Motorra. Otto eta Atkinson zikloen arteko desberdintasunak
Aspalditik, "Atkinson ekonomiaren ziklo motorra" terminoa gero eta ohikoagoa da. Zer da ziklo hau eta zergatik murrizten du erregaiaren kontsumoa?
Gaur egun, lau aldiko gasolina-motor ohikoenek Otto zikloa deritzonean funtzionatzen dute, Nikolaus Otto asmatzaile alemaniarrak XNUMXgarren mendearen amaieran garatua, barne-errekuntzako lehen motor arrakastatsuenetako baten diseinatzaileak. Ziklo honen funtsa biraderaren bi biratan egiten diren lau trazuek osatzen dute: sarrera-ibilbidea, konpresio-ibilbidea, lan-ibilbidea eta ihes-ibilbidea.
Harrera-ibilbidearen hasieran, harrera-balbula irekitzen da, eta, horren bidez, aire-erregaiaren nahasketa hartu-emaneko kolektoretik ateratzen da pistoia atzera eginez. Konpresio-ibilbidea hasi baino lehen, sarrera-balbula ixten da eta burura itzultzen den pistoiak nahastea konprimitzen du. Pistoia bere posizio gorenera iristen denean, nahasketa txinparta elektriko batek pizten du. Sortzen diren ihes-gas beroek pistoia hedatu eta bultzatzen dute, haren energia transferituz, eta pistoia burutik ahalik eta urrunen dagoenean, ihes-balbula irekitzen da. Ihes-ibilbidea itzulerako pistoiak ihes-gasak zilindrotik atera eta ihes-kolektorera bultzatzen dituenean hasten da.
Zoritxarrez, ihes-gasen energia guztia ez da erabiltzen potentzia-ibilbidean pistoia bultzatzeko (eta, biela bidez, biradera biratzeko). Presio handian daude oraindik arnasketa-balbula irekitzen denean arnasaldi-kolpearen hasieran. Honen berri jakin dezakegu, muturra hautsita duen kotxe batek egiten duen zarata entzuten dugunean, airera energia isurtzearen ondorioz sortzen da. Horregatik, gasolina-motor tradizionalak ehuneko 35 inguru baino ez dira eraginkorrak. Lan-ibilbidean pistoiaren ibilbidea handitu eta energia hori erabiltzea posible balitz ...
Ideia hau James Atkinson asmatzaile ingelesari heldu zitzaion. 1882an, motor bat diseinatu zuen, non, pistoiak biraderari lotzen zituzten bultzatzaileen sistema konplexu bati esker, potentzia-ibilbidea konpresio-ibilbidea baino luzeagoa zen. Ondorioz, ihes-ibilbidearen hasieran, ihes-gasen presioa presio atmosferikoaren parekoa zen ia, eta haien energia guztiz erabili zen.
Editoreak gomendatzen du:
Platerak. Gidariak iraultza baten zain?
Neguan gidatzeko etxeko moduak
Haurtxo fidagarria diru gutxigatik
Beraz, zergatik ez da Atkinson-en ideia gehiago erabili, eta zergatik erabili dute barne-errekuntzako motorrek eraginkortasun txikiagoa duen Otto zikloa mende bat baino gehiagoz? Bi arrazoi daude: bata Atkinson motorraren konplexutasuna da, eta bestea -eta garrantzitsuagoa dena- zenbat eta potentzia gutxiago jasotzen duen desplazamendu-unitate batetik.
Hala ere, erregaiaren kontsumoari eta motorizazioak ingurumenean duen eraginari gero eta arreta handiagoa ematen zitzaionez, Atkinson motorraren eraginkortasun handia gogoratu zen, batez ere abiadura ertainean. Bere kontzeptua irtenbide bikaina izan zen, batez ere ibilgailu hibridoetan, zeinetan motor elektrikoak potentzia eza konpentsatzen du, batez ere abiaraztean eta bizkortzean beharrezkoa dena.
Horregatik, eraldatutako Atkinson zikloko motorra erabili zen masan ekoitzitako lehen auto hibridoan, Toyota Prius-ean, eta gero Toyota eta Lexus hibrido guztietan.
Zer da Atkinson ziklo aldatu bat? Soluzio adimentsu horri esker, Toyota motorrak ohiko lau aldiko motorren diseinu klasiko eta sinpleari eutsi zion, eta pistoiak distantzia berdina egiten du trazu bakoitzean, trazu eraginkorra konpresio-ibilbidea baino luzeagoa izanik.
Izan ere, bestela esan behar da: konpresio-ziklo eraginkorra lan-zikloa baino laburragoa da. Hau konpresio-ibilbidea hasi eta gutxira ixten den sarrera-balbularen ixtea atzeratuz lortzen da. Horrela, aire-erregaiaren nahastearen zati bat hartu-emanera itzultzen da. Horrek bi ondorio ditu: erretzean sortzen den ihes-gasen kopurua txikiagoa da eta ihes-ibilbidea hasi baino lehen guztiz zabaltzeko gai da, energia guztia pistoiari transferituz, eta energia gutxiago behar da nahasketa gutxiago konprimitzeko, hau da. barne motorraren galerak murrizten ditu. Soluzio hau eta beste batzuk erabiliz, laugarren belaunaldiko Toyota Prius motorra %41eko eraginkortasun termikoa lortu ahal izan zuen, lehen diesel motorretan bakarrik zegoena.
Irtenbidearen edertasuna da sarrerako balbulak ixteko atzerapenak ez duela diseinu aldaketa handirik behar; nahikoa da balbula-denbora aldatzeko elektronikoki kontrolatutako mekanismo bat erabiltzea.
Eta hala bada, posible al da eta alderantziz? Tira, noski; naturalki! Aspalditik ekoitzi dira funtzio-ziklo aldakorreko motorrak. Potentzia-eskaera txikia denean, adibidez, errepide lasaietan gidatzen denean, motorrak Atkinson zikloan funtzionatzen du erregai-kontsumo txikian. Eta errendimendu hobea behar denean -faroak edo aurreratzeak- Otto ziklora pasatzen da, eskuragarri dauden dinamika guztiak erabiliz. 1,2 litroko turbokargadun injekzio zuzeneko motor hau, adibidez, Toyota Auris eta Toyota C-HR city SUV berrian erabiltzen da. Bi litroko motor bera erabiltzen da Lexus IS 200t, GS 200t, NX 200t, RX 200t eta RC 200t.
