इंजिन. ओटो आणि अॅटकिन्सन सायकलमधील फरक

आता काही काळापासून, "अॅटकिन्सन इकॉनॉमी सायकल इंजिन" हा शब्द अधिक सामान्य झाला आहे. हे चक्र काय आहे आणि ते इंधनाचा वापर का कमी करते?

सर्वात सामान्य चार-स्ट्रोक गॅसोलीन इंजिन आज तथाकथित ओटो सायकलवर चालतात, जे जर्मन शोधक निकोलॉस ओटो यांनी XNUMX व्या शतकाच्या शेवटी विकसित केले होते, जे पहिल्या यशस्वी परस्परसंवादी अंतर्गत ज्वलन इंजिनांपैकी एकाचे डिझाइनर होते. या चक्राच्या सारामध्ये क्रँकशाफ्टच्या दोन आवर्तनांमध्ये चार स्ट्रोक असतात: इनटेक स्ट्रोक, कॉम्प्रेशन स्ट्रोक, वर्किंग स्ट्रोक आणि एक्झॉस्ट स्ट्रोक.

इनटेक स्ट्रोकच्या सुरूवातीस, इनटेक व्हॉल्व्ह उघडतो, ज्याद्वारे पिस्टन मागे घेऊन इनटेक मॅनिफोल्डमधून हवा-इंधन मिश्रण आत काढले जाते. कॉम्प्रेशन स्ट्रोक सुरू होण्यापूर्वी, सेवन वाल्व बंद होते आणि डोक्यावर परत येणारा पिस्टन मिश्रण संकुचित करतो. जेव्हा पिस्टन त्याच्या शिखरावर पोहोचतो, तेव्हा मिश्रण इलेक्ट्रिकल स्पार्कने प्रज्वलित होते. परिणामी गरम एक्झॉस्ट वायू पिस्टनला विस्तारतात आणि ढकलतात, त्याची उर्जा त्यात हस्तांतरित करतात आणि जेव्हा पिस्टन डोक्यापासून शक्य तितक्या दूर असतो तेव्हा एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह उघडतो. एक्झॉस्ट स्ट्रोक रिटर्न पिस्टनने एक्झॉस्ट वायूंना सिलेंडरमधून बाहेर आणि एक्झॉस्ट मॅनिफोल्डमध्ये ढकलण्यापासून सुरू होतो.

दुर्दैवाने, पॉवर स्ट्रोक दरम्यान एक्झॉस्ट गॅसेसमधील सर्व ऊर्जा पिस्टनला ढकलण्यासाठी (आणि, कनेक्टिंग रॉडद्वारे, क्रँकशाफ्ट फिरवण्यासाठी) वापरली जात नाही. श्वासोच्छवासाच्या स्ट्रोकच्या प्रारंभी जेव्हा उच्छवास झडप उघडते तेव्हा ते अजूनही उच्च दाबाखाली असतात. जेव्हा आपण तुटलेल्या मफलरसह कारने केलेला आवाज ऐकतो तेव्हा आपण याबद्दल शिकू शकतो - हे हवेत उर्जा सोडल्यामुळे होते. म्हणूनच पारंपारिक गॅसोलीन इंजिन केवळ 35 टक्के कार्यक्षम आहेत. कार्यरत स्ट्रोकमध्ये पिस्टनचा स्ट्रोक वाढवणे आणि ही ऊर्जा वापरणे शक्य असल्यास ...

ही कल्पना इंग्रज शोधक जेम्स ऍटकिन्सन यांना सुचली. 1882 मध्ये, त्याने एक इंजिन डिझाइन केले ज्यामध्ये, पिस्टनला क्रॅन्कशाफ्टशी जोडणाऱ्या पुशर्सच्या जटिल प्रणालीमुळे, पॉवर स्ट्रोक कॉम्प्रेशन स्ट्रोकपेक्षा लांब होता. परिणामी, एक्झॉस्ट स्ट्रोकच्या सुरूवातीस, एक्झॉस्ट वायूंचा दाब जवळजवळ वातावरणाच्या दाबासारखा होता आणि त्यांची ऊर्जा पूर्णपणे वापरली गेली.

संपादक शिफारस करतात:

प्लेट्स. क्रांतीची वाट पाहणारे चालक?

हिवाळ्यातील ड्रायव्हिंगचे घरगुती मार्ग

थोड्या पैशासाठी विश्वसनीय बाळ

मग अ‍ॅटकिन्सनची कल्पना अधिक व्यापकपणे का वापरली गेली नाही आणि अंतर्गत ज्वलन इंजिने एका शतकाहून अधिक काळ कमी कार्यक्षम ओटो सायकल का वापरत आहेत? दोन कारणे आहेत: एक म्हणजे ऍटकिन्सन इंजिनची जटिलता, आणि दुसरे - आणि अधिक महत्त्वाचे म्हणजे - विस्थापन युनिटकडून कमी शक्ती प्राप्त होते.

