По сравнению со стандартным двигателем Отто, в котором длины хода поршней имеют практически одинаковое значение, EXlink характеризуется тем, что ход расширения и выпуска оказывается больше, чем ход впуска и сжатия. В результате степень расширения более чем в 1,4 раза превышает степень сжатия EXlink, обеспечивая меньшие насосные потери и значительно более высокий термический КПД по сравнению со стандартным двигателем.
В XIX столетии двигатель Аткинсона отличался исключительной экономией топлива, однако из-за своей сложной архитектуры он был непрост в изготовлении в небольшом масштабе и поэтому исчез из рядов разрабатываемых двигателей.
«EXlink» — аббревиатура для Extended Expansion Linkage Engine — является товарным знаком Honda Motor Co. Ltd.
Структура EXlink
EXlink характеризуется наличием трехгранного шарнира, расположенного между шатуном и коленвалом. Трехгранное соединение подключается через поворотный стержень к эксцентриковому валу, завершая конструкцию с увеличенным ходом. Скорость эксцентрикового вала в два раза меньше скорости коленвала, что делает возможным осуществление пары ходов поршня и является альтернативой длинному и короткому ходу.
Чтобы реализовать высокую степень расширения, EXlink использует короткий ход для впуска и сжатия, и длинный ход для выпуска и расширения, увеличивая объем впуска с 110 см³ до 163 см³. Ключевым преимуществом цикла Аткинсона является потребление меньшего количества воздуха и топлива при одновременном увеличении производительности, что значительно улучшает эффективность потребления топлива. В EXlink он реализован в простой, компактной конструкции.
Как EXlink увеличивает термический КПД
В двигателе внутреннего сгорания термический КПД определяется коэффициентом расширения. Так как в стандартном двигателе Отто коэффициент расширения совпадает с коэффициентом сжатия, увеличение эффективности использования топлива путем увеличения коэффициента расширения также приведет к увеличению степени сжатия. Более высокая степень сжатия приведет к нежелательной детонации двигателя.*
Однако в EXlink коэффициент сжатия составляет 12.2:1, являясь достаточно низким, чтобы не допустить возникновения детонации в бензиновом двигателе, тогда как коэффициент расширения достаточно высок — 17.6:1, — чтобы привести к улучшению термического КПД.
* Детонация двигателя проявляется металлическим звуком и вибрацией, возникающими в результате аномального сгорания в цилиндре двигателя. Детонация может даже привести к поломке двигателя. Распространенными причинами детонации двигателя являются преждевременное сгорание и слишком высокий коэффициент сжатия.
| Top dead center | Верхняя мертвая точка |
| Intake stroke bottom dead center | Нижняя мертвая точка такта впуска |
| Bottom dead of conventional engine | Нижняя мертвая точка стандартного двигателя |
| Expansion stroke bottom dead center | Нижняя мертвая точка такта расширения |
* Насосные потери представляют собой энергетические потери при впуске и выпуске воздуха в цилиндр двигателя.
Технологии уменьшения трения в двигателе
Потенциальной проблемой структуры соединения EXlink может оказаться увеличенное трение в двигателе. Однако EXlink использует технологии, которые помогут уменьшить трение в двигателе и предотвратить уменьшение эффективности потребления топлива.
В стандартном двигателе, когда воспламеняющая топливно-воздушная смесь попадает в поршень под давлением в ходе такта расширения, на стенки цилиндра воздействуют боковые силы, приводя к значительному трению. Так как величина боковой силы в значительной степени определяется углом шатуна, EXlink разработан таким образом, чтобы в ходе такта расширения шатун располагался практически параллельно стенкам цилиндра. В результате потери при трении, возникающем вследствие боковых сил, воздействующих на поршень, в два раза меньше, чем для стандартного двигателя. Даже в случае наличия дополнительных элементов расширения EXlink характеризуется той же самой величиной трения в двигателе, что и в случае стандартного двигателя, извлекая, таким образом, максимальную эффективность потребления топлива, предлагаемую циклом Аткинсона.
Источник: www.world.honda.com/powerproducts-technology/exlink