دورة أتكينسون من الناحية العملية. محرك دورة أتكينسون

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 12:00

تم استخدام الجليد في السيارات منذ قرن. بشكل عام ، لم يخضع مبدأ عملها لتغييرات كبيرة منذ بدء الإنتاج. ولكن نظرًا لأن هذا المحرك به عدد كبير من أوجه القصور ، فإن المهندسين لا يتوقفون عن ابتكار الابتكارات لتحسين المحرك. دعنا ننتقل إلى واحدة منها تسمى دورة أتكينسون. اليوم يمكنك أن تسمع أنه يتم استخدامه في بعض الأجهزة. ولكن ما هو وكيف يتحسن المحرك معها؟

دورة أتكينسون

نيكولاس أوتو ، مهندس من ألمانيا ، اقترح عام 1876 دورة تتكون من:

• مدخل ؛
• ضغط ؛
• السكتة الدماغية ؛
• إصدار.

وبعد عقد من الزمن ، طورها المخترع الإنجليزي جيمس أتكينسون. ومع ذلك ، بعد فهم التفاصيل ، يمكننا تسمية دورة أتكينسون أصلية تمامًا.

محركات الاحتراق الداخلي مختلفة نوعيا. بعد كل شيء ، يحتوي العمود المرفقي على نقاط تثبيت متوازنة ، بحيث يتم تقليل فقد الطاقة الاحتكاكية وزيادة نسبة الضغط.

كما أن لديها مراحل أخرى لتوزيع الغاز. في المحرك التقليدي ، يُغلق المكبس فورًا بعد تجاوز المركز الميت. دورة أتكينسون لها مخطط مختلف. هنا ، تكون السكتة الدماغية أطول بشكل ملحوظ ، لأن الصمام يغلق فقط في منتصف المسافة من المكبس إلى أعلى المركز الميت (حيث ، وفقًا لأوتو ، يحدث الضغط بالفعل).

من الناحية النظرية ، تعد دورة أتكينسون أكثر كفاءة بنحو عشرة بالمائة من دورة أوتو. ومع ذلك ، لم يتم استخدامه من الناحية العملية لفترة طويلة نظرًا لحقيقة أنه قادر على العمل في وضع التشغيل فقط بسرعات عالية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى شاحن ميكانيكي فائق ، والذي يسمى أحيانًا كل هذا "دورة أتكينسون ميلر". ومع ذلك ، اتضح أنه معه ضاعت مزايا التطوير المعني.

لذلك ، في سيارات الركاب ، لم يتم استخدام دورة أتكينسون تقريبًا في الممارسة العملية. لكن في الطرز الهجينة ، مثل Toyota Prius ، بدأ المصنعون في استخدامه حتى على التوالي. أصبح هذا ممكنًا بسبب التشغيل المحدد لهذه الأنواع من المحركات: عند السرعة المنخفضة ، تتحرك السيارة بسبب الجر الكهربائي وخلال التسارع فقط تتحول إلى وحدة البنزين.

توزيع الغاز

كان لمحرك دورة Atkinson الأول آلية توزيع غاز ضخمة أحدثت الكثير من الضوضاء. ولكن عندما ، بفضل اكتشاف تشارلز نايت الأمريكي ، بدلاً من الصمامات المشغلة المعتادة ، بدأوا في استخدام بكرات خاصة على شكل زوج من الأكمام التي تم ترتيبها بين الأسطوانة والمكبس ، توقف المحرك تقريبًا عن إحداث ضوضاء. ومع ذلك ، فإن التعقيدكان التصميم المستخدم مكلفًا للغاية ، ولكن في ماركات السيارات المرموقة ، كان مالكو السيارات على استعداد لدفع ثمن هذه الراحة.

ومع ذلك ، بالفعل في الثلاثينيات ، تم التخلي عن مثل هذا التحسن ، لأن المحركات كانت قصيرة العمر ، وكان استهلاك البنزين والزيت مرتفعًا للغاية.

تطورات المحرك في هذا الاتجاه معروفة حتى اليوم - ربما سيتمكن المهندسون من التخلص من أوجه القصور في نموذج Charles Knight والاستفادة من الفوائد.

