Language
Country/Area
No result found
Нагнетатели и цикл Миллера: как энергия взрывается в двигателе?
В современной технике цикл Миллера рассматривается как инновационный термодинамический цикл, особенно при проектировании двигателей внутреннего сгорания. Эта технология двигателя, впервые запатентованная американским инженером Ральфом Миллером в 1957 году, сочетает в себе преимущества нагнетателя для улучшения производительности двигателя и достижения более высокой топливной эффективности.
Традиционные двигатели внутреннего сгорания в основном используют четыре такта, включая два такта высокой мощности: такт сжатия и рабочий такт. В цикле Миллера впускной клапан открыт в течение длительного времени, в результате чего такт сжатия разделяется на две стадии. Во время этого процесса часть топливной смеси, поступающей в цилиндр, выталкивается обратно во впускной канал, что обычно приводит к потере мощности, но цикл Миллера компенсирует эту потерю с помощью нагнетателя.
Цикл Миллера характеризуется «пятым тактом», что не характерно для традиционных конструкций двигателей.
Разработка степени сжатия и степени расширения двигателя с циклом Миллера делает сжатие топливной смеси более эффективным. Когда впускной клапан закрыт, поршень осуществляет реальное сжатие, что позволяет двигателю работать при более низкой температуре, тем самым улучшая общий тепловой КПД.
Принцип работы цикла Миллера
В цикле Миллера решающее значение имеет работа нагнетателя. Это устройство по-прежнему может производить достаточный наддув на относительно низких оборотах, позволяя двигателю сохранять хорошие характеристики в различных условиях эксплуатации. Напротив, эксплуатационная эффективность может быть дополнительно повышена за счет комбинации нагнетателя и турбонагнетателя, но это также связано с более серьезными техническими проблемами.
Примечательной особенностью цикла Миллера является то, что когда поршень начинает сжимать топливо, впускной клапан все еще открыт, так что во время начальной части такта сжатия поршень выталкивает часть топливной смеси обратно в Впускной коллектор. Это может показаться потерей, но она с лихвой компенсируется мощностью наддува.
Контроль температуры инфляции
Одним из преимуществ цикла Миллера является то, что он позволяет снизить температуру входящего газа. Благодаря охлаждающему эффекту нагнетателя эта операция не только улучшает мощность двигателя, но и увеличивает плотность воздуха при одновременном снижении давления. Целью этой конструкции является повышение эффективности сгорания и снижение выбросов оксидов азота, что особенно важно в больших дизельных двигателях на кораблях и электростанциях.
Постоянное снижение конечной температуры заряда повышает общую эффективность двигателя и может еще больше увеличить угол опережения зажигания и преодолеть нормальный предел детонации.
Степень сжатия и энергоэффективность
Цикл Миллера значительно повышает энергоэффективность благодаря эффективному сочетанию степеней сжатия и расширения. Поскольку во время такта расширения газ может расширяться практически до атмосферного давления, это создает хорошие условия для рекуперации энергии двигателя. Однако эти конструкции также имеют некоторые недостатки, такие как потеря нагнетателя и колебания производительности.
Испытание Supercharger
Хотя использование нагнетателя объемного типа может улучшить производительность двигателя, оно также приведет к дополнительным потерям энергии, составляющим от 15 до 20% генерируемой мощности. Кроме того, турбонагнетатель может испытывать задержку на низких оборотах, что требует от двигателя использования цикла Миллера для продолжения работы на более низких оборотах, чтобы компенсировать разницу в производительности.
Сводка
В современных конструкциях автомобилей цикл Миллера, несомненно, является важной особенностью, повышающей эффективность сгорания. Будь то обычный потребительский автомобиль или высокопроизводительный гоночный автомобиль, эта конструкция двигателя демонстрирует свои превосходные преимущества и практичность. С развитием технологий баланс между технологией наддува и циклом двигателя в будущем станет все более важным. Итак, как будущие конструкции двигателей смогут найти наилучший баланс между производительностью и защитой окружающей среды?
