Große Originale. Der Atkinson-Zyklus: So funktioniert es, den Atkinson-Zyklus auf die Automobilindustrie anzuwenden

Bevor ich über die Eigenschaften des "Mazda" -Motors "Miller" (Miller-Zyklus) spreche, stelle ich fest, dass es sich nicht um einen Fünftakt, sondern um einen Viertakt wie beim Ottomotor handelt. Der Miller-Motor ist nichts anderes als ein verbesserter klassischer Verbrennungsmotor. Konstruktiv sind diese Motoren praktisch gleich. Der Unterschied liegt in der Ventilsteuerung. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass der klassische Motor nach dem Zyklus des deutschen Ingenieurs Nikolos Otto arbeitet und der "Mazda" -Motor "Miller" - nach dem Zyklus des britischen Ingenieurs James Atkinson, obwohl er aus irgendeinem Grund benannt ist nach dem amerikanischen Ingenieur Ralph Miller. Letzterer hat zwar auch einen eigenen Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors geschaffen, ist aber in seiner Effizienz dem Atkinson-Zyklus unterlegen.

Die Attraktivität des im Xedos 9-Modell (Millenia oder Eunos 800) verbauten V-Six liegt darin, dass er bei einem Arbeitsvolumen von 2,3 Litern 213 PS leistet. und einem Drehmoment von 290 Nm, was der Charakteristik eines 3-Liter-Motors entspricht. Gleichzeitig ist der Kraftstoffverbrauch eines so starken Motors sehr gering - auf der Autobahn 6,3 (!) L / 100 km, in der Stadt - 11,8 l / 100 km, was der Leistung von 1,8-2-Liter entspricht Motoren. Nicht schlecht.

Um das Geheimnis des Miller-Motors zu verstehen, sollte man sich das Funktionsprinzip des bekannten Viertakt-Ottomotors ins Gedächtnis rufen. Der erste Takt ist der Ansaugtakt. Es beginnt nach dem Öffnen des Einlassventils, wenn sich der Kolben nahe dem oberen Totpunkt (OT) befindet. Beim Abwärtsfahren erzeugt der Kolben im Zylinder ein Vakuum, das zum Ansaugen von Luft und Kraftstoff beiträgt. Gleichzeitig treten bei niedrigen und mittleren Drehzahlen bei teilweise geöffneter Drosselklappe sogenannte Pumpverluste auf. Ihr Wesen ist, dass die Kolben aufgrund des hohen Unterdrucks im Saugrohr im Pumpbetrieb arbeiten müssen, was einen Teil der Motorleistung verbraucht. Außerdem verschlechtert sich die Füllung der Zylinder mit Frischladung und dementsprechend steigen der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen in die Atmosphäre. Wenn der Kolben den unteren Totpunkt (UT) erreicht, schließt das Einlassventil. Danach komprimiert der sich nach oben bewegende Kolben das brennbare Gemisch - ein Kompressionshub tritt auf. Nahe dem OT wird das Gemisch gezündet, der Druck im Brennraum steigt, der Kolben bewegt sich nach unten - der Arbeitstakt. Das Auslassventil öffnet bei UT. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens – dem Auspufftakt – werden die in den Zylindern verbliebenen Abgase in die Abgasanlage geschoben.

Es ist erwähnenswert, dass beim Öffnen des Auslassventils die Gase in den Zylindern noch unter Druck stehen, sodass die Freisetzung dieser ungenutzten Energie als Abgasverluste bezeichnet wird. Gleichzeitig wurde dem Schalldämpfer der Abgasanlage die Funktion der Geräuschreduzierung übertragen.

Um die negativen Phänomene zu reduzieren, die beim Betrieb des Motors mit klassischer Ventilsteuerung auftreten, wurde die Ventilsteuerung beim "Mazda"-Miller-Motor nach dem Atkinson-Zyklus geändert. Das Einlassventil schließt nicht in der Nähe des unteren Totpunkts, sondern viel später - wenn die Kurbelwelle von UT um 700 gedreht wird (beim Ralph Miller-Motor schließt das Ventil im Gegenteil - viel früher als der Kolben UT passiert). Der Atkinson-Zyklus bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Erstens werden Pumpverluste reduziert, da ein Teil des Gemisches bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens in das Saugrohr gedrückt wird und dort den Unterdruck verringert.

Zweitens ändert sich das Kompressionsverhältnis. Theoretisch bleibt es gleich, da sich der Kolbenhub und das Volumen des Brennraums nicht ändern, aber tatsächlich verringert es sich durch das verzögerte Schließen des Einlassventils von 10 auf 8. Und dies ist bereits eine Abnahme in die Wahrscheinlichkeit einer klopfenden Kraftstoffverbrennung, was bedeutet, dass die Motordrehzahl beim Herunterschalten mit zunehmender Last nicht erhöht werden muss. Verringert die Wahrscheinlichkeit einer Detonationsverbrennung und die Tatsache, dass das brennbare Gemisch, das bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens bis zum Schließen des Ventils aus den Zylindern gedrückt wird, einen Teil der von den Wänden des Brennraums aufgenommenen Wärme in das Saugrohr mitnimmt.

Drittens wurde der Zusammenhang zwischen Verdichtungs- und Expansionsverhältnis verletzt, da durch das spätere Schließen des Einlassventils die Dauer des Kompressionstaktes im Verhältnis zur Dauer des Expansionstaktes bei geöffnetem Auslassventil deutlich verkürzt wurde. Der Motor arbeitet nach dem sogenannten Zyklus mit erhöhtem Expansionsverhältnis, bei dem die Energie der Abgase über einen längeren Zeitraum genutzt wird, d.h. mit geringeren Leistungsverlusten. Dies ermöglicht es, die Energie der Abgase vollständiger zu nutzen, was in der Tat eine hohe Effizienz des Motors gewährleistet.

Um die hohe Leistung und das Drehmoment zu erreichen, die für das Elite-Modell von Mazda erforderlich sind, verwendet der Miller-Motor einen mechanischen Lisholm-Kompressor, der in den Zylinderblock eingebaut ist.

Neben dem 2,3-Liter-Motor des Xedos 9 wurde der Atkinson-Zyklus im leicht belasteten Motor der Hybridinstallation des Toyota Prius eingesetzt. Es unterscheidet sich vom "Mazda" dadurch, dass es kein Luftgebläse hat und das Verdichtungsverhältnis einen hohen Wert von 13,5 hat.

In der Automobilstruktur von Pkw werden sie seit mehr als einem Jahrhundert standardmäßig eingesetzt Verbrennungsmotoren... Sie haben einige Nachteile, mit denen Wissenschaftler und Designer seit Jahren zu kämpfen haben. Als Ergebnis dieser Studien werden recht interessante und seltsame "Motoren" erhalten. Einer von ihnen wird in diesem Artikel besprochen.

Die Entstehungsgeschichte des Atkinson-Zyklus

Die Geschichte der Entwicklung eines Motors mit dem Atkinson-Zyklus hat ihre Wurzeln in einer fernen Geschichte. Fangen wir damit an der erste klassische Viertaktmotor wurde 1876 vom Deutschen Nikolaus Otto erfunden. Der Zyklus eines solchen Motors ist recht einfach: Ansaugen, Verdichten, Arbeitstakt, Auspuff.

Nur 10 Jahre nach der Erfindung des Motors Otto, ein Engländer James Atkinson schlug vor, den deutschen Motor zu modifizieren... Im Wesentlichen bleibt der Motor ein Viertakter. Aber Atkinson hat die Dauer von zwei von ihnen leicht geändert: Die ersten 2 Takte sind kürzer, die anderen 2 länger. Sir James implementierte dieses Schema, indem er die Länge der Kolbenhübe variierte. 1887 fand eine solche Modifikation des Ottomotors jedoch keine Anwendung. Trotz der Tatsache, dass die Leistung des Motors um 10% zunahm, erlaubte die Komplexität des Mechanismus nicht den massiven Einsatz des Atkinson-Zyklus für Autos.

Aber die Ingenieure arbeiteten weiter an Sir James' Zyklus. Der Amerikaner Ralph Miller verbesserte 1947 den Atkinson-Zyklus leicht und vereinfachte ihn. Dies ermöglichte den Einsatz des Motors in der Automobilindustrie. Es erscheint richtiger, den Atkinson-Zyklus als Miller-Zyklus zu bezeichnen. Doch die Ingenieursgemeinde überließ es Atkinson, den Motor nach seinem Namen zu benennen, ganz nach dem Prinzip des Entdeckers. Darüber hinaus wurde es durch den Einsatz neuer Technologien möglich, einen komplexeren Atkinson-Zyklus anzuwenden, sodass der Miller-Zyklus schließlich aufgegeben wurde. Zum Beispiel hat der neue Toyota einen Atkinson-Motor, keinen Miller-Motor.

Heutzutage wird der Atkinson-Zyklus-Motor bei Hybriden verwendet. Das ist vor allem den Japanern gelungen, denen die Umweltfreundlichkeit ihrer Autos stets am Herzen liegt. Hybrid-Prius von Toyota aktiv den Weltmarkt füllen.

So funktioniert der Atkinson-Zyklus

Wie bereits erwähnt, wiederholt der Atkinson-Zyklus die gleichen Ticks wie der Otto-Zyklus. Aber nach den gleichen Prinzipien schuf Atkinson einen völlig neuen Motor.

Der Motor ist so ausgelegt, dass der Kolben macht alle vier Hübe in einer Kurbelwellenumdrehung... Zudem sind die Hübe unterschiedlich lang: Die Kolbenhübe beim Verdichten und Entspannen sind kürzer als beim Einlassen und Auslassen. Das heißt, im Otto-Zyklus schließt das Einlassventil fast sofort. Im Atkinson-Zyklus ist dies Ventil schließt auf halbem Weg zum oberen Totpunkt... Bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor findet zu diesem Zeitpunkt bereits eine Verdichtung statt.

Der Motor wird mit einer speziellen Kurbelwelle modifiziert, bei der die Befestigungspunkte verschoben sind. Dadurch wird das Verdichtungsverhältnis des Motors erhöht und Reibungsverluste minimiert.

Unterschied zu herkömmlichen Motoren

Denken Sie daran, dass der Atkinson-Zyklus Viertakt(Ansaugung, Kompression, Expansion, Emission). Ein typischer Viertaktmotor verwendet den Otto-Zyklus. Erinnern wir uns kurz an seine Arbeit. Zu Beginn des Arbeitshubes im Zylinder fährt der Kolben in den oberen Arbeitspunkt. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrennt, das Gas dehnt sich aus, der Druck ist maximal. Unter dem Einfluss dieses Gases geht der Kolben nach unten, kommt zum unteren Totpunkt. Der Arbeitshub ist beendet, das Auslassventil öffnet, durch das das Abgas austritt. An dieser Stelle treten Produktionsausfälle auf, da das Abgas hat noch einen Restdruck, der nicht genutzt werden kann.

Atkinson reduzierte den Freisetzungsverlust. Bei seinem Motor ist das Volumen des Brennraums bei gleichem Arbeitsvolumen geringer. Es bedeutet, dass das Verdichtungsverhältnis ist höher und der Kolbenhub länger... Außerdem wird die Dauer des Verdichtungstaktes im Vergleich zum Arbeitstakt verkürzt, der Motor arbeitet in einem Zyklus mit einem erhöhten Expansionsverhältnis (das Kompressionsverhältnis ist niedriger als das Expansionsverhältnis). Diese Bedingungen ermöglichten es, den Freisetzungsverlust durch Nutzung der Energie der Abgase zu reduzieren.

Kehren wir zum Otto-Zyklus zurück. Beim Ansaugen des Arbeitsgemisches wird die Drosselklappe geschlossen und erzeugt einen Widerstand am Einlass. Dies geschieht, wenn das Gaspedal nicht vollständig durchgetreten ist. Bei geschlossener Klappe verschwendet der Motor Energie und verursacht Pumpverluste.

Atkinson arbeitete auch mit dem Ansaugtakt. Durch seine Erweiterung erreichte Sir James eine Reduzierung der Pumpverluste. Dazu erreicht der Kolben seinen unteren Totpunkt, steigt dann an und lässt das Einlassventil für etwa den halben Kolbenhub geöffnet. Ein Teil des Kraftstoffgemisches wird zum Ansaugkrümmer zurückgeführt. Es baut Druck auf, dass ermöglicht ein leichtes Öffnen der Drosselklappe bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten.

Der Atkinson-Motor wurde jedoch aufgrund von Arbeitsunterbrechungen nicht in die Serie aufgenommen. Tatsache ist, dass der Motor im Gegensatz zu einem Verbrennungsmotor nur mit erhöhten Drehzahlen läuft. Im Leerlauf kann es zum Stillstand kommen. Aber dieses Problem wurde bei der Herstellung von Hybriden gelöst. Bei niedrigen Geschwindigkeiten fahren solche Autos mit Elektroantrieb und schalten nur beim Beschleunigen oder unter Last auf einen Benzinmotor um. Ein solches Modell beseitigt sowohl die Nachteile des Atkinson-Motors als auch seine Vorteile gegenüber anderen Verbrennungsmotoren.