النموذج العالمي للمستقبل

حاليًا ، يقوم العديد من الشركات المصنعة بتطوير محركات عالمية ، والتي ستجمع بين قوة وحدات البنزين ، والجر الممتاز والكفاءة لمحركات الديزل.

في هذا الصدد ، فإن حقيقة أن وحدات البنزين ذات الحقن المباشر للوقود قد وصلت إلى نسبة ضغط عالية تبلغ حوالي ثلاثة عشر إلى أربعة عشر وحدة (بالنسبة لمحركات الديزل ، هذا المستوى يزيد قليلاً عن سبعة عشر إلى تسعة عشر) يثبت الخطوات الناجحة في هذا اتجاه. حتى أنها تعمل بنفس طريقة وحدات الاشتعال بالضغط. فقط خليط العمل يجب أن يحرق بشكل مصطنع بشمعة.

في النماذج التجريبية ، يكون الضغط أعلى - حتى خمسة عشر أو ستة عشر وحدة. ولكن حتى الاشتعال الذاتي ، لا يصل المستوى. بدلاً من ذلك ، يتم إيقاف تشغيل شمعة الإشعال أثناء الحركة الثابتة ، مما يسمح للمحرك بالانتقال إلى الوضع الشبيه بالديزل واستهلاك وقود أقل.

يتم التحكم في الاحتراق عن طريق الإلكترونيات ، مما يؤدي إلى إجراء تعديلات حسب الظروف الخارجية.

يدعي المطورون ذلكهذا المحرك اقتصادي للغاية. ومع ذلك ، لم يتم إجراء بحث كافٍ للإنتاج الضخم.

نسبة الضغط المتغيرة

المؤشر مهم جدا. بعد كل شيء ، تعتمد القوة والكفاءة والاقتصاد بشكل مباشر على نسبة ضغط عالية. بطبيعة الحال ، لا يمكن زيادته إلى أجل غير مسمى. لذلك ، لبعض الوقت الآن ، توقفت التنمية. خلاف ذلك ، كان هناك خطر الانفجار ، مما قد يؤدي إلى تلف المحرك.

ينعكس هذا المؤشر بشكل خاص في المحركات فائقة الشحن. بعد كل شيء ، تسخن بقوة أكبر ، وبالتالي فإن النسبة المئوية لاحتمال الانفجار أعلى بكثير هنا. لذلك ، في بعض الأحيان يجب تقليل نسبة الضغط ، مما يقلل بالطبع من كفاءة المحرك.

من الناحية المثالية ، يجب أن تتغير نسبة الضغط بسلاسة اعتمادًا على وضع التشغيل والحمل. كان هناك الكثير من التطورات ، لكنها كلها معقدة ومكلفة للغاية.

صعب الأسطوري

أفضل النتائج التي حققتها شركة Saab عندما أطلقت في عام 2000 محركًا خماسي الأسطوانات ، بسعة 1.6 لتر ، أنتج حوالي مائتين وخمسة وعشرين حصانًا. لا يزال هذا الإنجاز يبدو مذهلاً حتى اليوم.

المحرك مقسم إلى قسمين ، حيث تتصل الأجزاء ببعضها البعض بطريقة مفصلية. يوجد العمود المرفقي وقضبان التوصيل والمكابس أدناه ، وتقع الأسطوانات ذات الرؤوس في الأعلى. المحرك الهيدروليكي قادر على إمالة الكتلة الأحادية بالأسطوانات والرؤوس ، وتغيير نسبة الضغط عند تشغيل ضاغط القيادة. على الرغم من كل الفعالية ،كما تم تأجيل التطوير بسبب ارتفاع تكلفة البناء.

أسهل وأكثر سهولة

وهكذا ، يمكننا أن نستنتج أن محرك دورة Atkinson قد لعب دورًا مهمًا في تحسين آلية المحرك في المستقبل. يبدو أن التحسينات ، القائمة على بعضها البعض ، ستقود محرك الاحتراق الداخلي أخيرًا إلى الوضع الأمثل للتشغيل.