Language
Country/Area
No result found
الفرق السري بين دورة ميللر ودورة أتكينسون: لماذا يتم تحويل أكثر من 20% من القدرة الناتجة؟
في مجال هندسة محركات الاحتراق الداخلي، دورة ميلر هي دورة ترموديناميكية اقترحها وحصل على براءة اختراعها المهندس الأمريكي رالف ميلر في عام 1957، مما يمثل تغييرًا كبيرًا في تكنولوجيا محرك الاحتراق الداخلي. لا تعمل هذه التقنية على تحسين كفاءة تشغيل محركات الاحتراق الداخلي فحسب، بل إنها تضع الأساس أيضًا لأنظمة الطاقة الصديقة للبيئة.
تم تصميم دورة ميللر للسماح للمحرك بالعمل بطريقة تعوض خسائر الأداء لدورة أتكينسون.
المبادئ الأساسية لدورة ميللر
تعمل محركات الاحتراق الداخلي ذات المكبس التقليدي عمومًا باستخدام أربع أشواط، اثنتان منها تعتبران من الأشواط عالية القدرة: شوط الانضغاط وشوط القدرة. في دورة ميللر، يتم تمديد وقت فتح صمام السحب بحيث يمكن دفع جزء من الغاز المختلط للخارج في بداية شوط الانضغاط، لتشكيل ما يسمى "الشوط الخامس". ورغم أن هذا التصميم يساعد على تحسين كفاءة تحويل الطاقة، فإنه يخلق أيضاً تحديات لأن بعض الغاز يتم استنفاده مرة أخرى في مشعب السحب.
في دورة ميلر، يتم تعويض هذه الخسارة باستخدام شاحن فائق، مما يحسن الكفاءة الإجمالية للمحرك.
درجة حرارة الشحنة ونسبة الضغط
في دورة ميلر، تعمل درجات الحرارة المنخفضة على زيادة كثافة الهواء، وبالتالي زيادة قدرة المحرك دون زيادة نسبة ضغط الأسطوانة والمكبس. عندما تنخفض درجة حرارة الشحنة، يحترق خليط الوقود بقوة أعلى، مما يساعد على تقليل انبعاثات أكسيد النيتروجين (NOx)، وخاصة في محركات الديزل الثقيلة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن نسبة التوسع المتفوقة لدورة ميلر مقارنة بنسبة الضغط تسمح أيضًا باستخراج المزيد من الطاقة أثناء عملية الاحتراق، مما يزيد من الكفاءة الإجمالية للمحرك. وهذا يوضح أن التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا في مجال الطيران والنقل الصناعي واسعة للغاية.
من خلال زيادة نسبة الضغط الفعالة ونسبة التمدد، تحقق دورة ميلر هدف تحسين كفاءة الطاقة.
فوائد وتحديات الشواحن التوربينية والشواحن الفائقة
في دورة ميللر، عادة ما يسبب الشاحن الفائق فقدانًا للطاقة بنسبة تتراوح بين 15% إلى 20% لدفع الشاحن الفائق للشحن، وهذا هو عيبه. ولكن بالمقارنة، يمكن لشواحن التوربينات استخدام غاز العادم بكفاءة أكبر، مما يقلل من الاعتماد على الطاقة وفقدان الضغط، وخاصة عندما لا تكون هناك حاجة إلى التشغيل بسرعة منخفضة.
على الرغم من أن الشواحن التوربينية تعاني من تأخيرات في الأداء، إلا أنه لا يمكن التقليل من إمكاناتها للتطبيق في المحركات التجارية مع تقدم التكنولوجيا.
مزايا وتطبيقات دورة ميلر
الميزة الرئيسية لدورة ميلر هي أن نسبة التوسع الخاصة بها أكبر من نسبة الانضغاط، مما يجعل من الممكن تقليل الانبعاثات أثناء التشغيل بشكل أكثر فعالية وتحسين أداء المحرك بشكل أكبر. تعتبر هذه التقنية مناسبة بشكل خاص لمحركات الديزل المستخدمة في السفن ومحطات الطاقة الكبيرة.
على الرغم من أن دورة ميللر تتمتع بقدرة خرج أفضل من دورة أتكينسون، إلا أنه في التطبيقات العملية لا يزال من الضروري موازنة العلاقة بين الكفاءة والتكلفة الهيكلية من أجل إجراء التعديلات بناءً على الاحتياجات الفعلية.مع تزايد الطلب على السفر الصديق للبيئة، تواجه تكنولوجيا محرك الاحتراق الداخلي تحديات وفرصًا كبيرة. إن المزيد من تطوير وتطبيق دورة ميلر قد يعطي زخما جديدا للنقل في المستقبل. مع تقدم التكنولوجيا، ما هي مجموعة نقل الحركة التي تعتقد أنها ستصبح سائدة في السوق القادمة؟وفي سياق السعي إلى تحقيق التنمية المستدامة، فإن كيفية دمج هذه التقنيات المتقدمة بشكل فعال سيكون المفتاح لتعزيز تقدم تكنولوجيا محرك الاحتراق الداخلي.
