Siklus Atkinson dalam praktik. Mesin siklus Atkinson

2024 Pengarang: Erin Ralphs | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-19 17:03

ICE telah digunakan di mobil selama satu abad. Secara umum, prinsip operasi mereka tidak mengalami perubahan besar sejak awal produksi. Tetapi karena mesin ini memiliki banyak kekurangan, para insinyur tidak berhenti menciptakan inovasi untuk meningkatkan motor. Mari kita beralih ke salah satunya, yang disebut siklus Atkinson. Hari ini Anda dapat mendengar bahwa itu digunakan di beberapa mesin. Tapi apa itu dan bagaimana mesin menjadi lebih baik dengannya?

siklus Atkinson

Nikolaus Otto, seorang insinyur dari Jerman, pada tahun 1876 mengusulkan sebuah siklus yang terdiri dari:

• masuk;
• kompresi;
• stroke;
• rilis.

Dan satu dekade kemudian, penemu Inggris James Atkinson mengembangkannya. Namun, setelah memahami detailnya, kita dapat menyebut siklus Atkinson sepenuhnya asli.

Mesin pembakaran dalam secara kualitatif berbeda. Bagaimanapun, poros engkol memiliki titik pemasangan offset, sehingga kehilangan energi gesekan berkurang dan rasio kompresi meningkat.

Ini juga memiliki fase distribusi gas lainnya. Pada mesin konvensional, piston menutup segera setelah melewati titik mati. Siklus Atkinson memiliki skema yang berbeda. Di sini, langkahnya jauh lebih lama, karena katup hanya menutup setengah piston ke titik mati atas (di mana, menurut Otto, kompresi sudah terjadi).

Secara teoritis, siklus Atkinson sekitar sepuluh persen lebih efisien daripada Otto. Namun, untuk waktu yang lama tidak digunakan dalam praktik karena fakta bahwa ia hanya dapat berfungsi dalam mode operasi pada kecepatan tinggi. Selain itu, supercharger mekanis diperlukan, yang dengannya semua ini kadang-kadang disebut "siklus Atkinson-Miller". Namun, ternyata dengan dia keuntungan dari pengembangan tersebut hilang.

Oleh karena itu, di mobil penumpang, siklus Atkinson seperti itu hampir tidak pernah digunakan dalam praktik. Namun pada model hybrid, seperti Toyota Prius, pabrikan mulai menggunakannya bahkan secara seri. Ini menjadi mungkin karena operasi khusus dari jenis mesin ini: pada kecepatan rendah, mobil bergerak karena traksi listrik dan hanya selama akselerasi mobil beralih ke unit bensin.

Distribusi Gas

Mesin siklus Atkinson pertama memiliki mekanisme distribusi gas besar yang menghasilkan banyak kebisingan. Tetapi ketika, berkat penemuan American Charles Knight, alih-alih katup penggerak biasa, mereka mulai menggunakan gulungan khusus dalam bentuk sepasang lengan yang diatur antara silinder dan piston, motor hampir berhenti mengeluarkan suara.. Namun, kompleksitasdesain yang digunakan memang cukup mahal, tetapi di merek mobil bergengsi, pemilik mobil rela membayar untuk kenyamanan tersebut.

Namun, sudah di tahun tiga puluhan, perbaikan seperti itu ditinggalkan, karena mesin berumur pendek, dan konsumsi bensin dan oli terlalu tinggi.

Perkembangan mesin ke arah ini diketahui bahkan hingga hari ini - mungkin para insinyur dapat menghilangkan kekurangan model Charles Knight dan memanfaatkan kelebihannya.

Model Universal Masa Depan

Saat ini, banyak produsen sedang mengembangkan mesin universal, yang akan menggabungkan kekuatan unit bensin, dan traksi dan efisiensi mesin diesel yang sangat baik.

Dalam hal ini, fakta bahwa unit bensin dengan injeksi bahan bakar langsung telah mencapai rasio kompresi tinggi sekitar tiga belas hingga empat belas unit (untuk mesin diesel level ini sedikit lebih dari tujuh belas hingga sembilan belas) membuktikan langkah-langkah yang berhasil dalam hal ini. arah. Mereka bahkan beroperasi dengan cara yang sama seperti unit pengapian kompresi. Hanya campuran kerja yang harus dibakar secara artifisial dengan lilin.

Dalam model eksperimental, kompresi bahkan lebih tinggi - hingga lima belas atau enam belas unit. Tetapi sampai penyalaan sendiri, levelnya tidak mencapai. Sebaliknya, busi mati selama gerakan stabil, memungkinkan mesin beralih ke mode seperti diesel dan mengkonsumsi lebih sedikit bahan bakar.

Pembakaran dikendalikan oleh elektronik, membuat penyesuaian tergantung pada keadaan eksternal.

Pengembang mengklaim bahwamesin ini sangat irit. Namun, penelitian yang dilakukan tidak cukup untuk produksi massal.

Rasio kompresi variabel

Indikator sangat penting. Bagaimanapun, daya, efisiensi, dan ekonomi secara langsung bergantung pada rasio kompresi yang tinggi. Secara alami, itu tidak dapat ditingkatkan tanpa batas. Oleh karena itu, untuk beberapa waktu sekarang, pembangunan terhenti. Jika tidak, ada risiko ledakan, yang dapat menyebabkan kerusakan mesin.

Indikator ini terutama tercermin dalam mesin supercharged. Bagaimanapun, mereka memanas lebih kuat, dan oleh karena itu persentase kemungkinan ledakan jauh lebih tinggi di sini. Oleh karena itu, rasio kompresi terkadang harus dikurangi, yang tentu saja mengurangi efisiensi motor.

Idealnya, rasio kompresi harus berubah dengan lancar tergantung pada mode operasi dan beban. Ada banyak perkembangan, tetapi semuanya terlalu rumit dan mahal.

Saab Legendaris

Hasil terbaik dicapai oleh Saab ketika pada tahun 2000 merilis mesin lima silinder, yang, dengan volume 1,6 liter, menghasilkan sekitar dua ratus dua puluh lima kuda. Pencapaian ini tampaknya masih luar biasa hingga saat ini.

Mesin terbagi dua, dimana bagian-bagiannya terhubung satu sama lain secara berengsel. Poros engkol, batang penghubung, dan piston terletak di bawah, dan silinder dengan kepala terletak di atas. Penggerak hidraulik mampu memiringkan monoblok dengan silinder dan kepala, mengubah rasio kompresi saat kompresor penggerak dihidupkan. Terlepas dari semua efektivitas,pembangunan juga harus tertunda karena tingginya biaya konstruksi.

Lebih mudah dan lebih mudah diakses

Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa mesin siklus Atkinson telah memainkan peran penting dalam peningkatan mekanisme motor di masa depan. Tampaknya perbaikan, berdasarkan satu sama lain, pada akhirnya akan membawa mesin pembakaran internal ke mode operasi yang optimal.