Thèmes:
- Cycle Atkinson-Miller
- Les origines du cycle Atkinson-Miller
Cycle Atkinson-Miller :
Les moteurs avec un taux de compression élevé peuvent fournir beaucoup de puissance. Cependant, à faible charge du moteur (charge partielle), le moteur est inefficace : même à faible charge, une pression élevée s'accumule au-dessus du piston, ce qui entraîne une inefficacité et n'est donc pas souhaitable dans ce cas. Afin d'obtenir un rendement élevé à charge partielle avec un taux de compression plus élevé, certains fabricants appliquent le principe Atkinson-Miller. Les noms Atkinson et Miller sont parfois confus et déplacés. Le chapitre suivant explique les différences et les similitudes de ces inventions.
Grâce au principe Atkinson-Miller, la soupape d'admission reste ouverte plus longtemps pendant la course de compression à charge partielle (environ 20 à 30 degrés de vilebrequin) : l'air d'admission retourne en partie vers le collecteur d'admission. La quantité d'air au-dessus du piston après la fermeture de la soupape d'admission est bien inférieure à celle des moteurs où la soupape d'admission se ferme à la fin de la course d'admission. Avec un volume d'air inférieur au-dessus du piston, moins d'air doit être comprimé (moins de force antagoniste pendant la course de compression). La quantité de carburant à injecter est désormais également inférieure : moins d’air signifie aussi moins de carburant.
La conséquence d'une fermeture ultérieure de la soupape d'admission est un niveau de remplissage plus faible. Cela se fait au détriment de la puissance du moteur, mais profite à la combustion globale. Le cycle Atkinson-Miller est idéal pour les véhicules hybrides, car le moteur thermique n'est plus la seule source d'énergie, mais est soutenu par le moteur électrique ou sert uniquement à charger la batterie (hybride en série). De plus, la modification du calage des soupapes dans des conditions de fonctionnement autres que la charge partielle peut faire avancer le calage des soupapes d'admission.
De nombreux constructeurs appliquent le principe Atkinson-Miller aux moteurs thermiques de leurs voitures hybrides. Il s’agit principalement de constructeurs coréens et japonais : Hyundai, Honda et Kia.
Les images ci-dessous montrent le diagramme indicateur et le diagramme PV d'un moteur à essence normal à côté de celui du moteur principe Atkinson. Parce qu'avec le principe Atkinson, la compression de l'air ne commence que plus tard dans la course de compression, cela se reflète dans ces diagrammes. La réduction de la perte de compression augmente l'efficacité thermique.
L'origine du cycle Atkinson-Miller :
Dans la section précédente, nous avons discuté de l'application du cycle d'Atkinson-Miller. Dans la littérature, les noms des techniques d'Atkinson et de Miller sont souvent combinés, même s'il s'agissait de deux inventions distinctes ayant le même objectif. L’histoire des principes d’Atkinson et Miller est décrite ci-dessous.
Atkinson: James Atkinson (Grande-Bretagne, 1882) a travaillé sur son invention selon laquelle il pouvait augmenter l'efficacité d'un moteur à pistons en augmentant la course motrice. Grâce à un système complexe de tiges et de mécanismes à bascule, la course du piston de la course motrice pourrait être supérieure à celle de la course d'admission.
L'animation montre les quatre temps dans le processus bien connu à quatre temps :
- course d'admission (admission, ansaugen)
- course de compression
- coup de force (expansion, travail)
- course d'échappement (échappement, ausstossen)
Le moteur Atkinson n’a pas été développé à l’époque car sa conception était trop complexe et il y avait trop de perte de puissance.
Miller: Ralph Miller (États-Unis, 1947) a développé la technique selon laquelle la soupape d'admission se ferme plus tard pour réduire la pression finale de compression (voir chapitre précédent). En modifiant le calage des soupapes, le même objectif est atteint qu'avec le principe d'Atkinson : limiter la perte d'énergie mécanique lors de la course de compression avec moins d'air. La différence entre les principes d'Atkinson et de Miller est que l'Atkinson produit des courses de compression et de puissance physiquement différentes et que le Miller avec la sortie du calage des soupapes d'admission obtient le même résultat thermodynamique.
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