Vor- und Nachteile des Atkinson-Zyklus

Der Atkinson-Motor hat mehrere Vorteile, vor dem Rest des Verbrennungsmotors verteilen: 1. Reduzierung der Kraftstoffverluste. Wie bereits erwähnt, wurde es durch die Änderung der Zykluszeit möglich, Kraftstoff zu sparen, indem Abgase verwendet und Pumpverluste reduziert werden. 2. Geringe Wahrscheinlichkeit einer Detonationsverbrennung. Das Verdichtungsverhältnis des Kraftstoffs wird von 10 auf 8 reduziert. Dadurch können Sie die Motordrehzahl nicht erhöhen, indem Sie aufgrund einer Lasterhöhung in einen niedrigeren Gang schalten. Außerdem ist die Wahrscheinlichkeit einer Detonationsverbrennung aufgrund der Freisetzung von Wärme aus der Brennkammer in den Ansaugkrümmer geringer. 3. Geringer Benzinverbrauch. Bei den neuen Hybridmodellen beträgt der Benzinverbrauch 4 Liter pro 100 km. 4. Rentabilität, Umweltfreundlichkeit, hohe Effizienz.

Der Atkinson-Motor hat jedoch einen erheblichen Nachteil, der es nicht ermöglichte, in der Massenproduktion von Autos verwendet zu werden. Aufgrund von Niedrigleistungsanzeigen kann der Motor bei niedrigen Drehzahlen absterben. Daher hat sich der Atkinson-Motor bei Hybriden sehr gut etabliert.

Anwendung des Atkinson-Zyklus in der Automobilindustrie

Übrigens über die Autos, auf denen die Motoren von Atkinson installiert sind. In der Massenproduktion erschien diese Modifikation des Verbrennungsmotors vor nicht allzu langer Zeit. Wie bereits erwähnt, waren die ersten Benutzer des Atkinson-Zyklus japanische Firmen und Toyota. Eines der berühmtesten Autos - MazdaXedos 9 / Eunos800, die in den Jahren 1993-2002 produziert wurde.

Dann wurde der Verbrennungsmotor von Atkinson von den Herstellern von Hybridmodellen übernommen. Eine der bekanntesten Firmen, die diesen Motor verwenden, ist Toyota Ausgabe Prius, Camry, Highlander Hybrid und Harrier Hybrid... Dieselben Motoren werden verwendet in Lexus RX400h, GS 450h und LS600h, und Ford und Nissan haben entwickelt Flucht Hybrid und Altima-Hybrid.

Es ist erwähnenswert, dass in der Automobilindustrie Ökologie in Mode ist. Daher erfüllen Hybride, die im Atkinson-Zyklus betrieben werden, die Kundenbedürfnisse und Umweltvorschriften vollständig. Darüber hinaus steht der Fortschritt nicht still, neue Modifikationen des Atkinson-Motors verbessern seine Pluspunkte und zerstören die Minuspunkte. Daher können wir mit Zuversicht sagen, dass der Atkinson-Zyklus-Motor eine produktive Zukunft hat und auf eine lange Lebensdauer hoffen.

Der Verbrennungsmotor ist sehr weit vom Ideal entfernt, bestenfalls erreicht er 20 - 25 %, Diesel 40 - 50 % (dh der Rest des Kraftstoffs wird fast leer verbrannt). Um den Wirkungsgrad zu erhöhen (entsprechend den Wirkungsgrad zu erhöhen) ist es erforderlich, das Design des Motors zu verbessern. Viele Ingenieure tun sich bis heute schwer, aber die ersten waren nur wenige Ingenieure wie Nikolaus August OTTO, James ATKINSON und Ralph Miller. Jeder hat bestimmte Änderungen vorgenommen und versucht, die Motoren sparsamer und effizienter zu machen. Jeder bot einen spezifischen Arbeitszyklus, der sich radikal vom Entwurf des Gegners unterscheiden konnte. Heute werde ich versuchen, Ihnen in einfachen Worten zu erklären, was die Hauptunterschiede in der Bedienung des Verbrennungsmotors sind, und natürlich die Videoversion am Ende ...

Der Artikel ist für Anfänger geschrieben. Wenn Sie also ein erfahrener Ingenieur sind, müssen Sie ihn nicht lesen, er wurde für ein allgemeines Verständnis der ICE-Betriebszyklen geschrieben.

Ich möchte auch anmerken, dass es viele Variationen verschiedener Designs gibt, die bekanntesten, die wir noch kennen, sind der DIESEL, STIRLING, CARNO, ERIKSON usw. Zyklus. Zählt man die Strukturen, dann können es etwa 15. Und nicht alle Verbrennungsmotoren zum Beispiel haben ein externes STIRLING.

Aber die bekanntesten, die auch heute noch in Autos zum Einsatz kommen, sind OTTO, ATKINSON und MILLER. Hier werden wir über sie sprechen.

Tatsächlich handelt es sich um eine konventionelle Wärmekraftmaschine mit Verbrennungsmotor mit Zwangszündung eines brennbaren Gemisches (durch eine Kerze), die heute in 60 - 65% der Autos verwendet wird. JA - ja, es ist diejenige, die Sie unter der Haube haben, die nach dem OTTO-Zyklus funktioniert.

Wenn man jedoch in die Geschichte eintaucht, wurde das erste Prinzip eines solchen Verbrennungsmotors 1862 vom französischen Ingenieur Alphonse BO DE ROCH vorgeschlagen. Aber das war ein theoretisches Funktionsprinzip. OTTO baute diesen Motor 1878 (16 Jahre später) in Metall (in der Praxis) und patentierte diese Technologie

Tatsächlich handelt es sich um einen Viertaktmotor, der sich auszeichnet durch:

• Einlass ... Zufuhr von frischem Luft-Kraftstoff-Gemisch. Das Einlassventil öffnet.
• Kompression ... Der Kolben geht nach oben und komprimiert diese Mischung. Beide Ventile sind geschlossen
• Arbeitshub ... Die Kerze entzündet das komprimierte Gemisch, die entzündeten Gase drücken den Kolben nach unten
• Abgasableitung ... Der Kolben bewegt sich nach oben und drückt die verbrannten Gase aus. Das Auslassventil öffnet

Ich möchte darauf hinweisen, dass die Einlass- und Auslassventile in einer strengen Reihenfolge arbeiten – GLEICHZEITIG bei hohen und niedrigen Geschwindigkeiten. Das heißt, es gibt keine Änderung der Arbeit bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

OTTO war der erste, der in seinem Motor die Verdichtung des Arbeitsgemisches nutzte, um die maximale Zyklustemperatur anzuheben. Was nach dem Adiabat durchgeführt wurde (in einfachen Worten, ohne Wärmeaustausch mit der äußeren Umgebung).

Nachdem die Mischung komprimiert wurde, entzündete sie sich an einer Kerze, woraufhin der Prozess der Wärmeabfuhr begann, der praktisch entlang der Isochore (dh mit einem konstanten Volumen des Motorzylinders) ablief.

Da OTTO seine Technologie patentieren ließ, war ein industrieller Einsatz nicht möglich. Um Patente zu umgehen, beschloss James Atkinson 1886, den OTTO-Zyklus zu modifizieren. Und er schlug seine eigene Art von Arbeit für einen Verbrennungsmotor vor.

Er schlug vor, das Verhältnis der Taktzeiten zu ändern, wodurch der Arbeitshub aufgrund der Kompliziertheit der Kurbel-Pleuel-Struktur erhöht wurde. Es sei darauf hingewiesen, dass das von ihm gebaute Testexemplar ein Einzylinder war und aufgrund der Komplexität des Designs keine große Verbreitung erhielt.

Wenn wir das Funktionsprinzip dieses ICE kurz beschreiben, stellt sich heraus:

Alle 4 Takte (Einspritzung, Kompression, Arbeitstakt, Auslass) - erfolgten in einer Umdrehung der Kurbelwelle (OTTO hat zwei Umdrehungen). Dank eines komplexen Hebelsystems, das neben der „Kurbelwelle“ angebracht wurde.

Bei dieser Konstruktion hat es sich herausgestellt, bestimmte Längenverhältnisse der Hebel umzusetzen. Vereinfacht ausgedrückt ist der Kolbenhub beim Ein- und Auslasshub MEHR als der Kolbenhub auch beim Verdichtungs- und Arbeitshub.

Was tut es? JA, die Tatsache, dass man mit dem Verdichtungsverhältnis "spielen" kann (verändern), liegt am Verhältnis der Hebellängen und nicht an der "Drosselung" der Ansaugung! Daraus ergibt sich der Vorteil des ACTINSON-Zyklus hinsichtlich der Pumpverluste

Solche Motoren erwiesen sich als recht effizient mit hohem Wirkungsgrad und geringem Kraftstoffverbrauch.

Allerdings gab es auch viele negative Punkte:

• Komplexität und umständliches Design
• Niedrig bei niedrigen Drehzahlen
• Schlechte Drosselklappensteuerung, sei es ()

Es halten sich hartnäckig Gerüchte, dass das ATKINSON-Prinzip bei Hybridfahrzeugen, insbesondere von TOYOTA, eingesetzt wurde. Dies ist jedoch ein wenig nicht wahr, nur sein Prinzip wurde dort verwendet, aber das Design wurde von einem anderen Ingenieur, nämlich Miller, verwendet. In ihrer reinen Form waren ATKINSON-Motoren eher ein einzelner Charakter als ein Massenmotor.

Auch Ralph Miller beschloss 1947, mit dem Kompressionsverhältnis zu spielen. Das heißt, er würde sozusagen die Arbeit von ATKINSON fortsetzen, aber er nahm nicht seinen komplexen Motor (mit Hebeln), sondern einen gewöhnlichen OTTO ICE.

Was hat er vorgeschlagen? ... Er machte den Kompressionshub nicht mechanisch kürzer als den Hub (wie Atkinson vorgeschlagen hat, bewegt sich sein Kolben schneller nach oben als nach unten). Er kam auf die Idee, den Verdichtungshub durch Nutzung des Ansaughubs zu verkleinern, die Kolbenbewegung nach oben und unten gleich zu halten (klassischer OTTO-Motor).

Es gab zwei Möglichkeiten:

• Schließen der Einlassventile vor dem Ende des Ansaugtaktes – dieses Prinzip nennt man „Shortened Intake“
• Schließen Sie entweder die Einlassventile später als den Einlasshub - diese Option wurde "Kurze Kompression" genannt

Letztlich ergeben beide Prinzipien dasselbe - eine Verringerung des Verdichtungsverhältnisses des Arbeitsgemisches gegenüber dem geometrischen! Das Expansionsverhältnis bleibt jedoch erhalten, dh der Hub des Arbeitshubes wird beibehalten (wie beim OTTO-ICE) und der Kompressionshub wird sozusagen reduziert (wie beim Atkinson-ICE).

In einfachen Worten - das Luft-Kraftstoff-Gemisch bei MILLER viel weniger komprimiert wird, als es im selben Motor bei OTTO hätte komprimiert werden sollen. Dadurch kann das geometrische Verdichtungsverhältnis und damit das physikalische Ausdehnungsverhältnis erhöht werden. Viel mehr als aufgrund der Detonationseigenschaften des Kraftstoffs (dh Benzin kann nicht unbegrenzt komprimiert werden, die Detonation beginnt)! Somit hat der Kraftstoff bei Zündung im OT (bzw. Totpunkt) ein wesentlich größeres Expansionsverhältnis als bei der OTTO-Ausführung. Dies ermöglicht eine viel stärkere Nutzung der Energie der sich im Zylinder ausdehnenden Gase, was die thermische Effizienz der Struktur erhöht, was hohe Einsparungen, Elastizität usw. mit sich bringt.

Zu berücksichtigen ist auch, dass die Pumpverluste beim Verdichtungstakt reduziert werden, d. h. der Kraftstoff lässt sich bei MILLER leichter verdichten, es wird weniger Energie benötigt.

Negative Seiten - Dies ist eine Abnahme der Spitzenleistung (insbesondere bei hohen Drehzahlen) aufgrund der schlechteren Füllung der Zylinder. Um die gleiche Leistung wie bei OTTO (bei hohen Drehzahlen) abzuholen, musste der Motor größer (größere Zylinder) und massiver gebaut werden.

Auf modernen Motoren

Was ist also der Unterschied?

Der Artikel erwies sich als komplizierter als ich erwartet hatte, aber zusammenfassend. Dann stellt sich heraus:

OTTO - das ist das Standardprinzip eines konventionellen Motors, der heute in den meisten modernen Autos zu finden ist

ATKINSON - bot einen effizienteren Verbrennungsmotor, indem das Verdichtungsverhältnis mithilfe einer komplexen Konstruktion von Hebeln geändert wurde, die mit der Kurbelwelle verbunden waren.

PLUS - Kraftstoffverbrauch, elastischerer Motor, weniger Lärm.

NACHTEILE - Sperriges und komplexes Design, niedriges Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, schlechte Drosselklappensteuerung

In seiner reinen Form wird es heute praktisch nicht mehr verwendet.

MÜLLER - vorgeschlagen, ein reduziertes Verdichtungsverhältnis im Zylinder durch spätes Schließen des Einlassventils zu verwenden. Der Unterschied zu ATKINSON ist gewaltig, denn er verwendete nicht sein Design, sondern OTTO, allerdings nicht in seiner reinen Form, sondern mit einem modifizierten Zeitmesssystem.

Es wird davon ausgegangen, dass der Kolben (im Verdichtungstakt) mit weniger Widerstand läuft (Pumpverluste) und das Luft-Kraftstoff-Gemisch geometrisch besser verdichtet (ohne Detonation), das Expansionsverhältnis (bei Zündung durch eine Zündkerze) bleibt jedoch erhalten fast wie im OTTO-Zyklus ...

VORTEILE - Kraftstoffverbrauch (insbesondere bei niedrigen Drehzahlen), Arbeitselastizität, geringe Geräuschentwicklung.

CONS - Leistungsabfall bei hohen Drehzahlen (aufgrund der schlechtesten Füllung der Zylinder).

Es ist zu beachten, dass das MILLER-Prinzip jetzt bei einigen Autos bei niedrigen Drehzahlen verwendet wird. Ermöglicht die Anpassung der Einlass- und Auslassphase (erweitern oder verengen mit

Miller-Zyklus ( Miller-Zyklus) wurde 1947 vom amerikanischen Ingenieur Ralph Miller vorgeschlagen, um die Vorteile des Atkinson-Motors mit dem einfacheren Kolbenmechanismus eines Diesel- oder Ottomotors zu kombinieren.

Der Zyklus wurde entwickelt, um ( reduzieren) Temperatur und Druck der Frischluftladung ( Ladelufttemperatur) vor dem Komprimieren ( Kompression) im Zylinder. Dadurch sinkt die Verbrennungstemperatur im Zylinder aufgrund der adiabatischen Expansion ( adiabatische Expansion) Frischluftfüllung beim Eintritt in den Zylinder.

Das Miller-Zykluskonzept beinhaltet zwei Möglichkeiten ( zwei Varianten):

a) Wahl der vorzeitigen Schließzeit ( Vorgezogener Schließzeitpunkt) Einlassventil ( Einlassventil) oder vor dem Schließen - vor dem unteren Totpunkt ( unterer Totpunkt);

b) Wahl einer späten Einlassventilschließzeit – nach dem unteren Totpunkt (UT).

Millers Zyklus wurde ursprünglich verwendet ( ursprünglich verwendet) zur Erhöhung der spezifischen Leistung einiger Dieselmotoren ( einige Motoren). Verringerung der Frischlufttemperatur ( Reduzieren der Temperatur der Ladung) im Motorzylinder führte zu einer Leistungssteigerung ohne nennenswerte Veränderungen ( große Veränderungen) Zylinderblock ( Zylindereinheit). Dies lag daran, dass die Temperaturabnahme zu Beginn des theoretischen Zyklus ( am Anfang des Zyklus) erhöht die Dichte der Luftladung ( Luftdichte) ohne den Druck zu ändern ( Druckänderung) im Zylinder. Während die mechanische Festigkeit des Motors ( mechanische Begrenzung des Motors) wechselt zu höherer Leistung ( höhere Leistung), Wärmelastgrenze ( thermische Belastungsgrenze) verschiebt sich zu niedrigeren Durchschnittstemperaturen ( niedrigere mittlere Temperaturen) Kreislauf.

Anschließend weckte der Miller-Zyklus Interesse im Hinblick auf die Reduzierung der NOx-Emissionen. Die intensive Emission schädlicher NOx-Emissionen beginnt, wenn die Temperatur im Motorzylinder 1500 ° C überschreitet - in diesem Zustand werden Stickstoffatome durch den Verlust eines oder mehrerer Atome chemisch aktiv. Und bei Verwendung des Miller-Zyklus, wenn die Zyklustemperatur sinkt ( die Zyklustemperaturen reduzieren) ohne die Leistung zu ändern ( konstante Leistung) eine Reduzierung der NOx-Emissionen um 10 % bei Volllast und 1 % ( Prozent) Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs. Hauptsächlich ( hauptsächlich) erklärt sich dies durch eine Abnahme der Wärmeverluste ( Wärmeverluste) bei gleichem Flaschendruck ( Zylinderdruckniveau).

Der deutlich höhere Ladedruck ( deutlich höherer Ladedruck) bei gleicher Leistung und gleichem Luft-Kraftstoff-Verhältnis ( Luft/Kraftstoff-Verhältnis) erschwerte eine weite Verbreitung des Miller-Zyklus. Wenn der maximal erreichbare Gasturboladerdruck ( maximal erreichbarer Ladedruck) wird im Verhältnis zum gewünschten Wert des mittleren effektiven Drucks ( gewünschter mittlerer effektiver Druck), dann führt dies zu einer erheblichen Leistungseinschränkung ( deutliches Derating). Selbst bei ausreichend hohem Ladedruck wird das Potenzial für geringeren Kraftstoffverbrauch teilweise neutralisiert ( teilweise neutralisiert) wegen zu schneller ( zu schnell) Abnahme des Wirkungsgrades von Verdichter und Turbine ( Kompressor und Turbine) des Gasturboladers bei hohen Verdichtungsverhältnissen ( hohe Kompressionsraten). So erforderte die praktische Anwendung des Miller-Zyklus den Einsatz eines Gasturboladers mit sehr hohem Druckverhältnis ( sehr hohe Verdichterdruckverhältnisse) und hohe Effizienz bei hohen Verdichtungsverhältnissen ( ausgezeichneter Wirkungsgrad bei hohen Druckverhältnissen).

Also in schnelllaufenden 32FX-Motoren der Firma " Niigata-Engineering»Maximaler Verbrennungsdruck P max und Temperatur im Brennraum ( Brennkammer) werden auf einem reduzierten Normalniveau gehalten ( normales Niveau). Gleichzeitig ist aber der mittlere effektive Druck ( Mitteldruck der Bremse) und das Niveau der schädlichen Emissionen NOx ( reduzieren NOx-Emissionen).

