Как работает цикл Аткинсона ГВС

Бензиновые двигатели обычно работают по циклу Отто — стандартному четырехтактному или двухтактному процессу сгорания, который уже некоторое время используется человечеством. Хотя двигатели обычно полагаются на логику «впуска, сжатия, зажигания и выпуска», существуют небольшие вариации этой концепции. которые часто остаются незамеченнымино откроете несколько ключевых преимуществ.

Цикл Аткинсона является одним из таких вариантов. Вы, наверное, слышали об этомизменения в контексте гибридных моделей Toyota и Honda.

Возвращаясь к циклу Аткинсона, все началось, когда британский инженер Джеймс Аткинсон понял, что четырехтактный процесс Отто можно улучшить. В частности, его модифицированный цикл ориентирован на повышение термического КПД. Хотя Аткинсон не сразу создал лучший двигатель всех времен, идея добиться большего, потребляя при этом значительно меньше топлива, стоила затраченных усилий.
Хотя реализация Аткинсона (он использовал сложную многорычажную катушку для достижения переменной длины хода поршня) оказалась полным провалом, основной принцип таковым не был.

Как работает цикл Аткинсона

Проще говоря, в двигателе с циклом Аткинсона впускной клапан закрывается только тогда, когда поршень завершает 20-30% своего такта сжатия. В результате часть топливно-воздушной смеси возвращается во впускной коллектор. Хотя двигатели Отто имеют одинаковую степень сжатия и расширения, Аткинсоны имеют гораздо более высокую степень расширения по сравнению со степенью сжатия..

Понимание цикла Аткинсона и почему он используется

Представьте себе одноцилиндровый двигатель объемом 500 куб.см, работающий по циклу Аткинсона. Поршень движется вверх, но впускной клапан остается открытым. Поршень физически проходит часть расстояния, но ничего не сжимает, потому что воздух выходит обратно. Клапан закрывается поздно – когда в цилиндре фактически остается, скажем, 300 куб.см смеси. Только тогда начинается настоящая компрессия до 50cc, который означает, что степень сжатия двигателя составляет около 6:1, а степень расширения становится 10:1. Это происходит потому, что после зажигания смесь расширяется с 50 куб.см до полных 500 куб.см. Если бы тот же двигатель работал по циклу Отто, степени сжатия и расширения были бы 10:1.

Работая по циклу Аткинсона, двигатель сохраняет часть всасываемого заряда для следующего топливного цикла. что улучшает общий расход топлива и снижает вредные выбросы. Однако это означает, что двигатель будет демонстрировать более слабую динамику, особенно когда речь идет о крутящем моменте. Именно поэтому производители обычно комбинируют двигатель по циклу Аткинсона с электродвигателем.

Применение в гибридах

Электродвигатель может вмешаться в ситуациях на низкой скорости, когда двигатель внутреннего сгорания дает сбои. Но когда потребность в крутящем моменте относительно невелика, например при поддержании скорости на шоссе — двигатель может приводить в движение колесане полагаясь на батарею или электродвигатель.

Современные гибриды настолько хороши в этом, что вы едва заметите переключение между электрическим и внутренним сгоранием. Однако стоит отметить, что этот топливный цикл не ограничивается гибридными силовыми агрегатами. Некоторые современные двигатели способны переключаться между циклом Отто и циклом Аткинсона в реальном времени.