Цикл Міллера - це

Цикл Міллера був запропонований в 1947 році американським інженером Ральфом Міллером як спосіб поєднання достоїнств двигуна Аткінсона з більш простим поршневим механізмом двигуна Отто. Замість того, щоб зробити такт стиснення механічно більш коротким, ніж такт робочого ходу (як в класичному двигуні Аткінсона, де поршень рухається вгору швидше, ніж вниз), Міллер придумав скоротити такт стиснення за рахунок такту впуску, зберігаючи рух поршня вгору і вниз однаковим по швидкості (як в класичному двигуні Отто).

Для цього Міллер запропонував два різних підходи: або закривати впускний клапан істотно раніше закінчення такту впуску (або відкривати пізніше початку цього такту), або закривати його значно пізніше закінчення цього такту. Перший підхід у двигателистов носить умовну назву «укороченого впуску», а другий - «укороченого стиснення». В кінцевому рахунку обидва ці підходи дають одне і те ж: зниження фактичного ступеня стиснення робочої суміші щодо геометричній, при збереженні незмінної ступеня розширення (тобто такт робочого ходу залишається таким же, як в двигуні Отто, а такт стиснення як би скорочується - як у Аткінсона, тільки скорочується не по часу, а за ступенем стиснення суміші).

Розглянемо більш докладно другий підхід Міллера - оскільки він кілька більш вигідний з точки зору втрат на стиск, і тому саме він практично реалізований в серійних автомобільних моторах Mazda «Miller Cycle» (такий мотор V6 об'ємом 2.3 літра з механічним нагнітачем досить давно встановлюється на автомобіль Mazda Xedos -9, а недавно новітній «атмосферне» мотор I4 такого типу об'ємом 1.3 літра отримала модель Mazda-2).

В такому моторі впускний клапан не закривається з закінченням такту впуску, а залишається відкритим протягом першої частини такту стиснення. Хоча на такті впуску паливо-повітряною сумішшю був заповнений весь обсяг циліндра, частина суміші витісняється назад у впускний колектор через відкритий впускний клапан, коли поршень рухається вгору на такті стиснення. Стиснення суміші фактично починається пізніше, коли впускний клапан нарешті закривається, і суміш виявляється замкнутою в циліндрі.

Таким чином суміш в двигуні Міллера стискається менше, ніж повинна була б стискатися в двигуні Отто такий же механічної геометрії. Це дозволяє збільшити геометричну ступінь стиснення (і, відповідно, ступінь розширення!) Вище меж, обумовлених детонаційними властивостями палива - привівши фактичне стиснення до допустимих значень за рахунок вищеописаного «укорочення циклу стиснення». Іншими словами, при тій же фактичного ступеня стиснення (обмеженою паливом) мотор Міллера має значно більший ступінь розширення, ніж мотор Отто. Це дає можливість більш повно використовувати енергію розширюються в циліндрі газів, що, власне, і підвищує теплову ефективність мотора, забезпечує високу економічність двигуна і так далі.

Вигода від підвищення теплової ефективності циклу Міллера щодо циклу Отто супроводжується втратою пікової вихідної потужності для даного розміру (і маси) двигуна через погіршення наповнення циліндра. Так як для отримання такої ж вихідної потужності потрібен був би двигун Міллера більшого розміру, ніж двигун Отто, виграш від підвищення теплової ефективності циклу буде частково витрачений на збільшилися разом з розмірами двигуна механічні втрати (тертя, вібрації і т. Д.).

Саме тому інженери Mazda побудували свій перший серійний мотор з циклом Міллера не атмосферне. Коли вони приєднали до двигуна нагнітач типу Lysholm, їм вдалося відновити високу питому потужність, майже не втрачаючи ефективності, що забезпечується циклом Міллера. Саме це рішення зумовило привабливість мотора Mazda V6 «Miller Cycle», що встановлюється на Mazda Xedos -9 (Millenia або Eunos-800). Адже при робочому обсязі 2.3 л він видає потужність 213 к.с. і крутний момент 290 Нм, що рівноцінно характеристикам звичайних 3-літрових атмосферних моторів, і в той же час витрата палива для такого потужного мотора на великій машині дуже низький - на трасі 6.3 л / 100 км, в місті - 11.8 л / 100 км, що відповідає показникам набагато менш потужних 1.8-літрових двигунів.

Подальший розвиток технологій дозволило інженерам Mazda побудувати двигун Miller Cycle з прийнятними характеристиками питомої потужності вже без використання нагнітачів - нова система послідовного зміни часу відкриття клапанів Sequential Valve Timing System, динамічно керуючи фазами впуску та випуску, дозволяє частково компенсувати властиву циклу Міллера падіння максимальної потужності.

Новий мотор буде випускатися рядним 4-циліндровим, об'ємом 1.3 літра, в двох варіантах: потужністю 74 кінські сили (118 Нм крутного моменту) і 83 кінські сили (121 Нм). При цьому витрата палива у цих двигунів знизився в порівнянні зі звичайним мотором такої ж потужності на 20 відсотків - до чотирьох з невеликим літрів на сто кілометрів пробігу. Крім того, токсичність мотора з «циклом Міллера» на 75 відсотків нижче сучасних екологічних вимог.