reklama


15.3. 2015 Ladislav Čermák

Atkinsonův cyklus: Vítané zpoždění

 

Jednu z cest k uskromnění pístového spalovacího motoru vymyslel v roce 1882 anglický vynálezce James Atkinson. Moderní aplikace se její principy dočkaly ve značně modifikované podobě.

Ač byl původní motiv jeho konání prostý, totiž vyhnout se patentům na tzv. Ottův cyklus (v něm se expanzní poměr rovná kompresnímu), dodnes užívaný většinou pístových motorů, podařilo se Jamesi Atkinsonovi výrazně zvýšit účinnost spalovacích jednotek dosažením rozdílu mezi oběma poměry. Sice za cenu snížení specifického výkonu, ovšem přínosy vyšší účinnosti převážily.

Zatímco Angličan svou myšlenku rovnou na několik pokusů realizoval s pomocí poměrně složité mechaniky, z níž zejména tzv. diferenciální motor je opravdovou lahůdkou, moderní motoráři jeho myšlenku adaptovali na běžný pístový motor jednodušším, avšak nikoliv méně efektivním způsobem.

Moderní motory s Atkinsonovým cyklem jsou zpravidla konvenční atmosféricky plněné zážehové jednotky, aplikované tam, kde nevadí jejich nižší specifický výkon. Typickým teritoriem pro ně jsou hybridní automobily, kde kilowattový deficit dožene asistence elektromotoru a motor se odvděčí velmi nízkou reálnou spotřebou, zejména při nižší a střední zátěži.

Vtip spočívá v pozdějším uzavření sacího ventilu, který tak ulehčuje pístu rozběh na počátku kompresní fáze. Část směsi se vrací do sacího potrubí a expanzní poměr získává navrch nad kompresním, což vede k vyšší účinnosti. Cílem je stav, kdy na konci expanze je tlak na píst roven atmosférickému – znamená to totiž dokonalé využití energie. Když se dané množství zápalné směsi díky většímu expanznímu poměru změní ve větší porci energie, znamená to, že byla lépe využita.

Protože kýžený efekt zároveň potřebuje účinnou regulaci, mají moderní atkinsonovské motory plynule proměnné časování (přinejmenším sacích) ventilů, schopné měnit překrytí otevření s výfukovými, a zároveň na volnoběh a při vysokých otáčkách umějí přepínat na za této situace vhodnější Ottův cyklus.

Bohaté zkušenosti s nimi má hlavně Toyota, která je aplikuje už do třetí generace svých paralelních hybridů, a to i u značky Lexus. Atkinsonova cyklu je ovšem schopen i osmiválec o objemu 5,0 litru v modelu RC F (viz AT 05/15). Používají jej u svých aut ale i jiní výrobci, například Honda, Kia a Ford.

Toyota v současné době dokončila vývoj nové generace motorů s vylepšeným řízením variabilního časování VVT-iE/iW s elektrickým aktuátorem. Loni jej premiérově aplikovala i do konvenční Toyoty Aygo, přičemž musela technologickými finesami, například upraveným tvarem sacích kanálů vyvolávajícím vertikální víření a zvýšenou statickou kompresí vyřešit hlavní omezení Atkinsonových motorů, tedy omezený tah v nízkých a středních otáčkách. První ale byla Honda, která Angličanův cyklus aplikovala u motoru 1.8 i-VTEC už v roce 2007 v civiku.

Ford by zase rád u budoucích motorů EcoBoost vyřešil další omezení tohoto principu – zhoršenou aerodynamickou účinnost kvůli směsi vypouštěné na počátku komprese do sacího potrubí proti směru nasávané masy. Pomohl si elegantním trikem – dočasným pootevřením výfukového ventilu na pomezí sání a komprese místo sacího. Odměnou za složitější technologické řešení a mírné snížení termodynamické účinnosti má být výhodnější průběh vnitřní aerodynamiky a také chlazení spalovacího prostoru, které by mohlo eliminovat potřebu denox katalyzátoru a snížit potřebnou kapacitu chladicího okruhu.

Na pana Atkinsona tak budeme zřejmě vzpomínat ještě dlouho...

Video

James Atkinson (1846–1914): Jak se vyhnout patentu

Vynálezce z britského Hampsteadu se zabýval zdokonalením spalovacího motoru a zkonstruoval čtyřdobý pístový motor, v němž se všechny pracovní cykly díky asistenci složitého klikového mechanismu odehrají během jediné otáčky klikové hřídele (viz obrázek). Hlavním přínosem je ale diferenciální dvoupístový motor, narušující rovnováhu mezi kompresním a expanzním poměrem, opět s pomocí složité mechaniky. Za svou činnost byl Atkinson v roce 1889 oceněn medailí Johna Scotta. Jím vynalezený princip adaptovali novodobí konstruktéři a momentálně jsou jeho nápady považovány za perspektivní cestu ke zvýšení obecně nevalné účinnosti pístového spalovacího motoru.

