Cykl Atkinsona: dłuższe rozprężanie niż sprężanie w hybrydach Toyoty
Cykl Atkinsona to sposób pracy silnika spalinowego, w którym gazy rozprężają się dłużej, niż mieszanka jest sprężana, więc z tej samej porcji paliwa odbiera się więcej pracy. W dzisiejszych autach tak nazywa się zwykle silnik czterosuwowy z późno zamykanym zaworem dolotowym.
Patent z 1882 roku
James Atkinson, brytyjski inżynier, opatentował silnik, w którym suw rozprężania był dłuższy od suwu sprężania. Osiągnął to układem dźwigni łączącym tłok z wałem korbowym, a wszystkie cztery suwy mieściły się w jednym obrocie wału. Układ miał też ominąć patenty na silnik Otta, ale okazał się zbyt skomplikowany do masowej produkcji.
Jak robi się to dzisiaj
Podstawowe cztery suwy opisuje poradnik o silniku czterosuwowym. W wersji Atkinsona zmienia się tylko moment zamknięcia zaworu dolotowego. Zawór zostaje otwarty po dolnym martwym punkcie, więc gdy tłok idzie już w górę, część napełnienia wraca do kolektora. Rzeczywiste sprężanie zaczyna się dopiero po zamknięciu zaworu, dlatego efektywny stopień sprężania jest niższy od geometrycznego, a rozprężanie trwa pełny skok tłoka.
Moment zamknięcia przesuwają zmienne fazy rozrządu, w Priusie trzeciej generacji układ VVT-i. Wielkość stopnia sprężania opisuje osobne hasło.
Cena tego rozwiązania to mniejsze napełnienie cylindra, a więc mniej mocy z litra pojemności niż w klasycznym silniku Otta. W zwykłym aucie byłoby to wadą. W hybrydzie braki wyrównuje silnik elektryczny, o czym mówi hasło napęd hybrydowy.
Toyota Prius i inne hybrydy
Toyota stosuje ten sposób od pierwszego Priusa z 1997 r., który miał silnik 1,5 l. Trzecia generacja dostała jednostkę 2ZR-FXE o pojemności 1,8 l i stopniu sprężania 13,0:1, a dla tego silnika podawano sprawność cieplną około 40%. Pracuje on także w Lexusie CT200h. Więcej o modelu znajdziesz na karcie Toyoty Prius, a o samej koncepcji napędu w poradnikach o samochodzie hybrydowym i miękkiej hybrydzie.
Atkinson czy Miller
Oba nazwiska mieszają się od lat. Amerykański inżynier Ralph Miller opatentował wariant z doładowaniem. Sprężarka równoważy w nim mniejsze napełnienie cylindra. Dziś nazwą Atkinsona określa się cykl Otta zmodyfikowany przez Millera: zawór dolotowy zamyka się późno.
Wersję z doładowaniem zastosowała Mazda w sedanie Millenia S: silnik KJ-ZEM to V6 o pojemności 2,3 l z mechaniczną sprężarką. W chwili premiery Millenia była jedynym seryjnym samochodem na świecie z silnikiem pracującym w cyklu Millera.