Emner:
- Atkinson-Miller syklus
- Opprinnelsen til Atkinson-Miller-syklusen
Atkinson-Miller syklus:
Motorer med høyt kompresjonsforhold kan levere mye kraft. Men ved lav motorbelastning (dellast) er motoren ineffektiv: selv ved lav belastning bygges det opp et høyt trykk over stempelet, noe som forårsaker ineffektivitet og derfor er uønsket i så fall. For å oppnå høy effektivitet ved dellast med høyere kompresjonsforhold, bruker noen produsenter Atkinson-Miller-prinsippet. Navnene Atkinson og Miller er noen ganger forvirrede og feilplasserte. Det neste kapittelet forklarer forskjellene og likhetene i disse oppfinnelsene.
Med Atkinson-Miller-prinsippet holdes inntaksventilen åpen lenger under kompresjonsslaget ved dellast (omtrent 20 til 30 veivakselgrader): inntaksluften strømmer delvis tilbake til inntaksmanifolden. Mengden luft over stempelet etter lukking av inntaksventilen er mye lavere enn i motorer hvor inntaksventilen stenger ved slutten av inntaksslaget. Med et lavere luftvolum over stempelet må mindre luft komprimeres (mindre motkraft under kompresjonsslaget). Mengden drivstoff som skal injiseres er nå også mindre: mindre luft betyr også mindre drivstoff.
Konsekvensen av å stenge innløpsventilen senere er et lavere fyllingsnivå. Dette går på bekostning av motorkraften, men gagner den generelle forbrenningen. Atkinson-Miller-syklusen er ideell for hybridbiler, fordi forbrenningsmotoren ikke lenger er den eneste kraftkilden, men støttes av den elektriske motoren, eller kun tjener til å lade batteripakken (seriehybrid). I tillegg kan endring av ventiltidspunktet under andre driftsforhold enn dellast fremme inntaksventiltidspunktet.
En rekke produsenter bruker Atkinson-Miller-prinsippet på forbrenningsmotorene til hybridbilene sine. Dette er hovedsakelig koreanske og japanske produsenter: Hyundai, Honda og Kia.
Bildene nedenfor viser indikatordiagrammet og PV-diagrammet for en vanlig bensinmotor ved siden av Atkinson-prinsippmotoren. For med Atkinson-prinsippet starter kompresjonen av luften først senere i kompresjonsslaget, dette gjenspeiles i disse diagrammene. Reduksjonen av kompresjonstap øker den termiske effektiviteten.
Opprinnelsen til Atkinson-Miller-syklusen:
I forrige avsnitt diskuterte vi bruken av Atkinson-Miller-syklusen. I litteraturen kombineres ofte navnene på Atkinsons og Millers teknikker, selv om de var to separate oppfinnelser med samme formål. Historien til Atkinson- og Miller-prinsippene er beskrevet nedenfor.
Atkinson: James Atkinson (Storbritannia, 1882) jobbet med sin oppfinnelse der han kunne øke effektiviteten til en stempelmotor ved å øke kraftslaget. Ved hjelp av et komplekst system med stenger og vippemekanismer kan kraftslagets stempelslag være høyere enn inntaksslaget.
Animasjonen viser de fire slagene i den velkjente firetaktsprosessen:
- inntaksslag (inntak, ansaugen)
- kompresjonsslag
- kraftslag (ekspansjon, arbeid)
- eksosslag (eksos, ausstossen)
Atkinson-motoren ble ikke videreutviklet på den tiden fordi designet var for komplekst på den tiden og det var for mye krafttap.
Miller: Ralph Miller (USA, 1947) utviklet teknikken der inntaksventilen stenger senere for å redusere det endelige kompresjonstrykket (se forrige kapittel). Ved å endre ventiltimingen oppnås samme mål som med Atkinson-prinsippet: å begrense mekanisk energitap i kompresjonsslaget med mindre luft. Forskjellen mellom Atkinson- og Miller-prinsippene er at Atkinson gjør fysisk forskjellige kompresjons- og kraftslag og Miller med utgangen av inntaksventilens timing oppnår samme termodynamiske resultat.
Relatert side:
