O κύκλος Miller εκδικείται

O κύκλος Miller εκδικείται

Ο κύκλος Miller επιστρέφει δυναμικά στην εξηλεκτρισμένη εποχή της αυτοκίνησης και η FIAT μας εξηγεί τα μυστικά της σχεδίασης του.

FIAT

Η υβριδική τεχνολογία αποτελεί μεταβατικό στάδιο στο δρόμο για την ηλεκτροκίνηση. Η αναζήτηση της μέγιστης αποδοτικότητας συνδυάζοντας θερμικά και ηλεκτρικά μοτέρ έχει φέρει στο προσκήνιο ενδιαφέρουσες ιδέες και καινοτομίες από τους κατασκευαστές.

Ένα τέτοιο παράδειγμα αποτελεί το νέο υβριδικό σύστημα 48V που χρησιμοποιούν μοντέλα των FIAT, Alfa Romeo και Jeep το οποίο επαναφέρει στο σήμερα μια ιδέα του Αμερικανού μηχανολόγου Ralph Miller.

65 χρόνια πριν, ο Ralph Miller, κατέθεσε στις 24 Δεκεμβρίου του 1957 την πατέντα υπ. αριθμόν 2.817.322. Η ιδέα του είχε σκοπό να βελτιώσει την απόδοση των κινητήρων εσωτερικής καύσης που λειτουργούν στον κύκλο Otto, που είχε ανακαλύψει ο Γερμανός Nicolaus August Otto στις δεκαετίας του 1860. 

Alfa Romeo

Στόχος του Miller ήταν να βελτιώσει την απόδοση αυξάνοντας το λόγο μεταξύ του έργου που παράγει ο κινητήρας κατά τη φάση της εκτόνωσης των καυσαερίων και της ενέργειας που απαιτείται για τη συμπίεση του μίγματος. Ο τρόπος για να το πετύχει αυτό ήταν η καθυστέρηση στο κλείσιμο της βαλβίδας εισαγωγής κατά τη φάση της συμπίεσης. 

Η ιδέα θύμιζε αρκετά τον κύκλο Atkinson, όμως στην περίπτωση του Miller, η προσθήκη του τούρμπο επέτρεπε τη σημαντική αύξηση της ιπποδύναμης με την κατανάλωση να παραμένει σχεδόν στα επίπεδα ενός κινητήρα ντίζελ. Παράλληλα, η ιδέα του Miller επέτρεπε την αύξηση της σχέσης συμπίεσης και της συνολικής αποδοτικότητας χωρίς το φόβο φαινομένων προανάφλεξης, που δύσκολα μπορούσαν να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά πριν την εξέλιξη των ηλεκτρονικών συστημάτων διαχείρισης. 

Ωστόσο, το μειονέκτημα στην ιδέα του Αμερικανού ήταν η χαμηλή απόδοση στις χαμηλές στροφές, στοιχείο που για πολλά χρόνια περιόρισε τη χρήση του κύκλου Miller κυρίως σε εφαρμογές εκτός του αυτοκινήτου.

Στο όνομα της αναζήτησης της μέγιστης αποδοτικότητας και με τα υβριδικά σύνολα σήμερα να αποτελούν μονόδρoμο για τον περιορισμό των εκπομπών ρύπων οι ομάδες εξέλιξης επανέφεραν στο προσκήνιο τον κύκλο Miller. Χάρη στον ηλεκτροκινητήρα που με την άμεση παροχή ροπής υποβοηθά το θερμικό μοτέρ κινητήρα, ο υπετροφοδοτούμενος κύκλος Miller στην υβριδική εποχή προσφέρει υψηλή απόδοση, άμεση απόκριση και ελαστικότητα σε ένα εξαιρετικά ευρύ πεδίο λειτουργίας. Και όλα αυτά με χαμηλή κατανάλωση και εκπομπές ρύπων που σε επίπεδο CO2 προσεγγίζουν τις αντίστοιχες των αυτοκινήτων ντίζελ.

FIAT

Χαρακτηριστικό είναι το παράδειγμα του συνόλου 1.5Τ Hybrid 130hp που λειτουργεί στον κύκλο Miller και χρησιμοποιούν οι FIAT (500X και Tipo) και Jeep (Renegade και Compass), που σύμφωνα με τον κατασκευαστή η απόδοση και οι επιδόσεις είναι αντίστοιχες με το προγενέστερο σύνολο 1.3Τ 150hp. Όσον αφορά στην κατανάλωση, το εργοστάσιο υπόσχεται ότι τα υβριδικά 500Χ και Tipo να καταναλώνουν λιγότερο καύσιμο ακόμα και από τις αντίστοιχες ντίζελ (1.6MTJ 130hp) εκδόσεις.

Η υψηλή αποδοτικότητα τους οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη λειτουργία του θερμικού κινητήρα στον κύκλο Miller, η οποία έχει βελτιστοποιηθεί με μια σειρά λύσεων που αυξάνουν περαιτέρω τη θερμοδυναμική απόδοση, όπως το σύστημα άμεσου ψεκασμού υπερύψηλής πίεσης 350bar και την υψηλή για τον τύπο του κινητήρα σχέση συμπίεσης 12,5:1.

FIAT

Η εντυπωσιακή σχέση συμπίεσης αποτελεί ακόμα ένα χαρακτηριστικό του κύκλου Miller, όπου στη σύγχρονη εποχή δείχνει να συνεργάζεται ιδανικά τόσο με τους κλασσικούς στροβιλοσυμπιεστές καυσαερίων τούρμπο, όσο και με εκείνους που χρησιμοποιούν σύστημα μεταβλητής γεωμετρίας, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση της Alfa Romeo Τonale 160 Hybrid VGT.

Tέλος, στην περίπτωση του συστήματος e-Hybrid τα πλεονεκτήματα του κύκλου Miller ενισχύονται από τον ισχυρό ηλεκτροκινητήρα των 20 PS που είναι ενσωματωμένος στο αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων, ο οποίος εκτός από τη δυνατότητα κίνησης αμιγώς ηλεκτρικά, εξαλείφει και το μειονέκτημα του συγκεκριμένου κύκλου στις χαμηλές στροφές.

 

Ακολουθήστε το DRIVE στο Google News και τα Social Media
 

Google NewsFacebookTwitterInstagramYouTube