Beim Dieselmotor 6L32FX von Niigata wird die erste Option des Miller-Zyklus gewählt: vorzeitiges Schließen des Einlassventils 10 Grad vor UT statt 35 Grad nach UT ( nach BDC) wie beim 6L32CX-Motor. Mit abnehmender Füllzeit wird bei normalem Ladedruck ( normaler Ladedruck) gelangt eine kleinere Frischluftmenge in den Zylinder ( Luftmenge wird reduziert). Dementsprechend verschlechtert sich der Verbrennungsverlauf im Zylinder und in der Folge sinkt die abgegebene Leistung und die Temperatur der Abgase steigt ( Abgastemperatur steigt).

Um die gleiche eingestellte Ausgangsleistung ( gezielte Ausgabe) ist es notwendig, das Luftvolumen mit einer kürzeren Zeit ihres Eintritts in den Zylinder zu erhöhen. Erhöhen Sie dazu den Ladedruck ( Ladedruck erhöhen).

Gleichzeitig wird eine einstufige Gasturboaufladung ( einstufige Turboaufladung) kann keinen höheren Ladedruck bereitstellen ( höherer Ladedruck).

Daher ist das zweistufige System ( zweistufiges System) Gasturboaufladung, bei der der Turbolader von Nieder- und Hochdruck ( Niederdruck- und Hochdruckturbolader) sind sequentiell angeordnet ( in Reihe geschaltet) der Reihe nach. Nach jedem Turbolader werden zwei Ladeluftkühler eingebaut ( dazwischenliegende Luftkühler).

Die Einführung des Miller-Zyklus zusammen mit einem zweistufigen Gasturboaufladungssystem ermöglichte es, den Leistungsfaktor auf 38,2 (mittlerer effektiver Druck - 3,09 MPa, durchschnittliche Kolbengeschwindigkeit - 12,4 m / s) bei 110% Last zu erhöhen ( maximale Belastung beansprucht). Dies ist das beste Ergebnis, das bei Motoren mit einem Kolbendurchmesser von 32 cm erzielt wird.

Darüber hinaus wird parallel eine Reduzierung des NOx-Gehalts um 20 % ( NOx-Emissionsniveau) bis zu 5,8 g/kWh beim IMO-Standard von 11,2 g/kWh. Spritverbrauch ( Kraftstoffverbrauch) wurde bei niedriger Last leicht erhöht ( geringe Belastungen) Arbeit. Bei mittleren und hohen Belastungen ( höhere Belastungen) ist der Kraftstoffverbrauch um 75 % gesunken.

Somit wird der Wirkungsgrad des Atkinson-Motors durch die mechanische Zeitverkürzung (der Kolben bewegt sich schneller nach oben als nach unten) des Kompressionshubs im Verhältnis zum Arbeitshub (Expansionshub) erhöht. In Millers Zyklus Kompressionshub bezogen auf den Arbeitshub reduziert oder erhöht durch den Aufnahmevorgang ... Gleichzeitig wird die Geschwindigkeit der Kolbenbewegung nach oben und unten gleich gehalten (wie beim klassischen Otto-Dieselmotor).

Bei gleichem Ladedruck sinkt die Zylinderfüllung mit Frischluft durch eine Verkürzung der Zeit ( durch geeignetes Timing reduziert) Öffnen des Einlassventils ( Einlassventil). Daher eine frische Luftladung ( Ladeluft) im Turbolader wird komprimiert ( komprimiert) auf einen höheren Ladedruck als für den Motorzyklus ( Motorzyklus). Somit gelangt durch eine Erhöhung des Ladedrucks bei verkürzter Öffnungszeit des Einlassventils der gleiche Anteil an Frischluft in den Zylinder. In diesem Fall dehnt sich die Frischluftladung, die durch einen relativ engen Einströmbereich strömt (Drosselwirkung) in den Zylindern aus ( Zylinder) und wird dementsprechend gekühlt ( konsequente Kühlung).

Der Verbrennungsmotor (ICE) gilt als eine der wichtigsten Komponenten in einem Auto; seine Eigenschaften, Leistung, Gasannahme und Wirtschaftlichkeit hängen davon ab, wie komfortabel sich der Fahrer am Steuer fühlt. Obwohl Autos ständig verbessert, mit Navigationssystemen, modischen Gadgets, Multimedia usw. "überwuchert" werden, bleiben die Motoren praktisch unverändert, zumindest ändert sich das Funktionsprinzip nicht.

Der Otto-Atkinson-Zyklus, der die Grundlage des automobilen Verbrennungsmotors bildete, wurde Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt und hat sich seither weltweit kaum verändert. Erst 1947 gelang es Ralph Miller, die Entwicklung seiner Vorgänger zu verbessern und das Beste aus jedem der Motorenbaumodelle herauszuholen. Um das Funktionsprinzip moderner Aggregate allgemein zu verstehen, müssen Sie jedoch ein wenig in die Geschichte blicken.

Wirkungsgrad von Ottomotoren

Der erste Motor für ein Auto, der nicht nur theoretisch normal funktionieren konnte, wurde 1860 vom Franzosen E. Lenoir entwickelt, war das erste Modell mit Kurbeltrieb. Die Einheit arbeitete mit Gas, wurde auf Booten verwendet, ihre Effizienz überstieg 4,65 % nicht. Später tat sich Lenoir mit Nikolaus Otto zusammen, in Zusammenarbeit mit einem deutschen Konstrukteur entstand 1863 ein 2-Takt-Verbrennungsmotor mit einem Wirkungsgrad von 15 %.

Das Prinzip eines Viertaktmotors wurde erstmals 1876 von N.A.Otto vorgeschlagen; dieser Autodidakt gilt als Erfinder des ersten Motors für ein Auto. Der Motor hatte ein Gasantriebssystem, während der russische Konstrukteur O.S. Kostovich als Erfinder des weltweit ersten mit Benzin betriebenen Vergasers ICE gilt.

