Tárgyak:
- Atkinson-Miller ciklus
- Az Atkinson-Miller ciklus eredete
Atkinson-Miller ciklus:
A nagy kompressziós aránnyal rendelkező motorok nagy teljesítményt képesek leadni. Alacsony motorterhelésnél (részterhelésnél) azonban a motor nem hatékony: még kis terhelésnél is nagy nyomás keletkezik a dugattyú felett, ami hatástalanságot okoz, ezért ilyenkor nem kívánatos. Egyes gyártók az Atkinson-Miller elvet alkalmazzák annak érdekében, hogy részterhelésnél, nagyobb kompressziós aránnyal nagy hatékonyságot érjenek el. Az Atkinson és Miller neveket néha összekeverik és rosszul helyezik el. A következő fejezet bemutatja a találmányok közötti különbségeket és hasonlóságokat.
Az Atkinson-Miller elv alapján a szívószelep hosszabb ideig nyitva marad a kompressziós löket alatt részterhelésnél (kb. 20-30 főtengelyfok): a beszívott levegő részben visszaáramlik a szívócsonkra. A szívószelep zárása után a dugattyú feletti levegő mennyisége sokkal alacsonyabb, mint azoknál a motoroknál, ahol a szívószelep a szívólöket végén zár. A dugattyú feletti kisebb levegőmennyiségnél kevesebb levegőt kell összenyomni (kevesebb ellenerő a kompressziós löket alatt). A befecskendezendő üzemanyag mennyisége is kevesebb: a kevesebb levegő kevesebb üzemanyagot is jelent.
A bemeneti szelep későbbi elzárásának következménye az alacsonyabb töltési szint. Ez a motor teljesítményének rovására megy, de előnyös az általános égésben. Az Atkinson-Miller ciklus ideális hibrid járművekhez, mert már nem a belsőégésű motor az egyetlen energiaforrás, hanem a villanymotor támogatja, vagy csak az akkumulátorcsomag töltésére szolgál (sorozathibrid). Ezen túlmenően, ha a szelep időzítését a részterheléstől eltérő üzemi körülmények között változtatja meg, az előmozdíthatja a szívószelep időzítését.
Számos gyártó alkalmazza az Atkinson-Miller elvet hibrid autóik belsőégésű motorjaira. Ezek főleg koreai és japán gyártók: Hyundai, Honda és Kia.
Az alábbi képeken egy normál benzinmotor indikátor diagramja és PV diagramja látható az Atkinson-elvű motor mellett. Mivel az Atkinson-elvnél a levegő összenyomása csak később kezdődik a sűrítési ütemben, ez tükröződik ezeken az ábrákon. A kompressziós veszteség csökkentése növeli a termikus hatásfokot.
Az Atkinson-Miller ciklus eredete:
Az előző részben az Atkinson-Miller ciklus alkalmazását tárgyaltuk. A szakirodalomban gyakran egyesítik az Atkinson- és Miller-technikák elnevezését, pedig két külön találmányról van szó, amelyeknek ugyanaz a célja. Az Atkinson és Miller elvek történetét az alábbiakban ismertetjük.
Atkinson: James Atkinson (Nagy-Britannia, 1882) dolgozott a találmányán, ahol a teljesítménylöket növelésével növelhette a dugattyús motorok hatékonyságát. A rudakkal és lengőmechanizmusokkal rendelkező összetett rendszer révén a teljesítménylöket dugattyúlökete nagyobb lehet, mint a szívólöketé.
Az animáció a négy ütemet mutatja be a jól ismert négyütemű folyamatban:
- beviteli stroke (bevitel, ansaugen)
- kompressziós löket
- erőlöket (tágulás, munka)
- kipufogólöket (kipufogó, ausstossen)
Az Atkinson-motort akkoriban nem fejlesztették tovább, mert akkoriban túl bonyolult volt a konstrukció, és túl sok volt a teljesítményveszteség.
Molnár: Ralph Miller (Egyesült Államok, 1947) dolgozta ki azt a technikát, amelyben a szívószelep később záródik, hogy csökkentse a végső kompressziós nyomást (lásd az előző fejezetet). A szelep időzítésének megváltoztatásával ugyanazt a célt érjük el, mint az Atkinson-elvvel: korlátozzuk a mechanikai energiaveszteséget a kompressziós ütemben kevesebb levegővel. Az Atkinson- és Miller-elv között az a különbség, hogy az Atkinson fizikailag eltérő kompressziós és teljesítménylöketeket hajt végre, a Miller pedig a szívószelep-időzítés kilépésével ugyanazt a termodinamikai eredményt éri el.
Kapcsolódó oldal:
