Первой серийной моделью с «миллеровским» двигателем 2.0 TFSI станет новый седан Audi А4, премьера которого намечена на осенний автосалон во Франкфурте. А впоследствии новый мотор «пропишется» и на других моделях концерна Volkswagen.

Необычные двигатели внутреннего сгорания

Уже более 100 лет в легковом автомобилестроение используются двигатели внутреннего сгорания и за все это время никаких революционных изменений в их работе или промышленном строение придумано не было. Однако, недостатков у этих моторов предостаточно. Борьбу с ними инженеры вели всегда, как ведут и по сей день. Случается, что некоторые идеи перерастают в довольно оригинальные и впечатляющие технические решения. Одни из которых так и остаются на стадии разработки, а другие воплощаются в жизнь на некоторых сериях автомобилей.

Поговорим о наиболее интересных инженерных разработках в области «автодвигателей»

Заметные факты истории

Классический четырехтактный мотор был изобретен в далеком 1876 году одним немецким инженером по имени Николаус Отто, цикл работы такого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) прост: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Но уже через 10 лет после варианта Отто британский изобретатель Джеймс Аткинсон предложил усовершенствовать данную схему. На первый взгляд цикл Аткинсона, его порядок тактов и принцип работы такой же как и двигателя, который изобрел немец. Однако, по сути это абсолютно другая и весьма оригинальная система.

Перед тем как мы расскажем об изменениях в классическом строении ДВС, посмотрим о принципе работы такого двигателя, чтобы всем было понятно о чем мы говорим.

3-D модель работы ДВС:

Комментарии и простейшая схема ДВС: