rukav22.ru
В области экономической теории и практике существует несколько распространенных моделей циклического поведения экономики. Две из них, цикл Отто и цикл Аткинсона, являются широко известными и обладают существенными различиями и особенностями. Эти модели помогают понять причины и характер изменений в экономике, а также предсказывать и измерять эффекты общих тенденций и событий.
Цикл Отто, названный в честь немецкого экономиста Ладислау Отто, строится на представлении цикличности экономического развития с учетом периодических фаз подъема и спада. Основная идея этой модели заключается в том, что экономический рост и спад происходят циклически, а каждая фаза имеет определенную продолжительность и характеристики. Цикл Отто предполагает, что в периоды подъема экономики наблюдается быстрый рост производства, инвестиций, потребления и занятости, а в периоды спада происходит замедление или даже сокращение этих параметров.
В свою очередь, цикл Аткинсона, разработанный американским экономистом Робертом Аткинсоном, исходит из предположения о наличии трех основных фаз циклического роста экономики — развитие (подъем), затухание и новое развитие. Эта модель отличается от цикла Отто тем, что в ней более четко выделяются периоды стабильного роста и спада экономики. Фаза развития характеризуется быстрым ростом ВВП, потребления и инвестиций, в то время как фаза затухания отмечается замедлением этих показателей. Фаза нового развития, в свою очередь, свидетельствует о входе в новый цикл роста.
История создания двух циклов
| Цикл Отто | Цикл Аткинсона |
|---|---|
| Цикл Отто был предложен немецким инженером Николаусом Отто в 1876 году. Он разработал первую успешную модель четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Цикл Отто состоит из четырех тактов: всасывание, сжатие, рабочий и выпуск. | Цикл Аткинсона был предложен английским механиком Джеймсом Аткинсоном в 1882 году. Он внес изменения в устройство стандартного четырехтактного двигателя, добавив фазу задержки закрытия выпускных клапанов. Это позволило увеличить эффективность работы двигателя. |
| Цикл Отто стал широко применяться в автомобильной и транспортной промышленности, благодаря своей простоте и высокой эффективности. Он стал основой для создания большинства современных четырехтактных двигателей. | Цикл Аткинсона нашел применение в гибридных автомобилях, где комбинируется с электродвигателем. Это позволяет достичь более высокой экономии топлива и снизить выбросы вредных веществ. |
Оба цикла имеют свои преимущества и недостатки, и выбор между ними зависит от конкретной задачи и требований к двигателю. Отто и Аткинсон сделали значительный вклад в развитие автомобильной и других промышленностей, и их циклы остаются актуальными и востребованными до сегодняшнего дня.
Основные принципы работы циклов
Основные принципы работы циклов включают:
- Инициализация: цикл начинается с инициализации переменных, которые будут использоваться в процессе выполнения цикла.
- Условие завершения: цикл выполняется, пока выполняется определенное условие, указанное перед началом цикла. Если условие становится ложным, цикл прекращает выполнение.
- Инкрементация (декрементация): после выполнения тела цикла выполняется шаг инкрементации или декрементации переменных цикла. Это позволяет изменять условие завершения цикла.
Различные циклы имеют свои особенности и синтаксис, но общие принципы работы остаются неизменными. Циклы Отто и Аткинсона оба предоставляют возможность повторения блока кода, но используют различные подходы и имеют свои преимущества в разных ситуациях.
Цикл Отто
Цикл Отто состоит из четырех тактов: всасывания, сжатия, рабочего и выпуска. Во время всасывания такт поршень двигается вниз, позволяя смеси топлива и воздуха войти в камеру сгорания через впускной клапан. Затем начинается такт сжатия, когда поршень двигается вверх, сжимая смесь до высокого давления.
После этого начинается рабочий такт, во время которого вспышка зажигания вызывает искру в свече зажигания, которая воспламеняет смесь топлива и воздуха, приводя к взрыву. Этот взрыв выталкивает поршень вниз, создавая мощность.
В конце цикла происходит выпускной такт, когда поршень двигается вверх, выталкивая отработавшие газы через выпускной клапан. Затем цикл повторяется, начиная с нового всасывания.
Цикл Отто широко применяется в автомобильной и мотоциклетной промышленности, так как он обеспечивает более высокую мощность и экономичность по сравнению с другими типами двигателей. Однако он также имеет свои недостатки, такие как высокие выбросы оксидов азота.
| Такты цикла Отто | Описание |
|---|---|
| Всасывание | Поршень двигается вниз, впуская смесь топлива и воздуха |
| Сжатие | Поршень двигается вверх, сжимая смесь до высокого давления |
| Рабочий | Воспламенение смеси топлива и воздуха, создание взрыва |
| Выпуск | Поршень двигается вверх, выталкивая отработавшие газы |
Структура и принцип работы
Цикл Отто представляет собой четырехтактный процесс, состоящий из следующих стадий:
- Впуск: смесь топлива и воздуха попадает в цилиндр двигателя через впускной клапан.
- Сжатие: поршень сжимает смесь до высокого давления и температуры.
- Рабочий ход: смесь воспламеняется и происходит взрыв, который приводит к движению поршня вниз.
Цикл Аткинсона также является четырехтактным процессом, но отличается измененной структурой и принципом работы:
- Впуск: смесь топлива и воздуха попадает в цилиндр двигателя через впускной клапан.
- Сжатие: поршень сжимает смесь до высокого давления и температуры.
- Рабочий ход: смесь воспламеняется и происходит взрыв, но только часть энергии используется для движения поршня, остальная часть передается воздуху и сохраняется в цилиндре.
Различие в структуре цикла Аткинсона заключается в использовании механизма, называемого «механизм сдвига времени впрыска-выпуска», который оптимизирует время работы выпускного клапана и увеличивает эффективность использования энергии. Это позволяет снизить потери энергии на сжатие воздуха и повысить КПД двигателя.
В результате различий в принципе работы, цикл Отто более подходит для работы на высоких скоростях и обладает более высокой мощностью, в то время как цикл Аткинсона обеспечивает большую экономичность и низкий уровень выбросов.
Преимущества и недостатки
Каждый из цикла Отто и цикла Аткинсона имеет свои преимущества и недостатки, которые следует учитывать при выборе наиболее подходящего варианта.
- Цикл Отто:
- Значительно более высокая эффективность процесса сгорания по сравнению с циклом Аткинсона.
- Более высокая мощность и крутящий момент двигателя при работе на бензине.
- Более широкий диапазон рабочих режимов двигателя.
- Использование стандартного видения системы питания и выхлопной системы, что упрощает обслуживание и ремонт.
- Цикл Аткинсона:
- Более высокая экономия топлива и меньшее количество выбросов CO2 в атмосферу.
- Увеличенный КПД двигателя за счет экономичного использования зарядки и работы от сокращенного рабочего объема.
- Более плавная и тихая работа двигателя, так как зарядка происходит в отдельных цилиндрах.
- Ниже тяговые потери, что позволяет снизить трение и увеличить мощность.
Выбор между циклом Отто и циклом Аткинсона зависит от конкретных требований и задач, поставленных перед двигателем.
Цикл Аткинсона
Основная особенность цикла Аткинсона заключается в несимметричном ходе поршня и расхождении между объемом сжатия и расширения. Это позволяет увеличить отношение сжатия двигателя, что повышает его КПД. В отличие от цикла Отто, где объем сжатия и расширения одинаковы, в цикле Аткинсона поршень задерживается в позиции сжатия на некоторое время, что позволяет части отработанных газов вернуться во впускной клапан и сжаться еще раз.
| Впуск | Сжатие | Расширение | Выпуск |
Клапан продолжает быть открытым в течение части сжатия, что позволяет части отработанных газов вернуться во впускной клапан и сжаться еще раз. | Поршень задерживается в позиции сжатия на некоторое время, что позволяет части отработанных газов вернуться во впускной клапан и сжаться еще раз. | Происходит сжатие рабочей смеси и зажигание, в результате чего происходит расширение газов и выполняется работа. | Открываются выпускные клапаны и отработанные газы выбрасываются из цилиндра. |
Цикл Аткинсона отличается более высоким КПД по сравнению с циклом Отто, но при этом обладает более низкой мощностью и более сложным устройством.
Хотя цикл Аткинсона имеет свои ограничения, его применение все же активно расширяется в автомобильной промышленности и является одним из способов повышения экономичности современных двигателей.