Động cơ chu trình miller – phiên bản biến thể của chu trình otto

Động chu trình Miller – Phiên biến thể chu trình Otto (News.oto-hui.com) – Động chu trình Miller phát minh kỹ sư người Mỹ Ralph Miller năm 1940 Đây biến thể chu trình Otto, chu trình kết hợp hoàn hảo tăng áp van biến thiên Hãng xe Mazda sử dụng loại động chu trình Miller số dịng xe Millenia khứ Chu trình Miller gì? Động chu trình Miller giống với động chu trình Otto, sử dụng pít-tơng, van, bugi, v.v Chu trình Miller giống với chu trình Atkinson, chu trình đóng van nạp muộn khơng có tăng áp Động Mercedes-Benz W163 V12 sản xuất năm 1939, nguyên lý hoạt động giống với động chu trình Miller Như biết, động chu trình Atkinson hành trình giãn nở kỳ nạp (Expansion Stroke) dài hành trình nén (Compressor Stroke), để thu lại lượng cịn sót lại, bị q trình thải khí kỳ xả Do đó, có hiệu nhiên liệu cao so với động chu trình Otto thơng thường Để giải vấn đề này, chu trình Miller (phiên biến thể chu trình Otto) đời Chu trình Miller bổ sung tăng áp (khác với chu trình Atkinson khơng có tăng áp) để tăng áp suất khơng khí nhằm khơi phục 100% cơng suất có ích Trong hai chu trình Miller Atkinson, động để van nạp mở thời gian bắt đầu kỳ nén Điều đẩy phần khí thải trở lại Tất nhiên, việc tận dụng để đem lại hiệu suất nhiên liệu cao tăng áp cần phải làm việc hiệu hơn, tiêu hao lượng so với mức tiết kiệm đạt theo chu trình Miller Do đó, phải thiết kế đặc biệt Điều làm nên khác biệt cho chu trình Miller? Trong chu trình Miller, van nạp mở lâu so với động chu trình Otto Thơng thường động đốt truyền thống có hành trình: nạp, nén, nổ, xả Nhưng với chu trình đặc biệt có đến hành trình Thực tế, hành trình nén chu trình Miller gồm hai giai đoạn khác nhau: Một xupap nạp mở Hai xupap nạp đóng Động chu trình Miller động đốt truyền thống Khi piston ban đầu di chuyển lên theo kiểu truyền thống hành trình nén, phần hỗn hợp nhiên liệu khí bị đẩy ngồi thơng qua xupap nạp (vẫn mở 20% hành trình nén) Thơng thường, mát khơng khí dẫn đến mát phân tử khí (hay nói dễ hiểu mật độ khí) Tuy nhiên, chu trình Miller, điều bù đắp việc sử dụng siêu nạp Bộ tăng áp (Supercharger) cần sử dụng phải loại Positive Displacement Supercharger – PDS (Siêu nạp dịch chuyển tích cực) kiểu Root Screw, đáp ứng khả tăng tốc tốt vịng tua tốc độ thấp Nếu khơng, cơng suất vịng tua thấp bị ảnh hưởng Ngồi ra, việc sử dụng tăng áp để đạt hiệu cao hơn, khơng u cầu vận hành tốt vịng tua máy thấp bổ sung thêm động điện (khi trở thành Turbo Hybrid) Supercharger kiểu ROOT Xem thêm về: Siêu tăng áp – Supercharger Trong động chu trình Miller, piston bắt đầu nén hỗn hợp nhiên liệu-khơng khí sau xupap nạp đóng lại Và xupap nạp đóng lại sau piston khoảng định so với vị trí nó: khoảng 20 đến 30% tổng hành trình piston hành trình nén (đi lên) Việc đóng xupap nạp sớm muộn để giảm nhiệt độ cuối hành trình nén Ở chu trình Miller, xupap nạp mở đầu kỳ nén, có phần khơng khí quay trở lại đường ống nạp mà không nén Khơng khí cịn lại nhiệt độ thấp hơn, với mật độ phân tử khí cao, lại hiệu cháy cao Bên cạnh đó, trì hỗn thời điểm đóng xupap nạp chu trình Miller có tác dụng rút ngắn hành trình nén so với hành trình giãn nở Điều làm tăng áp suất khí, tăng hiệu chu trình Các góc đóng