Atkinson, Miller, B-주기 프로세스: 실제로 의미하는 것

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VW 엔진의 VTG 터보차저는 실제로 수정된 디젤 장치입니다.
Audi와 Volkswagen, Mazda와 Toyota

VW 엔진의 VTG 터보차저는 실제로 수정된 디젤 장치입니다.

Atkinson 및 Miller 사이클은 항상 효율성 증가와 관련이 있지만 종종 차이가 없습니다. 1887행정 가솔린 엔진에서 서로 다른 압축비와 팽창비를 만들어 내는 근본적인 철학에 두 가지 변화가 있기 때문입니다. 이러한 매개변수는 기존 엔진에서 기하학적으로 동일하기 때문에 가솔린 장치는 압축비를 줄여야 하는 연료 노킹의 위험이 있습니다. 그러나 어떤 방법으로든 더 높은 팽창비를 달성할 수 있다면 팽창하는 가스의 에너지를 더 높은 수준으로 "압축"하고 엔진 효율을 높일 수 있습니다. 순전히 역사적으로 James Atkinson이나 Ralph Miller는 효율성을 찾아 개념을 만들지 않았다는 점에 주목하는 것이 흥미 롭습니다. 1956년 Atkinson은 또한 Otto의 특허를 피하기 위해 여러 요소(오늘날 Infiniti VC Turbo 엔진에서 유사점을 찾을 수 있음)로 구성된 특허받은 복잡한 크랭크 메커니즘을 개발했습니다. 복잡한 운동학의 결과로 엔진이 한 번 회전하는 동안 XNUMX행정 사이클이 구현되고 압축 및 팽창 동안 또 다른 피스톤 행정이 구현됩니다. 수십 년 후, 이 프로세스는 Toyota와 같은 기존 하이브리드 파워트레인(외부 전기 충전 가능성 없음)과 함께 엔진에 사용되는 엔진에 거의 예외 없이 더 오랜 시간 동안 흡기 밸브를 열어 두는 방식으로 수행됩니다. 그리고 혼다. 중속 및 고속에서는 침입 흐름에 관성이 있고 피스톤이 뒤로 이동함에 따라 반환 공기를 보상하기 때문에 문제가 되지 않습니다. 그러나 저속에서는 불안정한 엔진 작동으로 이어지므로 이러한 장치는 하이브리드 시스템과 결합되거나 이러한 모드에서 Atkinson 사이클을 사용하지 않습니다. 이러한 이유로 자연 흡기 및 흡기 밸브는 일반적으로 Atkinson 주기로 간주됩니다. 그러나 이것은 밸브 개방 단계를 제어하여 다양한 수준의 압축 및 팽창을 실현한다는 아이디어가 Ralph Miller에 속하고 XNUMX년에 특허를 받았기 때문에 완전히 정확하지 않습니다. 그러나 그의 아이디어는 더 큰 효율성을 달성하고 압축비를 낮추고 이에 따라 항공기 엔진에서 저옥탄가 연료를 사용하는 것을 목표로 하지 않습니다. Miller는 흡기 밸브를 더 일찍(Early Intake Valve Closure, EIVC) 또는 나중에(Late Intake Valve Closure, LIVC) 닫고 공기 부족을 보상하거나 공기가 흡기 매니폴드, 컴프레서로 계속 돌아가도록 하는 시스템을 설계합니다. 사용.

"Miller 사이클 프로세스"로 식별되는 나중에 실행되는 비대칭 위상을 가진 최초의 엔진이 Mercedes 엔지니어에 의해 만들어졌으며 W 12 스포츠카의 163 기통 압축기 엔진에 사용되었다는 점은 흥미 롭습니다. 1939. Ralph Miller가 그의 테스트에 특허를 내기 전에.