Die Arbeit des Otto-Zyklus kommt bei vielen modernen Motoren zum Einsatz, insgesamt gibt es vier Takte:

• Einlass (wenn das Einlassventil geöffnet ist, wird der zylindrische Raum mit einem Kraftstoffgemisch gefüllt);
• kompression (die Ventile sind abgedichtet (geschlossen), das Gemisch wird am Ende dieses Vorgangs komprimiert - Zündung, die von der Zündkerze bereitgestellt wird);
• Arbeitshub (aufgrund hoher Temperaturen und hohem Druck stürzt der Kolben nach unten, bewegt Pleuel und Kurbelwelle);
• Auspuff (zu Beginn dieses Hubs öffnet das Auslassventil, wodurch der Weg für die Abgase frei wird, die Kurbelwelle dreht sich durch die Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie weiter, wobei die Pleuelstange mit dem Kolben nach oben gehoben wird) .

Alle Hübe sind in einer Schleife ausgeführt und verlaufen im Kreis, und das Schwungrad, das Energie speichert, hilft beim Abwickeln der Kurbelwelle.

Obwohl das Viertakt-Schema im Vergleich zur Zweitakt-Version perfekter zu sein scheint, überschreitet der Wirkungsgrad eines Benzinmotors selbst im besten Fall nicht 25 %, und der höchste Wirkungsgrad wird bei Dieselmotoren gefunden , hier kann sie auf maximal 50% ansteigen.

Thermodynamischer Atkinson-Zyklus

James Atkinson, ein britischer Ingenieur, der beschloss, Ottos Erfindung zu modernisieren, schlug 1882 seine eigene Version zur Verbesserung des dritten Zyklus (Arbeitshub) vor. Der Konstrukteur hat sich zum Ziel gesetzt, den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen und den Verdichtungsprozess zu reduzieren, den Verbrennungsmotor sparsamer und leiser zu machen, und der Unterschied in seinem Konstruktionsschema bestand darin, den Antrieb des Kurbeltriebs (KShM) zu ändern und beim Durchlaufen aller Hübe in einer Umdrehung der Kurbelwelle.

Obwohl Atkinson den Wirkungsgrad seines Motors gegenüber der bereits patentierten Otto-Erfindung verbessern konnte, wurde die Schaltung in der Praxis nicht umgesetzt, die Mechanik erwies sich als zu komplex. Atkinson war jedoch der erste Konstrukteur, der den Betrieb eines Verbrennungsmotors mit reduziertem Verdichtungsverhältnis vorschlug, und das Prinzip dieses thermodynamischen Zyklus wurde vom Erfinder Ralph Miller weiter berücksichtigt.

Die Idee, den Kompressionsprozess zu reduzieren und eine gesättigtere Aufnahme zu erreichen, geriet nicht in Vergessenheit, und der Amerikaner R. Miller kehrte 1947 darauf zurück. Diesmal schlug der Ingenieur jedoch vor, das Schema nicht durch eine Komplikation des KShM, sondern durch eine Änderung der Ventilsteuerung zu implementieren. Zwei Versionen wurden in Betracht gezogen:

• Arbeitshub mit verzögertem Schließen des Einlassventils (LICV oder kurze Kompression);
• früher Schließhub (EICV oder kurzer Einlass).

Ein spätes Schließen des Einlassventils führt zu einer geringeren Verdichtung gegenüber dem Ottomotor, wodurch ein Teil des Kraftstoffgemischs in den Einlasskanal zurückströmt. Diese konstruktive Lösung ergibt:

• weichere geometrische Kompression des Kraftstoff-Luft-Gemisches;
• zusätzliche Kraftstoffeinsparung, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen;
• weniger Detonation;
• geringer Geräuschpegel.

Zu den Nachteilen dieser Regelung gehört ein Leistungsabfall bei hohen Geschwindigkeiten, da der Kompressionsvorgang reduziert wird. Durch die vollständigere Füllung der Zylinder steigt jedoch der Wirkungsgrad bei niedrigen Drehzahlen und das geometrische Verdichtungsverhältnis steigt (das tatsächliche Verdichtungsverhältnis sinkt). Eine grafische Darstellung dieser Prozesse ist in den Abbildungen mit Bedingungsdiagrammen unten zu sehen.

Motoren, die nach dem Miller-Schema arbeiten, verlieren im Hochgeschwindigkeitsmodus Leistung an Otto, aber im Stadtbetrieb ist dies nicht so wichtig. Aber solche Motoren sind sparsamer, detonieren weniger, arbeiten weicher und leiser.

Miller-Zyklus-Motor auf Mazda Xedos (2,3 L)

Ein spezieller Ventilsteuerungsmechanismus mit überlappenden Ventilen sorgt für eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses (SZ), wenn es in der Standardversion zum Beispiel 11 ist, dann bei einem Motor mit kurzer Kompression diese Anzeige, wenn alle anderen Bedingungen gleich sind. erhöht sich auf 14. Bei einem 6-Zylinder-Verbrennungsmotor 2,3 L Mazda Xedos (Skyactiv-Familie) sieht das theoretisch so aus: Das Einlassventil (VK) öffnet, wenn sich der Kolben im oberen Totpunkt (kurz OT) befindet, schließt nicht am unteren Punkt (BDC), aber später, bleibt bei 70º offen. In diesem Fall wird ein Teil des Kraftstoff-Luft-Gemisches in das Saugrohr zurückgedrückt, die Kompression beginnt nach dem Schließen des VC. Bei der Rückkehr des Kolbens zum OT:

• das Volumen im Zylinder nimmt ab;
• Druck steigt;
• Die Zündung von der Zündkerze erfolgt zu einem bestimmten Zeitpunkt, dies hängt von der Last und der Drehzahl ab (das Zündzeitpunktsystem funktioniert).

Dann geht der Kolben nach unten, es kommt zur Expansion, während der Wärmeübergang an die Zylinderwände aufgrund der kurzen Kompression nicht so hoch ist wie beim Otto-Kreis. Wenn der Kolben den UT erreicht, werden Gase freigesetzt, dann werden alle Aktionen erneut wiederholt.

Die spezielle Auslegung des Saugrohrs (breiter und kürzer als üblich) und der Öffnungswinkel des VK 70 Grad bei NW 14:1 ermöglichen es, im Leerlauf ohne spürbares Klopfen eine Zündvorstellung von 8° einzustellen. Außerdem bietet dieses Schema einen höheren Prozentsatz nützlicher mechanischer Arbeit, oder mit anderen Worten, Sie können die Effizienz steigern. Es stellt sich heraus, dass die nach der Formel A = P dV (P - Druck, dV - Volumenänderung) berechnete Arbeit nicht darauf abzielt, die Wände der Zylinder, den Kopf des Blocks, zu erwärmen, sondern zur Vervollständigung des Arbeitshubs . Schematisch ist der gesamte Prozess in der Abbildung zu sehen, wobei der Beginn des Zyklus (UT) durch die Zahl 1 gekennzeichnet ist, der Kompressionsprozess bis zum Punkt 2 (TDC) ist, von 2 bis 3 die Wärmezufuhr ist, wenn die Kolben steht still. Wenn sich der Kolben von Punkt 3 nach 4 bewegt, erfolgt eine Expansion. Die durchgeführte Arbeit ist durch den schattierten Bereich At gekennzeichnet.