तथापि, इंधनाच्या वापरावर आणि पर्यावरणावरील मोटारीकरणाच्या प्रभावाकडे अधिकाधिक लक्ष दिले जात असल्याने, अॅटकिन्सन इंजिनची उच्च कार्यक्षमता लक्षात ठेवली गेली, विशेषत: मध्यम वेगाने. त्याची संकल्पना एक उत्कृष्ट उपाय असल्याचे सिद्ध झाले, विशेषत: हायब्रिड वाहनांमध्ये, ज्यामध्ये इलेक्ट्रिक मोटर विजेच्या कमतरतेची भरपाई करते, विशेषत: प्रारंभ करताना आणि वेग वाढवताना आवश्यक असते.

म्हणूनच सुधारित अॅटकिन्सन सायकल इंजिन प्रथम मोठ्या प्रमाणात उत्पादित हायब्रिड कार, टोयोटा प्रियस आणि नंतर इतर सर्व टोयोटा आणि लेक्सस संकरीत वापरले गेले.

सुधारित अॅटकिन्सन सायकल म्हणजे काय? या चतुर समाधानाने टोयोटा इंजिनला पारंपारिक फोर-स्ट्रोक इंजिनचे क्लासिक, साधे डिझाइन टिकवून ठेवले आणि पिस्टन प्रत्येक स्ट्रोकवर समान अंतर पार करतो, प्रभावी स्ट्रोक कॉम्प्रेशन स्ट्रोकपेक्षा लांब असतो.

खरं तर, हे वेगळ्या पद्धतीने सांगितले पाहिजे: प्रभावी कॉम्प्रेशन सायकल कार्यरत चक्रापेक्षा लहान आहे. इंटेक व्हॉल्व्ह बंद होण्यास विलंब करून हे साध्य केले जाते, जे कॉम्प्रेशन स्ट्रोक सुरू झाल्यानंतर लवकरच बंद होते. अशा प्रकारे, हवा-इंधन मिश्रणाचा काही भाग सेवन मॅनिफोल्डमध्ये परत केला जातो. याचे दोन परिणाम होतात: जेव्हा ते जाळले जाते तेव्हा तयार होणारे एक्झॉस्ट वायूंचे प्रमाण कमी असते आणि एक्झॉस्ट स्ट्रोक सुरू होण्यापूर्वी ते पूर्णपणे विस्तारण्यास सक्षम असते, सर्व ऊर्जा पिस्टनमध्ये हस्तांतरित करते आणि कमी मिश्रण संकुचित करण्यासाठी कमी उर्जेची आवश्यकता असते, जे अंतर्गत इंजिनचे नुकसान कमी करते. या आणि इतर उपायांचा वापर करून, चौथ्या पिढीचे टोयोटा प्रियस पॉवरट्रेन इंजिन 41 टक्के इतकी थर्मल कार्यक्षमता प्राप्त करू शकले, जे पूर्वी फक्त डिझेल इंजिनांवर उपलब्ध होते.

सोल्यूशनचे सौंदर्य हे आहे की इनटेक वाल्व बंद करण्यात विलंब झाल्यास मोठ्या संरचनात्मक बदलांची आवश्यकता नसते - वाल्व वेळ बदलण्यासाठी इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रित यंत्रणा वापरणे पुरेसे आहे.

आणि तसे असल्यास, ते शक्य आहे आणि उलट? बरं, नक्कीच; नैसर्गिकरित्या! व्हेरिएबल ड्यूटी सायकल इंजिन काही काळासाठी तयार केले गेले आहेत. जेव्हा विजेची मागणी कमी असते, जसे की आरामशीर रस्त्यावर वाहन चालवताना, कमी इंधन वापरासाठी इंजिन अॅटकिन्सन सायकलवर चालते. आणि जेव्हा सर्वोत्तम कार्यप्रदर्शन आवश्यक असते - हेडलाइट्स किंवा ओव्हरटेकिंगपासून - ते सर्व उपलब्ध डायनॅमिक्स वापरून ओटो सायकलवर स्विच करते. हे 1,2-लिटर टर्बोचार्ज केलेले डायरेक्ट इंजेक्शन इंजिन वापरले जाते, उदाहरणार्थ, टोयोटा ऑरिस आणि नवीन टोयोटा सी-एचआर सिटी एसयूव्ही. Lexus IS 200t, GS 200t, NX 200t, RX 200t आणि RC 200t वर हेच दोन-लिटर इंजिन वापरले आहे.