Proses beicio B Atkinson, Miller: yr hyn y mae'n ei olygu mewn gwirionedd

Mae turbochargers VTG mewn peiriannau VW mewn gwirionedd yn unedau disel wedi'u haddasu.

Mae cylchoedd Atkinson a Miller bob amser yn gysylltiedig â mwy o effeithlonrwydd, ond yn aml nid oes gwahaniaeth rhyngddynt. Efallai nad yw'n gwneud synnwyr, oherwydd mae'r ddau newid yn dibynnu ar athroniaeth sylfaenol - creu cymarebau cywasgu ac ehangu gwahanol mewn injan gasoline pedwar-strôc. Gan fod y paramedrau hyn yn union yr un fath yn geometregol mewn injan confensiynol, mae'r uned gasoline yn dioddef o berygl curo tanwydd, sy'n gofyn am ostyngiad yn y gymhareb cywasgu. Fodd bynnag, pe gellid cyflawni cymhareb ehangu uwch mewn unrhyw fodd, byddai hyn yn arwain at lefel uwch o "wasgu allan" egni'r nwyon sy'n ehangu a byddai'n cynyddu effeithlonrwydd yr injan. Mae'n ddiddorol nodi, yn hanesyddol yn unig, na chreodd James Atkinson na Ralph Miller eu cysyniadau i chwilio am effeithlonrwydd. Ym 1887, datblygodd Atkinson hefyd fecanwaith crank cymhleth patent yn cynnwys sawl elfen (gellir dod o hyd i debygrwydd heddiw yn yr injan Infiniti VC Turbo), a fwriadwyd i osgoi patentau Otto. Canlyniad cinemateg gymhleth yw gweithredu cylchred pedair strôc yn ystod un chwyldro o'r injan a strôc piston arall yn ystod cywasgu ac ehangu. Degawdau lawer yn ddiweddarach, cynhelir y broses hon trwy gadw'r falf cymeriant ar agor am gyfnod hirach o amser a bron yn ddieithriad a ddefnyddir mewn peiriannau ar y cyd â threnau pŵer hybrid confensiynol (heb y posibilrwydd o wefru trydanol allanol), fel rhai Toyota a Honda. Ar gyflymder canolig i uchel nid yw hyn yn broblem oherwydd mae syrthni i'r llif ymwthiad ac wrth i'r piston symud yn ôl mae'n gwneud iawn am yr aer dychwelyd. Fodd bynnag, ar gyflymder isel, mae hyn yn arwain at weithrediad injan ansefydlog, ac felly mae unedau o'r fath yn cael eu cyfuno â systemau hybrid neu nid ydynt yn defnyddio'r cylch Atkinson yn y moddau hyn. Am y rheswm hwn, mae falfiau cymeriant a dyhead naturiol yn cael eu hystyried yn gylchred Atkinson yn gonfensiynol. Fodd bynnag, nid yw hyn yn gwbl gywir, oherwydd mae'r syniad o wireddu graddau amrywiol o gywasgu ac ehangu trwy reoli cyfnodau agor y falf yn perthyn i Ralph Miller a chafodd ei batent ym 1956. Fodd bynnag, nid yw ei syniad wedi'i anelu at gyflawni mwy o effeithlonrwydd, a gostwng y gymhareb cywasgu a'r defnydd cyfatebol o danwydd octan isel mewn peiriannau awyrennau. Mae Miller yn dylunio systemau i gau'r falf cymeriant yn gynharach (Cau Falf Derbyn yn Gynnar, EIVC) neu'n hwyrach (Cau Falf Derbyniad Hwyr, LIVC), yn ogystal ag i wneud iawn am y diffyg aer neu i gadw'r aer yn dychwelyd i'r manifold cymeriant, cywasgydd yn cael ei ddefnyddio.

Mae'n ddiddorol nodi bod yr injan cyfnod anghymesur gyntaf o'r fath, sy'n rhedeg ar un diweddarach, a ddiffiniwyd fel "proses beicio Miller", wedi'i chreu gan beirianwyr Mercedes ac wedi'i defnyddio yn injan cywasgydd 12-silindr y car chwaraeon W 163 er 1939. cyn i Ralph Miller batentu ei brawf.