Miller 사이클을 사용한 최초의 생산 모델은 6년 Mazda Millenia KJ-ZEM V1994입니다. 흡기 밸브는 나중에 닫히고 공기의 일부는 압축비가 실질적으로 감소된 흡기 매니폴드로 반환되며 Lysholm 기계식 압축기는 공기를 유지하는 데 사용됩니다. 따라서 팽창비는 압축비보다 15% 더 큽니다. 피스톤에서 컴프레서까지의 공기 압축으로 인한 손실은 엔진의 최종 효율성 향상으로 보상됩니다.

아주 늦은 마감 전략과 아주 이른 마감 전략은 모드에 따라 서로 다른 장점이 있습니다. 낮은 부하에서 나중에 닫는 것은 더 넓은 개방 스로틀을 제공하고 더 나은 난기류를 유지하는 이점이 있습니다. 부하가 증가함에 따라 장점은 조기 마감으로 이동합니다. 그러나 후자는 충진 시간이 불충분하고 밸브 전후의 큰 압력 강하로 인해 고속에서 덜 효과적입니다.

Audi와 Volkswagen, Mazda와 Toyota

유사한 프로세스가 현재 Audi와 Volkswagen에서 2.0 TFSI(EA 888 Gen 3b) 및 1.5 TSI(EA 211 Evo) 장치에 사용되고 있으며 최근에는 새로운 1.0 TSI가 합류했습니다. 그러나 그들은 밸브가 더 일찍 닫힌 후에 팽창하는 공기를 냉각시키는 흡기 밸브 사전 폐쇄 기술을 사용합니다. Audi와 VW는 Ralph Miller의 아이디어를 다듬고 이를 터보차저 엔진에 적용한 회사 엔지니어 Ralph Budak의 이름을 따서 이 프로세스를 B-사이클이라고 부릅니다. 13:1의 압축비에서 실제 비율은 약 11,7:1이며 포지티브 점화 엔진의 경우 자체적으로 매우 높습니다. 이 모든 것의 핵심은 소용돌이를 촉진하고 조건에 따라 조정하는 가변 위상 및 스트로크가 있는 복잡한 밸브 개방 메커니즘입니다. B 사이클 엔진에서는 분사 압력이 250bar로 증가합니다. 마이크로컨트롤러는 부하가 높은 상태에서 B 프로세스에서 일반 Otto 사이클로 위상 변경 및 전환의 원활한 프로세스를 관리합니다. 또한 1,5리터 및 1리터 엔진은 반응이 빠른 가변 지오메트리 터보차저를 사용합니다. 냉각된 사전 압축 공기는 실린더에서 직접 강한 압축보다 더 나은 온도 조건을 제공합니다. 보다 강력한 모델에 사용되는 Porsche의 하이테크 BorgWarner VTG 터보차저와 달리 같은 회사에서 제작한 VW의 가변 형상 장치는 기본적으로 디젤 엔진용으로 약간 수정된 터보차저입니다. 이것은 지금까지 설명한 모든 것 때문에 최대 가스 온도가 880도를 초과하지 않는다는 사실, 즉 고효율의 지표인 디젤 엔진보다 약간 높기 때문에 가능합니다.

일본 기업들은 용어의 표준화를 더욱 혼란스럽게 한다. Mazda의 다른 Skyactiv 가솔린 엔진과 달리 Skyactiv G 2.5 T는 터보차저이며 밀러 사이클에서 다양한 부하와 회전수에 걸쳐 작동하지만 Mazda도 자연 흡기 Skyactiv G 장치가 작동하는 사이클을 호출합니다.Toyota는 1.2 D4-를 사용합니다. T(8NR-FTS) 및 2.0 D4-T(8AR-FTS)는 터보 엔진에 있지만 Mazda는 하이브리드 모델 및 차세대 Dynamic Force 자동차의 모든 자연 흡기 엔진에 대해 동일하게 정의합니다. . "Atkinson주기 작업"으로 대기 충전으로. 모든 경우에 기술 철학은 동일합니다.