Циклы Миллера, Аткинсона и Отто — в чём их различие?

Цикл Миллера, цикл Аткинсона и цикл Отто имеют явное различие: наддув и эффективность. Сможете ли вы сказать, какой из них лучший на сегодняшний день?

С тех пор как на рынке появились первые автомобили с поршневыми двигателями внутреннего сгорания, называемыми ДВС, они постоянно развивались, и даже появились новые разновидности, целью которых является улучшение производительности соответствующих транспортных средств.

Прежде всего важно помнить, что поршневые двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по количеству цилиндров, их расположению и даже по типу цикла. Сегодня мы хотим пойти немного дальше и объяснить, в чём заключаются три наиболее распространённых цикла в современных автомобилях. Речь идёт о цикле Миллера, цикле Аткинсона и цикле Отто — в чём их различие?

В чём заключается цикл Отто и чем он отличается?

Цикл Отто имеет четыре такта, и его цель — преобразовать химическую энергию в механическую. Первый этап называется впуск. Здесь поршень опускается по цилиндру от верхней мёртвой точки до нижней, заполняя цилиндр смесью воздуха и бензина.

Второй этап, сжатие, состоит в перемещении от нижней мёртвой точки к верхней, сжимая или уплотняя смесь. Когда поршень достигает верхней части, происходит воспламенение от искры, создаваемой свечой зажигания.

Третий этап, рабочий ход, заключается в том, что сила, возникшая ранее, перемещает поршень, чтобы он вновь опустился в исходное положение, генерируя таким образом механическую энергию. Четвёртый этап, называемый выпуск, заключается в том, что двигатель выталкивает газы, образовавшиеся в результате сгорания. Чтобы это движение происходило эффективно, механизмы должны быть синхронизированы, особенно в открытии и закрытии клапанов.

В цикле Отто на первом этапе клапаны открываются, пропуская смесь; на втором впускной клапан закрывается, а выпускной остаётся закрытым. На третьем этапе оба клапана закрыты, а на четвёртом открывается только выпускной клапан.

Цикл Аткинсона — как он работает?

Цикл Аткинсона по принципу работы похож на цикл Отто. Единственное отличие заключается в фазе сжатия. В таких двигателях впускной клапан остаётся открытым дольше на пути поршня к верхней мёртвой точке.

Если в цикле Отто впускные клапаны закрывались вскоре после начала движения вверх, то в цикле Аткинсона это время увеличивается.

Цикл Миллера — что в нём особенного?

Двигатели, использующие цикл Миллера, устроены так же, как двигатели с циклом Аткинсона, но к ним добавляется наддув. Главное преимущество таких двигателей — большая эффективность, что означает меньший расход топлива, однако при уменьшении степени сжатия в цилиндре снижаются крутящий момент и, в свою очередь, мощность.

В этом типе цикла проблема недостатка мощности частично решается за счёт наддува. Цикл Миллера используется прежде всего в гибридных автомобилях, поскольку нехватку крутящего момента компенсирует электродвигатель, который, как всем известно, обеспечивает мгновенный и достаточно высокий крутящий момент.

Какие детали двигателя участвуют в циклах Миллера, Аткинсона и Отто?

Цилиндр

Эта деталь цилиндрическая, в ней расположен поршень. Кроме того, она вмещает смесь до и во время сжатия.

Поршень

Совершает движение вверх и вниз, чтобы сжимать смесь воздуха и бензина.

Шатун

Эта деталь соединяет поршень с коленчатым валом.

Коленчатый вал

Через поршень и шатун, круговым движением, передаёт движение колёсам через трансмиссию.

Кулачки

Имеют очень характерную форму, похожую на яйцо, и вращаются, открывая и закрывая клапаны.

Клапаны

Их функция — позволять воздуху входить в цилиндр.

Свечи

Они отвечают за запуск третьего этапа цикла с помощью искры.