Atkinson, Miller, proceso do ciclo B: que significa realmente

Os turbocompresores VTG nos motores VW son realmente unidades diésel modificadas.

Os ciclos de Atkinson e Miller sempre están asociados a unha maior eficiencia, pero moitas veces non hai diferenzas entre eles. Quizais non teña sentido, porque ambos os cambios se reducen a unha filosofía fundamental: crear diferentes relacións de compresión e expansión nun motor de gasolina de catro tempos. Dado que estes parámetros son xeométricamente idénticos nun motor convencional, a unidade de gasolina sofre o perigo de golpes de combustible, o que require unha redución da relación de compresión. Non obstante, se se puidese acadar unha relación de expansión máis alta por calquera medio, isto daría lugar a un maior nivel de "exprimir" a enerxía dos gases en expansión e aumentaría a eficiencia do motor. É interesante notar que, puramente historicamente, nin James Atkinson nin Ralph Miller crearon os seus conceptos en busca da eficiencia. En 1887, Atkinson tamén desenvolveu un complexo mecanismo de manivela patentado que consta de varios elementos (semellanzas pódense atopar hoxe no motor Infiniti VC Turbo), que pretendía evitar as patentes de Otto. O resultado da cinemática complexa é a implementación dun ciclo de catro tempos durante unha revolución do motor e outra carreira do pistón durante a compresión e expansión. Moitas décadas despois, este proceso levarase a cabo mantendo aberta a válvula de admisión durante un período máis longo de tempo e case sen excepción empregados en motores en combinación con propulsións híbridas convencionais (sen posibilidade de carga eléctrica externa), como os de Toyota. e Honda. A velocidades medias a altas isto non é un problema porque o fluxo de intrusión ten inercia e ao avanzar o pistón cara atrás compensa o aire de retorno. Non obstante, a baixas velocidades, isto leva a un funcionamento inestable do motor e, polo tanto, tales unidades combínanse con sistemas híbridos ou non usan o ciclo Atkinson nestes modos. Por este motivo, as válvulas de aspiración natural e de admisión considéranse convencionalmente o ciclo de Atkinson. Non obstante, isto non é do todo correcto, porque a idea de realizar varios graos de compresión e expansión controlando as fases de apertura da válvula pertence a Ralph Miller e foi patentada en 1956. Porén, a súa idea non vai encamiñada a conseguir unha maior eficiencia, e a baixar a relación de compresión e o correspondente uso de combustibles de baixo octanaje nos motores das aeronaves. Miller deseña sistemas para pechar a válvula de admisión antes (Early Intake Valve Closure, EIVC) ou posteriormente (Late Intake Valve Closure, LIVC), así como para compensar a falta de aire ou para manter o aire volvendo ao colector de admisión, compresor. úsase.

É interesante notar que o primeiro motor de fase asimétrica funcionando noutro posterior, definido como o "proceso do ciclo Miller", foi creado por enxeñeiros de Mercedes e utilizouse no motor de compresión de 12 cilindros do coche deportivo W 163 dende 1939. antes de que Ralph Miller patentase a súa proba.

O primeiro modelo de produción que usou o ciclo Miller foi o Mazda Millenia KJ-ZEM V6 de 1994. A válvula de admisión péchase máis tarde, devolvendo parte do aire aos colectores de admisión coa relación de compresión practicamente reducida e utilízase un compresor mecánico Lysholm para reter o aire. Así, a relación de expansión é un 15 por cento maior que a relación de compresión. As perdas causadas pola compresión de aire desde o pistón ata o compresor compénsanse coa eficiencia final mellorada do motor.

As estratexias próximas moi tardías e moi temperás teñen diferentes vantaxes en diferentes modos. A baixas cargas, pechar máis tarde ten a vantaxe de que proporciona un acelerador aberto máis amplo e mantén unha mellor turbulencia. A medida que aumenta a carga, a vantaxe desprázase cara a un peche anterior. Non obstante, este último faise menos efectivo a altas velocidades debido ao tempo de enchido insuficiente e á alta caída de presión antes e despois da válvula.

Audi e Volkswagen, Mazda e Toyota

Actualmente, Audi e Volkswagen usan procesos similares nos seus dispositivos 2.0 TFSI (EA 888 Gen 3b) e 1.5 TSI (EA 211 Evo), aos que recentemente se sumou a nova 1.0 TSI. Non obstante, utilizan unha tecnoloxía de válvula de entrada de peche previo na que se arrefría o aire en expansión despois de que a válvula pecha antes. Audi e VW denominan o proceso ciclo B despois do enxeñeiro da compañía Ralph Budak, que refinou as ideas de Ralph Miller e aplicounas a motores turboalimentados. Cunha relación de compresión de 13: 1, a relación real é de aproximadamente 11,7: 1, o que en si é extremadamente alto para un motor de ignición positiva. O papel principal en todo isto é o complexo mecanismo de apertura de válvulas con fases e trazos variables, que promove o vórtice e axústase en función das condicións. Nos motores de ciclo B, a presión de inxección aumenta a 250 bar. Os microcontroladores controlan un proceso suave de cambio de fase e transición do proceso B ao ciclo Otto normal baixo alta carga. Ademais, os motores de 1,5 e 1 litro utilizan turbocompresores de xeometría variable de resposta rápida. O aire precomprimido arrefriado proporciona mellores condicións de temperatura que a compresión directa forte nun cilindro. A diferenza dos turbocompresores BorgWarner VTG de alta tecnoloxía de Porsche usados ​​para modelos máis potentes, as unidades de xeometría variable de VW creadas pola mesma compañía son turbinas practicamente lixeiramente modificadas para motores diésel. Isto é posible debido a que, debido a todo o descrito ata o momento, a temperatura máxima do gas non supera os 880 graos, é dicir, lixeiramente superior á dun motor diésel, o que é un indicador de alta eficiencia.

As empresas xaponesas confunden aínda máis a normalización da terminoloxía. A diferenza doutros motores de gasolina Mazda Skyactiv, o Skyactiv G 2.5 T é turboalimentado e funciona nunha ampla gama de cargas e rpm no ciclo Miller, pero Mazda tamén induce un ciclo no que funcionan as súas unidades Skyactiv G de aspiración natural. Toyota usa un 1.2 D4 -T (8NR-FTS) e 2.0 D4-T (8AR-FTS) nos seus motores turbo, pero Mazda, por outra banda, os define como os mesmos para todos os seus motores de aspiración natural para modelos híbridos e de nova xeración Dynamic Force . con recheo atmosférico como "traballo no ciclo de Atkinson". En todos os casos, a filosofía técnica é a mesma.