Kiến thức ô tô

Động cơ chu trình Miller – Phiên bản biến thể của chu trình Otto

Rate this post

(news.oto-hui.com) —— Được phát minh bởi kỹ sư người Mỹ Ralph Miller vào những 5 1940, động cơ chu trình Miller là 1 biến thể của chu trình Otto và là sự liên kết xuất sắc giữa bộ tăng áp và điều khiển van biến thiên.Mazda cũng sử dụng động cơ chu trình Miller trong nhiều xe hơi Cũng giống như dĩ vãng của lứa tuổi millennials.

Trước hết. Chu kỳ Miller là gì?

Động cơ chu trình Miller rất giống với động cơ chu trình Otto, sử dụng piston, van, bugi, v.v. Chu trình Miller này rất giống với chu trình Atkinson, cũng đóng van nạp rất muộn, nhưng mà ko có tăng áp.

Động cơ Mercedes-Benz W163 V12 sản xuất năm 1939, nguyên lý hoạt động khá giống với động cơ chu trình Miller
Động cơ Mercedes-Benz W163 V12 sản xuất 5 1939, nguyên tắc hoạt động khá giống với động cơ chu trình Miller

Như bạn đã biết, Động cơ chu trình Atkinson Hành trình co giãn (Expansion Stroke) trong hành trình nạp (Expansion Stroke) dài hơn hành trình nén (Compressor Stroke) để bình phục năng lượng dư bị mất trong công đoạn xả trong hành trình xả.Như vậy sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn Động cơ chu trình Otto Thông thường, phổ biến, phổ biến.

Để khắc phục vấn đề này, chu trình Miller (1 dạng biến thể của chu trình Otto) đã có mặt trên thị trường. Chu trình Miller có thêm bộ tăng áp (trái ngược với chu trình Atkinson ko có bộ tăng áp) để tăng áp suất khí nhằm khôi phục 100% công suất có lợi. Trong chu trình Miller và Atkinson, động cơ giữ van nạp mở chỉ mất khoảng khởi đầu hành trình nén. Điều này xúc tiến 1 số phát thải.

Đương nhiên, tận dụng điều này có thể cải thiện hiệu suất nhiên liệu, nhưng mà bộ tăng áp cần hoạt động hiệu quả hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn so với mức tiết kiệm được theo chu trình Miller. Do ấy, nó phải được thiết kế đặc trưng hơn.

2. Điều gì khiến cho chu trình Miller dị biệt?

Trong 1 chu trình Miller, van nạp mở lâu hơn trong 1 động cơ chu trình Otto. Thông thường, động cơ đốt trong thông thường có 4 kỳ: nạp, nén, nổ và xả.Nhưng vơi Sẽ có tối đa 5 chuyến đi cho chu kỳ chi tiết này. Trên thực tiễn, hành trình nén của chu trình Miller bao gồm 2 công đoạn biệt lập: 1 là lúc xupap nạp mở, 2 là lúc xupap nạp đóng.

Động cơ chu trình Miller và động cơ đốt trong thông thường
Động cơ chu trình Miller và động cơ đốt trong thông thường

Khi piston thuở đầu vận động lên trong hành trình nén thông thường, 1 phần hỗn hợp nhiên liệu và ko khí được ép ra ngoài qua van nạp (van này vẫn mở trong 20% ​​hành trình nén).Thông thường, sự thất thoát ko khí này dẫn tới mất các phân tử khí (hay dễ dãi hơn là khối lượng riêng của khí).

  Ưu và nhược điểm của các loại hộp số hiện đại trên ô tô

Tuy nhiên, trong chu trình Miller, điều này sẽ được bù đắp bằng việc sử dụng bộ siêu nạp.Bộ tăng áp sẽ được sử dụng phải là loại Bộ tăng áp độ chuyển dịch hăng hái – Loại gốc và trục vít PDS (Positive Displacement Supercharger), bản lĩnh tăng tốc nhạy bén ở vòng tua thấp. Nếu ko nó sẽ tác động tới công suất ở vòng tua thấp. Ngoài ra, 1 turbo được sử dụng để hiệu quả hơn, 1 động cơ điện sẽ được bổ sung nếu nó ko cần chạy tốt ở vòng tua thấp (lúc ấy nó sẽ là Turbo Hybrid).

ROOT kiểu bộ tăng áp
ROOT kiểu bộ tăng áp

xem thêm: supercharger – bộ tăng áp

Trong động cơ chu trình Miller, các piston chỉ khởi đầu nén hỗn hợp nhiên liệu-không khí sau lúc van nạp đóng. Và lúc van nạp đóng lại sau lúc piston đã vận động 1 khoảng nhất mực so với địa điểm đáy của nó: khoảng 20% ​​tới 30% tổng hành trình piston của hành trình nén (lên).

Việc đóng lại sớm hoặc muộn của công đoạn nạp tiền là Giảm nhiệt độ ở cuối hành trình nénTrong chu trình Miller, van nạp vẫn mở lúc khởi đầu hành trình nén, do ấy 1 số ko khí thoát ra và quay quay về đường ống nạp nhưng mà ko bị nén. Không khí còn lại sẽ ở nhiệt độ thấp hơnnhưng mà với mật độ phân tử khí cao, dẫn tới hiệu suất đốt cháy cao hơn.

Hơn nữa, sự chậm rãi đóng van nạp trong chu trình Miller có tính năng rút ngắn hành trình nén so với hành trình co giãn. Điều này làm tăng áp suất khí, tăng hiệu suất của chu trình.

Kết thúc sớm và muộn của chu kỳ Miller
Chấm dứt sớm và muộn của chu kỳ Miller

Vì sao phải giảm nhiệt độ của hỗn hợp ko khí / nhiên liệu?

Giảm nhiệt độ khí nạp / nhiên liệu có thể làm tăng công suất động nhưng mà ko có bất cứ chỉnh sửa bự nào đối với độ nén xylanh / piston. Khi nhiệt độ thấp hơn ở đầu chu kỳ nén, khối lượng riêng của ko khí khởi đầu tăng và áp suất ko đổi. Cùng lúc, giới hạn tải nhiệt chỉnh sửa do nhiệt độ trung bình của chu trình thấp hơn.

Cách thức hoạt động của chu trình Miller
Phương pháp hoạt động của chu trình Miller

Điều này cho phép kéo dài thời kì đánh lửa vượt ra ngoài khuôn khổ cho phép thông thường trước lúc vụ nổ khởi đầu. Do ấy, nó sẽ cải thiện hiệu suất của động cơ hơn. 1 ích lợi khác của việc nhiệt độ hỗn hợp nhiên liệu-khí nạp thấp hơn (khoảng 20% ​​ở cuối hành trình nạp nhưng mà lúc khởi đầu nén, như miêu tả ở trên) sẽ là giảm lượng khí thải NOx trong động cơ diesel.

  Van điều khiển đường dầu (Van OCV) hoạt động như thế nào?

Đây là 1 tham số thiết kế quan trọng đối với động cơ diesel bự trên tàu thủy hoặc nhà máy điện (tĩnh).

  • Đổi lại, piston đích thực nén hỗn hợp nhiên liệu-không khí từ 70% tới 80% chỉ sau hành trình nén.

Trong công đoạn 1 của hành trình nén, piston đẩy 1 phần hỗn hợp nhiên liệu-không khí qua van nạp vẫn mở và quay quay về đường ống nạp.

Tổng hợp các điểm đặc trưng:

  • Động cơ chu trình Miller dựa trên hệ thống “siêu nạp”.
  • Trong công đoạn nén, van nạp vẫn mở trong vòng 1 phần tư thời kì của hành trình nén.
  10 điều cần biết về việc mua/sử dụng ô tô điện đầu tiên của VinFast – VF e34

Thực tế nén xảy ra ở 80% còn lại của hành trình nén, khi mà công suất thực chỉ đạt được ở 80%. Điều này có tức là tỉ lệ nén sẽ giảm từ 10: 1 xuống dưới 8: 1.

  • Nói cách khác, động cơ được nén với áp suất của bộ siêu nạp thay vì áp suất thành xi lanh.
  • Hành trình nén thực tiễn .

Ấy là nhờ sự liên kết xuất sắc giữa bộ tăng áp và van biến thiên.

3. Ích lợi của việc sử dụng chu trình Miller:

Điểm tốt của động cơ sử dụng chu trình Miller:

  • Tăng tỉ lệ mở mang (~ 1.15) và giảm tỉ lệ nén. Giảm tỷ số nén của động cơ xăng có thể chặn lại hiện tượng kích nổ.
  • Hỗn hợp nhiên liệu và ko khí tối ưu.
  • Tiết kiệm nhiên liệu lên tới 10-15% so với động cơ 4 kỳ thông thường do giảm hành trình nén.
  • Tối ưu hóa những ưu thế cùng lúc giải quyết những giảm thiểu của chu trình Atkinson.
  • Giảm sản xuất NOx

sự khuyết điểm

Tuy nhiên, vào đầu thế kỷ XX, động cơ có tăng áp, phun nhiên liệu và van biến thiên quá đắt để sản xuất;Do làm chỉ mất khoảng ngắn -> ma sát bự -> tác động tới động cơ, piston, xilanh, …);…

Thành ra nó cũng dần bị quên lãng và ít người biết tới. Nhưng lúc công nghệ tân tiến hiện tại, chờ đợi các nhà cung cấp oto sẽ để mắt hơn tới chu trình Miller.

Động cơ chu trình Miller thuở đầu được sử dụng trong 1 số tàu và nhà máy điện, cũng như trong 1 số đầu máy đường sắt như GE PowerHaul. Động cơ cũng được Mazda tùy chỉnh thành động cơ KJ-ZEM V6 cho Mazda Millenia sedan.

Mazda 1993 Động cơ V6 2.3L Miller chu kỳ
Mazda 1993 Động cơ V6 2.3L Miller chu kỳ
Thông số kỹ thuật động cơ Mazda 2.3L Miller Cycle V6
Thông số kỹ thuật động cơ Mazda 2.3L Miller Cycle V6

Vừa mới đây hơn, Subaru đã sử dụng chu trình Miller với động cơ Flat-4 và hệ thống truyền động turbo-hybrid “hybrid song song”, được đặt tên là Subaru B5-TPH.

    Subaru B5-TPH
Subaru B5-TPH

*Bài báo nhiều năm kinh nghiệm về nghiên cứu động cơ chu trình Miller: tại đây


Những bài viết liên can:

  • Động cơ đốt trong chu trình 4 thì Otto
  • Chu trình Atkinson – 1 sự cải tiến của chu trình Otto

Quảng cáo

VuManh Le

A humble man who wants to challenge and explore himself in his 30s

Related Articles

Back to top button