sớm mở muộn chu trình Miller Tại phải giảm nhiệt độ hỗn hợp không khí/nhiên liệu? Việc giảm nhiệt độ khơng khí / nhiên liệu nạp cho phép tăng công suất động mà không thực thay đổi lớn ảnh hưởng trình nén xylanh/piston Khi nhiệt độ thấp đầu chu kỳ nén, mật độ không khí bắt đầu tăng lên, áp suất lúc khơng thay đổi Đồng thời, giới hạn tải nhiệt thay đổi nhiệt độ trung bình thấp chu trình Nguyên lý hoạt động chu trình Miller Điều cho phép nâng cao thời gian đánh lửa vượt mức cho phép thông thường trước bắt đầu xảy tượng kích nổ Do tăng hiệu suất động Một lợi nhiệt độ hỗn hợp khơng khí nhiên liệu thời điểm nạp (cuối kỳ nạp qua đầu kỳ nén khoảng 20%, đề cập trên) thấp giảm phát thải NOx động diesel Đây thông số thiết kế quan trọng động diesel lớn tàu thuỷ nhà máy phát điện (tĩnh) Bù lại, piston thực nén hỗn hợp nhiên liệu-khơng khí khoảng 70% đến 80% sau hành trình nén Trong giai đoạn hành trình nén, piston đẩy phần hỗn hợp nhiên liệu-khơng khí qua van nạp mở quay trở lại đường ống nạp Tóm tắt điểm đặc biệt: Động có chu trình Miller phụ thuộc vào hệ thống ”siêu tăng áp” Ở kỳ nén, van nạp mở thời gian khoảng cỡ 1/4 thời gian nén Quá trình nén thực tế diễn mức 80% cịn lại kỳ nén, cơng suất thực tế đạt 80% Đồng nghĩa với tỷ số nén giảm từ 10:1 xuống 8:1 Nói cách khác, động nén với áp suất siêu nạp tăng áp thay áp suất thành xi lanh Hành trình nén thực tế < Hành trình cháy giãn nở Để làm điều nhờ kết hợp hoàn hảo tăng áp van biến thiên Lợi ích việc sử dụng chu trình Miller: Ưu điểm động sử dụng chu trình Miller: Tăng tỷ số giãn nở (~1.15), giảm tỷ số nén Việc giảm tỷ số nén cho động xăng tránh tượng kích nổ Tối ưu hỗn hợp nhiên liệu khơng khí Tiết kiệm nhiên liệu đến 10 – 15% so với động kỳ truyền thống giảm hành trình nén Tối ưu điểm mạnh đồng thời khắc phục hạn chế chu trình Atkinson Giảm lượng NOx sinh Nhược điểm Tuy nhiên với thời điểm năm đầu kỷ XX, chi phí sản xuất động trang bị tăng áp, phun xăng van biến thiên cao; độ hao mòn lớn (do sinh công quãng thời gian ngắn -> Ma sát lớn -> Ảnh hưởng đến động cơ, piston, xy lanh,…);… Nên dần vào quên lãng, người biết Nhưng với công nghệ phát triển nay, hy vọng hãng xe ý đến chu trình Miller Loại động chu trình Miller ban đầu sử dụng số loại tàu thủy nhà máy phát điện, hay số đầu máy đường sắt GE PowerHaul Động này Mazda tuỳ chỉnh thành động KJ-ZEM V6, sử dụng mẫu sedan Mazda Millenia Động 2.3L Miller cycle V6 Mazda 1993 Thông số động 2.3L Miller cycle V6 Mazda Gần nhất, Subaru sử dụng chu trình Miller với động Boxer nằm ngang (Flat-4 Engine) họ với hệ thống truyền động Turbo Hybrid “Turbo Parallel Hybrid”, gọi Subaru B5-TPH Subaru B5-TPH ... đóng xupap nạp chu trình Miller có tác dụng rút ngắn hành trình nén so với hành trình giãn nở Điều làm tăng áp suất khí, tăng hiệu chu trình Các góc đóng sớm mở muộn chu trình Miller Tại phải... lanh Hành trình nén thực tế < Hành trình cháy giãn nở Để làm điều nhờ kết hợp hoàn hảo tăng áp van biến thiên Lợi ích việc sử dụng chu trình Miller: Ưu điểm động sử dụng chu trình Miller: Tăng... -> Ảnh hưởng đến động cơ, piston, xy lanh,…);… Nên dần vào qn lãng, người biết Nhưng với cơng nghệ phát triển nay, hy vọng hãng xe ý đến chu trình Miller Loại động chu trình Miller ban đầu sử