엣킨슨 주기에 대해 이야기하기 전에, 우리는 먼저 오토주기에 대해 알아야 한다. 1862 년에 한 프랑스 엔지니어가 먼저 4 행정 순환 원리를 제시했고, 1876 년에 한 독일 엔지니어 니콜라 오토가 이 원리를 이용하여 엔진을 발명했다. 이 엔진은 회전이 원활하고 소음이 낮기 때문에 공업에 큰 영향을 미치기 때문에 이 주기는 오토루프라고 불린다. 오토 사이클의 한 사이클은 흡입, 압축, 팽창, 작업, 배기 등 네 개의 스트로크로 구성됩니다. 먼저 피스톤이 아래로 이동하여 연료와 공기의 혼합물이 하나 이상의 밸브를 통해 실린더로 들어가고 흡입구가 닫히도록 합니다. 그런 다음 피스톤이 압축 혼합 가스를 위로 움직입니다. 압축 스트로크가 최고점에 이르면 스파크는 혼합가스에 불을 붙이고, 연소 공기 폭발로 인한 추력은 피스톤을 아래로 움직이게 하여 작업 스트로크를 완성합니다. 마지막으로, 연소 후 가스는 배기 밸브를 통해 실린더에서 배출된다. 따라서 오토주기는 내연기관의 열순환으로, 이상적인 정용난방 열순환이다.
오토는 성공적으로 4 행정 엔진을 개선하고 제조했지만, 그는 이 기계를 차량에 적용하지 않았다. 1886 년 칼 벤츠는 오토엔진을 개량된 마차에 적용해 자동차를 발명했다. 현재 연료 엔진의 기본 작동 원리는 여전히 원래의 설계 이념을 따르고 있으며, 본질적인 변화는 없다. 위에서 설명한 바와 같이, 정용난방은 이상적인 열역학 순환입니다. 여기서 정용용량은 엔진 피스톤의 상하사점 위치가 영원히 변하지 않기 때문에 엔진의 변위, 즉 피스톤 궤적의 볼륨이 그대로 유지된다는 것을 의미합니다. -응?
내연 기관이 막 발명된 시대에 엔지니어들은 이 새로운 기계에 대해 여전히 궁금했고, 많은 사람들이 그것을 개선하려고 시도했다. 불과 6 년 후, 영국 엔지니어 제임스 엣킨슨 (James Atkinson)? Atkinson) 은 1882 에서 피스톤이 팽창할 때 스트로크를 증가시켜 더 많은 운동 에너지를 얻고 회전 속도를 높이고자 한다는 아이디어를 제시했습니다. 이렇게 많은 말을 했으니, 우리는 당시의 엔진이 기본적으로 단독수평 구조였으며, 이후의 크랭크축 커넥팅로드 구조는 채택하지 않았다는 것을 이해해야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 크랭크, 크랭크, 크랭크, 크랭크, 크랭크, 크랭크, 크랭크) 커넥팅로드 뒤에서 큰 플라이휠을 밀었습니다. 커넥팅로드와 플라이휠 연결에 위치한 움직이는 클램프를 통해 작업 스트로크는 실제로 압축 스트로크보다 클 수 있습니다. 하지만 당시 엔진 수출전력이 작았기 때문에 이런 순환은 전력 밀도를 떨어뜨렸기 때문에 주류 방안이 될 수 없었다. 엣킨슨은 사람들의 시야에 순환했지만 곧 역사에 들어갔다.
당시 엔진의 전력에 대해 말하자면 벤츠의 첫 번째 차의 엔진을 보면 매우 나쁘다. 단지 0.9 마력으로 차량을 천천히 움직이게 하기에 충분했기 때문에, 당시 엔지니어의 주된 업무는 엔진의 출력력과 전환력을 높이는 것이었다. 이듬해에는 크랭크축과 커넥팅로드의 조합구조가 나타나 피스톤의 운동 여정을 고정치로 하여 기계기구로는 실제로 엣킨슨 순환을 실현할 수 없었다.
수십 년간의 발전을 거쳐 1920 년대와 1930 년대까지 오토사이클 엔진은 엄청난 발전을 이루었다. 점점 더 많은 실린더와 점점 더 큰 변위 외에도 캠 샤프트에 의해 제어되는 복잡한 흡기 및 배기 구조가 있습니다. 이와 함께 기화기의 급유 구조와 수냉식 열 관리 시스템도 점점 성숙해지고 있어 현재 엔진 전력은 이미 문제가 되지 않는다. 하지만 엔진 동력을 높이는 과정에서 압축비가 높아질 때 폭진하기 쉽고, 엔진이 저부하일 때 펌프 손실이 발생하기 쉬우며 엔지니어들이 해결해야 할 문제가 되고 있다.
