ВРЪЗКИ

петък, 23 юли 2010 г.

Петтактов двигател.

Петтактов двигател, така са известен двигателите, които са базиран на
цикълът на Аткинсън и цикъла на Милър. Цикълът на Аткинсън е чисто
теоретично идея за подобряване КПД-то на четиритактовия двигател на
Ото. Идеята на Аткинсън е да се намалят загубите при компресиране на
сместа в двигателя. Реализира се, като при сгъстяване на газовите се
оставя отворен изходящия клапан, който изпуска известно количество от
вкарания въздух в цилиндъра, чрез което се елиминират частично
хидравличните загуби. Тактовите стават 5:

1 всмукване;
2 частично изпускане;
3 компресия;
4 запалване и разширение;
5 изхвърляне на изгорелите газове;

Тъй като това е теоретичен модел на работа на двигател, практически
това не може да бъде реализирано в действащ модел. Но идеята е
взаимствана и модифициран от множество производители на двигатели.
Един от основните проблеми е, че когато е отворен изпускателния клапан
при цикъла на компресия освен засмукания въздух ще бъде и изхвърлено
част от горивото в процеса на частично изпускане. Производителите
решават проблема, чрез по-късно впръскване на горивото. Впръскването
се извършва след затваряне на изпускателната клапа или много близо до
този момент. Възниква и другия много основен проблем - слабата
компресия на сместа вследствие на отворения изходящ клапан. Тази ниска
компресия води до сериозно намаление на максималния въртящ момент.
Едно от решенията е използването на конструктивно изместване на остъа
на цилиндъра спрямо коляновия вал. Това се прави с цел  не съвпадане
на ГМТ(горна мъртва точка) на буталото с ГМТ на коляновия вал. ГМТ на
буталото е с около 20 градуса след ГМТ на коляновия вал. Това поражда
голям положителен ъгъл на коляновия вал при фазата на горене и
разширение, което довежда до подобряване на въртящ момент. Двигателите
работещи по цикълът на Аткинсън се характеризират с по голямо КПД и по
нисък въртящ момент. Те са идеални за използване в автомобили с
хибридна система на задвижване, тъй като електромоторите компенсират
загубата от ниският въртящ момент.

Идеята е доразвита и патентована от американския инженер Ралф Милър.
За да компенсиране загубата на компресия при  цикълът на Аткинсън се
използва външен компресор, който нагнетява допълнително сместа преди
запалването. Това води до намаляване на КПД-то на двигателя спрямо
модела на Аткинсън, защото е необходима допълнителна енергия за
задвижване на компресора. За подобрение на ефективността компресора не
се използва за 100% нагнетяване на сместа, а само частично.Търси се
най-голямата ефективност, като се използва компресор и самото бутало
за нагнетяване на сместа. КПД-то на двигателя зависи от ефикасността
на компресора. Двигатели използващи цикъла на Милър първоначално са
използвани при корабите и стационарни електрически генератори, тъйкато
има голяма икономия при първоначално стартиране на двигателя 10-15%.
През 90 години Мазда за първи път използва двигателя с Цикълът на Милър
в своя модел Eunos 800.