Y model cynhyrchu cyntaf i ddefnyddio cylch Miller oedd Mazda Millenia KJ-ZEM V6 ym 1994. Mae'r falf cymeriant yn cau yn ddiweddarach, gan ddychwelyd peth o'r aer i'r maniffoldiau cymeriant gyda'r gymhareb cywasgu wedi'i leihau'n ymarferol, a defnyddir cywasgydd mecanyddol Lysholm i ddal yr aer. Felly, mae'r gymhareb ehangu 15 y cant yn fwy na'r gymhareb cywasgu. Mae colledion a achosir gan gywasgiad aer o'r piston i'r cywasgydd yn cael eu gwrthbwyso gan well effeithlonrwydd terfynol yr injan.

Mae gan strategaethau agos hwyr iawn a cynnar iawn fanteision gwahanol mewn gwahanol foddau. Ar lwythi isel, mae gan gau yn ddiweddarach y fantais ei fod yn darparu sbardun agored ehangach ac yn cynnal gwell cynnwrf. Wrth i'r llwyth gynyddu, mae'r fantais yn symud tuag at gau yn gynharach. Fodd bynnag, mae'r olaf yn dod yn llai effeithiol ar gyflymder uchel oherwydd diffyg amser llenwi a chwymp pwysedd uchel cyn ac ar ôl y falf.

Audi a Volkswagen, Mazda a Toyota

Ar hyn o bryd, mae prosesau tebyg yn cael eu defnyddio gan Audi a Volkswagen yn eu dyfeisiau 2.0 TFSI (EA 888 Gen 3b) a 1.5 TSI (EA 211 Evo), ynghyd â'r 1.0 TSI newydd yn ddiweddar. Fodd bynnag, maent yn defnyddio technoleg falf fewnfa cyn cau lle mae'r aer sy'n ehangu yn cael ei oeri ar ôl i'r falf gau yn gynharach. Mae Audi a VW yn galw’r broses yn gylch B ar ôl peiriannydd y cwmni Ralph Budak, a fireiniodd syniadau Ralph Miller a’u cymhwyso i beiriannau turbocharged. Gyda chymhareb gywasgu o 13: 1, mae'r gymhareb wirioneddol tua 11,7: 1, sydd ynddo'i hun yn hynod o uchel ar gyfer injan tanio gadarnhaol. Mae'r brif rôl yn hyn i gyd yn cael ei chwarae gan y mecanwaith agor falf cymhleth gyda chyfnodau amrywiol a strôc, sy'n hyrwyddo fortecs ac yn addasu yn dibynnu ar yr amodau. Mewn peiriannau beic B, cynyddir y pwysedd pigiad i 250 bar. Mae microcontrolwyr yn rheoli proses esmwyth o newid cyfnod a phontio o broses B i gylchred Otto arferol o dan lwyth uchel. Yn ogystal, mae'r peiriannau 1,5- ac 1-litr yn defnyddio turbochargers geometreg amrywiol ymateb cyflym. Mae aer cyn-gywasgedig wedi'i oeri yn darparu amodau tymheredd gwell na chywasgiad cryf uniongyrchol mewn silindr. Yn wahanol i turbochargers VTG BorgWarner uwch-dechnoleg Porsche a ddefnyddir ar gyfer modelau mwy pwerus, mae unedau geometreg amrywiol VW a grëwyd gan yr un cwmni yn dyrbinau sydd wedi'u haddasu ychydig yn ymarferol ar gyfer peiriannau disel. Mae hyn yn bosibl oherwydd y ffaith, oherwydd popeth a ddisgrifiwyd hyd yn hyn, nad yw'r tymheredd nwy uchaf yn uwch na 880 gradd, hynny yw, ychydig yn uwch na thymheredd injan diesel, sy'n ddangosydd o effeithlonrwydd uchel.

Mae cwmnïau o Japan yn drysu safoni terminoleg hyd yn oed yn fwy. Yn wahanol i beiriannau gasoline Mazda Skyactiv eraill, mae'r Skyactiv G 2.5 T yn turbocharged ac yn gweithredu dros ystod eang o lwythi a rpm yng nghylch Miller, ond mae Mazda hefyd yn cymell cylch lle mae eu hunedau Skyactiv G sydd wedi'u hallsugno'n naturiol yn gweithredu. Mae Toyota yn defnyddio 1.2 D4 -T (8NR-FTS) a 2.0 D4-T (8AR-FTS) yn eu peiriannau turbo, ond ar y llaw arall, mae Mazda yn eu diffinio fel yr un peth ar gyfer ei holl beiriannau a allsugnir yn naturiol ar gyfer modelau Llu Dynamig hybrid a chenhedlaeth newydd. . gyda llenwad atmosfferig fel "gwaith ar gylch Atkinson". Ym mhob achos, mae'r athroniaeth dechnegol yr un peth.