 [600×330]

Další aplikace Atkinsonova cyklu: Millerův cyklus

Dohnat ztráty dynamické komprese měla kombinace s mechanickým přeplňováním, prakticky nasazená Mazdou na šestiválci 2.3 v modelu Xedos 9. Princip, vymyšlený Američanem Ralphem Millerem v roce 1947, vykázal výrazné zlepšení měřitelných parametrů, avšak narazil na složitost a náročnost takového řešení. To se ostatně potvrdilo i Mazdě, která svůj experiment už nikdy nezopakovala a ještě dlouho čelila kritice zákazníků konfrontovaných s extrémními cenami oprav motoru.

 [600×285]

Spolupracujeme s TipCars.com
Farmaceutický byznys si chce v Česku nechat platit jen za léky, co skutečně zabírají Farmaceutický byznys si chce v Česku nechat platit jen za léky, co skutečně zabírají

Do Česka se dostává evropský trend, který umožňuje…

Giganti se domluvili na podpoře vodíku, patří mezi ně BMW či Shell Giganti se domluvili na podpoře vodíku, patří mezi ně BMW či Shell

Během Světového ekonomického fóra ve švýcarském Davosu…

Rakouská policie zadržela radikálního islamistu, prý plánoval útok na Vídeň Rakouská policie zadržela radikálního islamistu, prý plánoval útok na Vídeň

Rakouská policie večer zadržela ve Vídni muže podezřelého…

 
 

Přidat názorDiskuse: Atkinsonův cyklus: Vítané zpoždění



reklama


reklama


Doporučujeme
Nové motory Mercedesu: Proč se vrací řadové šestiválce? Nová technika podrobně! Nové motory Mercedesu: Proč se vrací řadové šestiválce?

Od roku 2005 sázel Mercedes-Benz u šestiválců výhradně na…

Kontrolky v autě: Znáte jejich význam? Kontrolky v autě: Znáte jejich význam?

Co který symbol na palubní desce znamená, jsme psali již…

 

AutoRevue
Nový crossover Škody nejspíše dostane základy od Volkswagenu Nový crossover Škody nejspíše dostane základy od Volkswagenu

Německý koncern chystá řadu novinek, z čehož by v blízké…

Nyní jsou v módě SUV. Víte ale, jaké karosérie aut byly oblíbené dříve? Nyní jsou v módě SUV. Víte ale, jaké karosérie aut byly oblíbené dříve?

Karoserie je první věc, které si při pohledu na vůz…

 






 
Vše kolem mrazu v autě: Jak vůz správně zahřívat? A co když zamrzne nafta?

Vše kolem mrazu v autě: Jak vůz správně zahřívat? A co když zamrzne nafta?

Včera

Zima se v posledních týdnech ukazuje ve své nejlepší kondici. Jak správně nakládat se zamrzlým autem? Přinášíme několik užitečných tipů.




Blesk.cz

Ženy verbují mladé muže k teroru. Jourová popsala novou taktiku džihádistů

Ženy verbují mladé muže k teroru. Jourová popsala…

Teroristé častěji využívají ženy k tomu, aby oslovovaly mladé a nespokojené Evropany a přetahovaly je…

Emma Smetana bojuje s dcerou proti Trumpovi: Zatím dělají jen podivné obličeje

Emma Smetana bojuje s dcerou proti Trumpovi: Zatím…

Říká se, že jablko nepadá daleko od stromu. Zřejmě to platí i v případě Emmy Smetany (28) a její maličké dcerky…

 

iSport.cz

Šťastná výhra na úvod. Bayernu zajistil tři body v nastavení Lewandowski

Šťastná výhra na úvod. Bayernu zajistil tři body v…

17. KOLO | Kanonýr Robert Lewandowski zařídil Bayernu Mnichov dvěma góly úspěšný vstup do letošní části německé…

VIDEO: Kometa s Třincem stále v krizi, Pardubice vyhrály pod novým koučem

VIDEO: Kometa s Třincem stále v krizi, Pardubice…

Hokejisté Pardubic porazili ve 40. kole extraligy Třinec 5:4 v prodloužení a odlepili se z poslední příčky.…

 

Reflex.cz

Vyhladím islámský terorismus z povrchu světa! Pusťte si Trumpův první projev s českými titulky

Vyhladím islámský terorismus z povrchu světa! Pusťte…

Opět slíbil práci a pracovní místa všem Američanům. Zdůraznil ostrahu hranic i bezpečnost ve městech. Spolu…

Trump v prvním prezidentském projevu jen přežvýkal to, co jsme slyšeli mnohokrát. A to je málo

Trump v prvním prezidentském projevu jen přežvýkal…

Chvílemi se zdálo, že Donald Trump si při páteční inauguraci při prvním prezidentském projevu popletl místo a…

 
 
reklama