Atkinson, Miller, Quy trình chu trình B: ý nghĩa thực sự của nó

Bộ tăng áp VTG trong động cơ VW thực chất là động cơ diesel được sửa đổi.

Các chu kỳ Atkinson và Miller luôn gắn liền với việc tăng hiệu quả, nhưng thường không có sự khác biệt giữa chúng. Có lẽ nó không có ý nghĩa gì, bởi vì cả hai thay đổi đều bắt nguồn từ một triết lý cơ bản - tạo ra các tỷ số nén và giãn nở khác nhau trong động cơ xăng bốn thì. Vì các thông số này giống hệt nhau về mặt hình học trong động cơ thông thường, nên bộ phận xăng có nguy cơ bị húc nhiên liệu, yêu cầu giảm tỷ số nén. Tuy nhiên, nếu có thể đạt được tỷ lệ giãn nở cao hơn bằng bất kỳ phương tiện nào, thì điều này sẽ dẫn đến mức độ "vắt kiệt" năng lượng của khí giãn nở cao hơn và sẽ làm tăng hiệu suất của động cơ. Thật thú vị khi lưu ý rằng, thuần túy về mặt lịch sử, cả James Atkinson và Ralph Miller đều không tạo ra các khái niệm của họ để tìm kiếm hiệu quả. Năm 1887, Atkinson cũng đã phát triển một cơ cấu tay quay phức hợp đã được cấp bằng sáng chế bao gồm một số yếu tố (ngày nay có thể tìm thấy những điểm tương đồng trong động cơ Infiniti VC Turbo), nhằm tránh các bằng sáng chế của Otto. Kết quả của động học phức tạp là việc thực hiện chu trình bốn kỳ trong một vòng quay của động cơ và một hành trình khác của pít-tông trong quá trình nén và giãn nở. Nhiều thập kỷ sau, quá trình này sẽ được thực hiện bằng cách giữ cho van nạp mở trong thời gian dài hơn và hầu như không có ngoại lệ được sử dụng trong động cơ kết hợp với hệ truyền động hybrid thông thường (không có khả năng sạc điện bên ngoài), chẳng hạn như của Toyota và Honda. Ở tốc độ trung bình đến cao, đây không phải là vấn đề vì luồng vào có quán tính và khi pít-tông di chuyển về phía sau, nó sẽ bù cho lượng khí hồi. Tuy nhiên, ở tốc độ thấp, điều này dẫn đến hoạt động của động cơ không ổn định và do đó, các đơn vị như vậy được kết hợp với hệ thống hybrid hoặc không sử dụng chu trình Atkinson ở các chế độ này. Vì lý do này, van nạp và hút khí tự nhiên thường được coi là chu trình Atkinson. Tuy nhiên, điều này không hoàn toàn chính xác, bởi ý tưởng hiện thực hóa các mức độ nén và giãn nở khác nhau bằng cách kiểm soát các giai đoạn mở van thuộc về Ralph Miller và đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1956. Tuy nhiên, ý tưởng của ông không nhằm mục đích đạt được hiệu quả cao hơn, giảm tỷ số nén và việc sử dụng nhiên liệu có chỉ số octan thấp tương ứng trong động cơ máy bay. Miller thiết kế các hệ thống đóng van nạp sớm hơn (Early Intake Valve Closure, EIVC) hoặc muộn hơn (Late Intake Valve Closure, LIVC), cũng như để bù đắp lượng không khí thiếu hụt hoặc để giữ không khí quay trở lại ống nạp, máy nén. Được sử dụng.

Thật thú vị khi lưu ý rằng động cơ pha không đối xứng đầu tiên, chạy trên một pha sau đó, được định nghĩa là "quy trình chu trình Miller", được tạo ra bởi các kỹ sư của Mercedes và đã được sử dụng trong động cơ máy nén 12 xi-lanh của xe thể thao W 163. kể từ năm 1939. trước khi Ralph Miller được cấp bằng sáng chế cho thử nghiệm của mình.

Mẫu sản xuất đầu tiên sử dụng chu trình Miller là năm 6 Mazda Millenia KJ-ZEM V1994. Van nạp đóng sau đó, trả lại một phần không khí vào các ống nạp với tỷ số nén thực tế đã giảm, và một máy nén khí Lysholm được sử dụng để giữ không khí. Do đó, tỷ lệ mở rộng lớn hơn 15 phần trăm so với tỷ lệ nén. Tổn thất do nén khí từ piston đến máy nén được bù đắp bằng hiệu suất cuối cùng của động cơ được cải thiện.

Các chiến lược đóng cửa rất muộn và rất sớm có những lợi thế khác nhau trong các chế độ khác nhau. Ở mức tải thấp, đóng cửa sau có ưu điểm là nó cung cấp van tiết lưu mở rộng hơn và duy trì sự nhiễu loạn tốt hơn. Khi tải tăng lên, lợi thế chuyển sang việc đóng cửa sớm hơn. Tuy nhiên, loại sau trở nên kém hiệu quả hơn ở tốc độ cao do không đủ thời gian nạp đầy và giảm áp suất cao trước và sau van.

Audi và Volkswagen, Mazda và Toyota

Hiện tại, các quy trình tương tự được Audi và Volkswagen sử dụng trong các thiết bị 2.0 TFSI (EA 888 Gen 3b) và 1.5 TSI (EA 211 Evo) của họ, gần đây đã được tham gia bởi 1.0 TSI mới. Tuy nhiên, chúng sử dụng công nghệ van đầu vào đóng trước, trong đó không khí đang giãn nở được làm mát sau khi van đóng trước đó. Audi và VW gọi quy trình này là chu trình B theo tên kỹ sư Ralph Budak của công ty, người đã tinh chỉnh các ý tưởng của Ralph Miller và áp dụng chúng cho động cơ tăng áp. Với tỷ số nén 13: 1, tỷ số thực tế là khoảng 11,7: 1, bản thân nó là cực kỳ cao đối với động cơ đánh lửa dương. Vai trò chính trong tất cả những điều này được thực hiện bởi cơ chế mở van phức tạp với các giai đoạn và hành trình thay đổi, thúc đẩy xoáy và điều chỉnh tùy thuộc vào các điều kiện. Trong động cơ chu kỳ B, áp suất phun được tăng lên 250 bar. Bộ vi điều khiển kiểm soát một quá trình thay đổi pha và chuyển đổi từ quá trình B sang chu trình Otto bình thường trong điều kiện tải cao. Ngoài ra, động cơ 1,5 và 1 lít sử dụng bộ tăng áp hình học biến thiên phản ứng nhanh. Không khí nén trước được làm mát cung cấp điều kiện nhiệt độ tốt hơn so với nén mạnh trực tiếp trong xi lanh. Không giống như bộ tăng áp BorgWarner VTG công nghệ cao của Porsche được sử dụng cho các mẫu xe mạnh mẽ hơn, các đơn vị hình học biến thiên của VW được tạo ra bởi cùng một công ty thực tế là tuabin được sửa đổi một chút cho động cơ diesel. Điều này có thể xảy ra là do mọi thứ được mô tả cho đến nay, nhiệt độ khí tối đa không vượt quá 880 độ, tức là cao hơn một chút so với động cơ diesel, đây là một chỉ số về hiệu suất cao.

Các công ty Nhật Bản thậm chí còn nhầm lẫn giữa việc tiêu chuẩn hóa thuật ngữ. Không giống như các động cơ xăng Mazda Skyactiv khác, Skyactiv G 2.5 T được tăng áp và hoạt động trên nhiều loại tải và vòng / phút trong chu trình Miller, nhưng Mazda cũng tạo ra một chu kỳ trong đó các đơn vị Skyactiv G hút khí tự nhiên của họ hoạt động. Toyota sử dụng động cơ 1.2 D4 -T (8NR-FTS) và 2.0 D4-T (8AR-FTS) trong động cơ turbo của họ, nhưng Mazda, mặt khác, xác định chúng giống nhau cho tất cả các động cơ hút khí tự nhiên của mình cho các mô hình Dynamic Force thế hệ mới và hybrid. . với sự lấp đầy khí quyển là "hoạt động theo chu trình Atkinson". Trong mọi trường hợp, triết lý kỹ thuật là như nhau.