Das ganze Schema kann auch in den Koordinaten T S betrachtet werden, wobei T für die Temperatur steht und S die Entropie ist, die mit der Wärmezufuhr an die Substanz wächst, und in unserer Analyse ist dies ein bedingter Wert. Bezeichnungen Q p und Q 0 - die zugeführte und abgeführte Wärmemenge.

Der Nachteil der Skyactiv-Baureihe ist, dass diese Motoren im Vergleich zum klassischen Otto eine weniger spezifische (Ist-)Leistung haben, bei einem 2,3-l-Motor mit sechs Zylindern sind es nur 211 PS, und zwar unter Berücksichtigung von Turboaufladung und 5300 U/min. Aber die Motoren haben handfeste Vorteile:

• hohes Kompressionsverhältnis;
• die Fähigkeit, eine frühe Zündung einzustellen, ohne eine Detonation zu bekommen;
• Gewährleistung einer schnellen Beschleunigung aus dem Stillstand;
• hohe Effizienz.

Ein weiterer wichtiger Vorteil des Miller-Cycle-Motors von Mazda ist sein sparsamer Kraftstoffverbrauch, insbesondere bei geringer Last und im Leerlauf.

Atkinson-Motoren in Toyota-Autos

Obwohl der Atkinson-Zyklus im 19. Jahrhundert keine praktische Anwendung fand, wird die Idee seines Motors in den Aggregaten des 21. Jahrhunderts umgesetzt. Diese Motoren sind in einigen Toyota-Hybrid-Pkw eingebaut, die sowohl mit Benzin als auch mit Strom betrieben werden. Es sollte klargestellt werden, dass die Atkinson-Theorie nie in Reinform verwendet wird, sondern die Neuentwicklungen der Toyota-Ingenieure als ICEs bezeichnet werden können, die nach dem Atkinson / Miller-Zyklus ausgelegt sind, da sie einen Standardkurbelmechanismus verwenden. Durch die Änderung der Gasverteilungsphasen wird eine Verkürzung des Kompressionszyklus erreicht, während der Arbeitshub verlängert wird. Motoren, die ein ähnliches Schema verwenden, finden sich in Toyota-Autos:

• Prius;
• Yaris;
• Auris;
• Hochländer;
• Lexus GS 450h;
• Lexus CT 200h;
• Lexus HS 250h;
• Vitz.

Die Motorenpalette mit dem Atkinson / Miller-Schema wächst ständig, so dass der japanische Konzern Anfang 2017 die Produktion eines 1,5-Liter-Vierzylinder-Verbrennungsmotors mit hochoktanigem Benzin mit 111 PS auf den Markt brachte ein Verdichtungsverhältnis von 13,5 in den Zylindern: 1. Der Motor ist mit einem VVT-IE-Phasenschieber ausgestattet, der je nach Geschwindigkeit und Last den Otto / Atkinson-Modus umschalten kann, mit diesem Aggregat kann das Auto in 11 Sekunden auf 100 km / h beschleunigen. Der Motor ist sparsam, hoher Wirkungsgrad (bis zu 38,5%) bietet eine hervorragende Beschleunigung.

Dieselzyklus

Der erste Dieselmotor wurde 1897 von dem deutschen Erfinder und Ingenieur Rudolph Diesel konstruiert und gebaut, das Triebwerk war groß, es war sogar größer als die Dampfmaschinen dieser Jahre. Er war wie der Ottomotor ein Viertaktmotor, zeichnete sich jedoch durch einen hervorragenden Wirkungsgrad und eine einfache Handhabung aus, und das Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors war deutlich höher als das des Benzinmotors. Die ersten Dieselmotoren des späten 19. Jahrhunderts liefen mit leichten Erdölprodukten und Pflanzenölen, auch wurde versucht, Kohlenstaub als Kraftstoff zu verwenden. Aber das Experiment scheiterte fast sofort:

• die Zufuhr von Staub zu den Zylindern war problematisch;
• der abrasive Kohlenstoff verschleißt schnell die Zylinder-Kolben-Gruppe.

Interessanterweise patentierte der englische Erfinder Herbert Aykroyd Stewart zwei Jahre früher als Rudolf Diesel einen ähnlichen Motor, aber Diesel gelang es, ein Modell mit erhöhtem Zylinderdruck zu entwickeln. Das Modell von Stewart lieferte theoretisch einen thermischen Wirkungsgrad von 12 %, während das Modell von Diesel einen Wirkungsgrad von bis zu 50 % erreichte.

1898 entwarf Gustav Trinkler einen Hochdruck-Ölmotor mit Vorkammer, und dieses Modell ist ein direkter Prototyp moderner Diesel-Verbrennungsmotoren.

Moderne Dieselmotoren für Autos

Sowohl beim Otto-Benziner als auch beim Dieselmotor hat sich das Konstruktionsprinzip nicht geändert, aber der moderne Diesel-Verbrennungsmotor ist mit zusätzlichen Komponenten „überwuchert“: einem Turbolader, einer elektronischen Kraftstoffversorgungssteuerung, einem Ladeluftkühler, verschiedenen Sensoren und demnächst. In letzter Zeit werden immer mehr Aggregate mit Direkteinspritzung "Common Rail" entwickelt und in Serie gebracht, die umweltfreundliche Abgase nach modernen Anforderungen mit hohem Einspritzdruck liefern. Diesel mit Direkteinspritzung haben gegenüber Motoren mit konventionellem Kraftstoffsystem ganz handfeste Vorteile:

• sparsam Kraftstoff verbrauchen;
• eine höhere Leistung bei gleichem Volumen haben;
• mit niedrigem Geräuschpegel arbeiten;
• lässt das Auto schneller beschleunigen.

Nachteile von Common-Rail-Motoren: ziemlich hohe Komplexität, Reparatur- und Wartungsbedarf durch spezielle Ausrüstung, hohe Qualität des Dieselkraftstoffs, relativ hohe Kosten. Dieselmotoren werden wie Benzin-Verbrennungsmotoren ständig verbessert, werden technologisch fortschrittlicher und komplexer.