Atkinson ciklusú motor

Fogalomtár - Autó

Atkinson ciklusú motor:

Az Atkinson ciklusú motor egyfajta belső égésű motor. Nevét James Atkinson brit mérnökről kapta. Működése jellemzi, és különböztetni meg a "hagyományos", négyütemű, és az egyszerűsített kétütemű motoroktól. Valójában öt fázisra négy löket jut a működési ciklusban. Az előnye az Atkinson ciklusú motor alkalmazásának, a megnövelt üzemanyag-hatékonyság, ami csökkentett alacsony fordulatszám nyomatékkal és teljesítménnyel jár. Ha a hatékonyság az elsődleges cél, akkor jó eredményeket lehet alkalmazásával elérni.

Az Atkinson motor öt fázisa a következő:

    - Beszívás
    - Visszaszívás (Késleltetett szívószelep zárás, mely belenyúlik a sűrítési ütembe.)
    - Sűrítés
    - Terjeszkedés (Robbanás)
    - Kipufogás

Az Atkinson ciklus annyiban különbözik a hagyományos négyütemű ciklustól, hogy egy kiegészítő ütem került a beszívás után a sűrítésbe, melyet visszaszívásnak (back-flow) hívunk. Ez szakasz osztja a második ütemet a sűrítést visszaszívásra és sűrítésre.

   Az Atkinson ciklus lényege, hogy az adott pillanathoz szükséges sűrítési viszony alakítható ki, így csökkentve a fogyasztást és növelve a teljesítményt. Atkinson eredetileg nem a szívószelep nyitva tartásával oldotta meg a változó sűrítést, hanem a motoron belüli bonyolult mechanikai szerkezettel, mely tovább növelte a surlódást és a meghibásodási hajlamot.

1947-ben egy amerikai mérnök, Miller volt az aki rájött, nem a lökethosszt kell változtatni ahhoz, ha kisebb löketet szeretnénk egy nagyobb motorból időszakosan használni és ezáltal a sűrítést csökkenteni, hanem a kitöltési időt kell csökkenteni. Ennek módja, hogy a szívási ciklus végén nem záródik le a szívószelep, hanem tovább nyitva marad, hogy az alsó holtpontról megforduló dugattyú az addig feleslegesen „túlszívott” levegőt kitolhassa a szívócsőbe a pillangószelep utáni nyomást fokozva, ami mellékesen jó hatással van a motor gázcseréjére is. Ez a szívószelep zárási késleltetés dinamikusan változtatható, így szabályozható a henger sűrítési aránya. Ennek a motornak a modern változatát Atkinson-Miller ciklusú motornak kellene hívni, de a legtöbb hivatkozásban csak Atkinson ciklusú motorként szerepel.

   Mint látható, az Atkinson-Miller ciklusú motor áldozatokat hoz a csúcsteljesítmény terén egy azonos hengerűrtartalmú Otto ciklusú motorhoz képest, mivel kevesebb üzemanyagot tud égetni ciklusonként. Viszont mivel nehéz elégetni a túldúsított üzemanyag / levegő keveréket, (ami a legtöbb Otto-motornak szükséges ahhoz, hogy több nyomatékot és így hatékonyabb gyorsítást produkáljon) sokkal kevésbé hatékony az alsó fordulatszám tartományban az Atkinson-Miller ciklusú motor mint az Otto. Ezt a motort az alacsonyabb közepes fordulatszám tartományokra optimalizálták, így annak maximális fordulatszáma nem haladja meg az 5000/min fordulatot. A Toyota megtalálta ennek a motorelvnek a megfelelő alkalmazását a Prius-ban, ahol az alsó fordulatszám-tartományi teljesítmény hiányosságokat elektromotorokkal pótolják, melyekkel tökéletes párost alkotva ma elvárható teljesítménnyel, viszont kimagasló üzemanyag-hatékonysággal ruházzák fel azt.