당시 자동차 최첨단 기술 센터는 이미 유럽에서 미국으로 이전되었다. 제너럴모터스 회사의 악명 높은 납휘발유로 폭진 문제를 해결한 미키리 외에도 미국 엔지니어 R.H. 밀러 (R.H. Miller) 가 1947 에서 일하고 있습니까? EIVC (Eivc) 전략은 2006 년 처음으로 압축 스트로크가 시작되기 전에 흡기 밸브를 닫는 것은 실린더 내 공기 혼합기의 용량을 줄이고 펌핑 손실의 전력을 줄이는 것과 같습니다. 이것은 소위 밀러 루프입니다. 밀러 사이클의 특징은 엔진의 유효 압축비가 팽창비보다 작으며 열효율을 높이고 엔진 폭진을 억제하며 질소산소 화합물 배출을 줄이는 것이다. 여기에서 엔지니어들은 마침내 압축비와 팽창비를 서로 다른 방안으로 실현하는 방법, 즉 흡입구 타이밍을 이용하여 밸브 마감 시간을 앞당겨서 압축비를 낮추는 효과를 얻을 수 있는 새로운 방법을 찾았다.
이론은 이미 성숙했지만, 실제 조작은 여전히 어렵다. 밸브 제어 기술이 아직 성숙하지 않아 정확한 제어 효과를 얻을 수 없기 때문이다. 솔레노이드 밸브와 가변 캠 위상 조절기로 구성된 가변 밸브 타이밍 시스템이 나타날 때까지 밀러 사이클은 엔진에 실제로 효과적으로 적용되어 엔진이 서로 다른 조건에서 밀러 사이클과 오토 사이클 사이를 자연스럽게 전환할 수 있도록 합니다.
여기서 말하고자 하는 것은 밀러 순환과 엣킨슨 순환의 핵심 의미는 다르다는 것이다. 전자의 출발점은 압축성 가스 (폭발과 흡기 손실 감소) 를 줄이는 것이고, 후자의 진정한 의도는 팽창비 (더 많은 일을 하는 것) 를 늘리는 것이다. 그러나 둘 다 목표가 있고 작업 스트로크가 압축 스트로크보다 크기 때문에 유사점이 있습니다. 밀러 순환의 특허 기술이 마자다에 의해 획득되었기 때문에 도요타, 혼다, 대중과 같은 다른 브랜드는 특허 독점을 피하기 위해 밀러 순환을 엣킨슨 순환이라고 부를 수밖에 없었다.
그럼, 엣킨슨 사이클을 실제로 실현할 수 있는 엔진이 있나요? 오랜 시간 동안, 그것은, 또는 대량 생산이 이루어지지 않았다. 최근 닛산 VC-Turbo 기술의 성숙이 되어서야 엣킨슨 순환을 현실로 되돌려 놓을 수 있었다. 우리는 이 기술에 대해 자세히 이야기할 기회가 있다.
현재의 밀러 순환 기술로 돌아가면, 우리는 도요타와 대중이 다른 전략을 채택했다는 것을 알게 될 것이다. 폭스 바겐 EA888 과 같은 엔진은 흡기 밸브를 미리 끄는 전략을 사용하여 밀러 사이클을 실현하고, 도요타의 혼동 시스템은 대부분 흡기 밸브를 지연시키는 전략을 채택하고 있다. 전자는 공기 흡입시간을 직접 줄여 공기 흡입량을 줄이고, 후자는 일부 실린더에 들어가는 혼합물을 공기 흡입관으로 다시 밀어 넣는다. 전자는 밀러가 그해 제시한 기술 노선과 정확히 일치하며, 증압, 중간 냉각 등의 기술에 대한 보조가 필요하며, 후자는 모터의 보조하에 엔진의 고부하 시 부담을 분담하여 엔진이 저부하 시 밀러 사이클의 장점을 충분히 발휘할 수 있게 한다. 시동을 메우고 고부하를 가속화할 때 동력이 부족한 문제를 모터로 보충하는 것과 같다.
말하자면, 다음에 남자가 판매원을 만나 엣킨슨 순환에 대해 이야기한다면, 직설적으로 대답할 수 있다. 네가 틀렸다. 사실 밀러 순환이다.
이 글은 자동차 작가 자동차의 집에서 온 것으로, 자동차의 집 입장을 대표하지 않는다.