REKLAMA

Kategorie
Zaloguj się

Zarejestruj się

Proszę podać poprawny adres e-mail Hasło musi zawierać min. 3 znaki i max. 12 znaków
* - pole obowiązkowe
Przypomnij hasło
Witaj
Usuń konto
Aktualizacja danych
  Informacja
Twoje dane będą wykorzystywane do certyfikatów.

Co to jest cykl Atkinsona w silniku spalinowym?

Subskrybuj nas na Youtube
Co to jest cykl Atkinsona w silniku spalinowym?
Co to jest cykl Atkinsona w silniku spalinowym?
Tomasz Korniejew

REKLAMA

REKLAMA

Co to jest cykl Atkinsona w silniku spalinowym? Co kryje się pod tym enigmatycznym stwierdzeniem i dlaczego ma to wpływ na ograniczenie zużycia paliwa?

Na początku był cykl Otto

REKLAMA

Najbardziej dziś rozpowszechnione czterosuwowe silniki benzynowe pracują w tak zwanym cyklu Otto, opracowanym pod koniec XIX wieku przez niemieckiego wynalazcę Nikolausa Otto, konstruktora jednych z pierwszych udanych tłokowych silników spalinowych. Istotą tego cyklu są właśnie składające się nań cztery suwy, wykonywane podczas dwóch obrotów wału korbowego: suw ssania, suw sprężania, suw pracy i suw wydechu.

REKLAMA

Na początku suwu ssania otwiera się zawór ssący, przez który pod wpływem cofającego się tłoka z kolektora dolotowego zasysana jest mieszanka paliwowo-powietrzna. Przed rozpoczęciem suwu sprężania zawór ssący zamyka się i powracający w stronę głowicy tłok dokonuje sprężenia mieszanki. Gdy tłok dochodzi do szczytowego położenia, pod wpływem iskry elektrycznej następuje zapłon mieszanki. Powstałe w ten sposób gorące gazy spalinowe rozprężając się popychają tłok, przekazując mu swoją energię i gdy tłok maksymalnie oddali się od głowicy, otwiera się zawór wydechowy. Rozpoczyna się suw wydechu, w którym powracający tłok wypycha spaliny z cylindra do kolektora wydechowego.

Niestety, nie cała energia spalin jest wykorzystywana podczas suwu pracy do popychania tłoka (i, za pośrednictwem korbowodu, obracania wału korbowego). W chwili otwarcia zaworu wydechowego na początku suwu wydechu mają one jeszcze wciąż duże ciśnienie. Możemy się o tym przekonać, słysząc hałas powodowany przez samochód z zepsutym tłumikiem – jego powodem jest właśnie uciekająca w powietrze energia. Dlatego właśnie sprawność tradycyjnych silników benzynowych to zaledwie około 35 procent. Gdyby tak dało się wydłużyć drogę tłoka w suwie pracy i tę energię wykorzystać...

Zobacz też: Jak długo należy rozgrzewać silnik?

Co to jest cykl Atkinsona?

Na taki właśnie pomysł wpadł angielski wynalazca James Atkinson. W 1882 roku skonstruował on silnik, w którym dzięki skomplikowanemu układowi popychaczy łączących tłoki z wałem korbowym suw pracy był dłuższy od suwu sprężania. Dzięki temu w momencie rozpoczęcia suwu wydechu ciśnienie gazów spalinowych było już właściwie równe atmosferycznemu, a ich energia w pełni wykorzystana.

Dalszy ciąg materiału pod wideo

Zobacz też: Jakie mogą być przyczyny spadku mocy silnika?

REKLAMA

Dlaczego więc pomysł Atkinsona nie zyskał szerszego zastosowania, a silniki spalinowe przez ponad stulecie korzystały z mniej wydajnego cyklu Otto? Przyczyny są dwie: jedna to złożona budowa silnika Atkinsona, a druga – i ważniejsza – mniejsza moc, którą silnik taki uzyskuje z jednostki pojemności skokowej.

Gdy jednak zaczęto zwracać coraz większą uwagę na zużycie paliwa oraz wpływ motoryzacji na środowisko naturalne, przypomniano sobie o wysokiej sprawności silnika Atkinsona, znakomitej zwłaszcza w średnim zakresie obrotów. Jego koncepcja okazała się doskonałym rozwiązaniem zwłaszcza w samochodach hybrydowych, w których niedobór mocy, potrzebnej zwłaszcza podczas ruszania i przyspieszania, kompensowany jest przez silnik elektryczny.

Dlatego właśnie silnik pracujący w zmodyfikowanym cyklu Atkinsona znalazł zastosowanie w pierwszym seryjnie produkowanym samochodzie z napędem hybrydowym – Toyocie Prius, a potem i wszystkich innych hybrydach marek Toyota i Lexus.

Zobacz też: Polski wynalazek SmogKiller, czy to działa?

Na czym polega zmodyfikowany cykl Atkinsona?

Otóż dzięki sprytnemu rozwiązaniu udało się spowodować, że mimo iż silnik Toyoty zachowuje klasyczną, prostą budowę konwencjonalnych silników czterosuwowych, a w każdym z suwów tłok pokonuje taką samą drogę, efektywny suw pracy jest dłuższy od suwu sprężania.

Właściwie należało by powiedzieć inaczej: efektywny suw sprężania jest krótszy od suwu pracy. Osiągnięto to dzięki opóźnieniu zamknięcia zaworu ssącego, który zamyka się chwilę po rozpoczęciu suwu sprężania. W ten sposób część mieszanki paliwowo-powietrznej jest cofana do kolektora ssącego. Ma to dwojakie konsekwencje: ilość gazów spalinowych powstałych z jej spalenia jest mniejsza i jest w stanie rozprężyć się całkowicie przed rozpoczęciem suwu wydechu, przekazując całą energię tłokowi, a sprężanie mniejszej ilości mieszanki wymaga mniejszej ilości energii, co zmniejsza wewnętrzne straty silnika. Stosując to i inne rozwiązania, w przypadku silnika wchodzącego w skład układu napędowego czwartej generacji Toyoty Prius udało się osiągnąć sprawność cieplną aż 41 procent, do tej pory osiągalną jedynie dla silników wysokoprężnych.

Piękno rozwiązania polega również na tym, że opóźnione zamykanie zaworów ssących nie wymaga poważnych zmian konstrukcyjnych – wystarczy wykorzystać do tego elektronicznie sterowany mechanizm zmiennych faz rozrządu.

A skoro można w ten sposób, czy nie dałoby się i odwrotnie? Oczywiście, że tak! Od pewnego czasu produkowane są silniki o zmiennym cyklu pracy. Gdy zapotrzebowanie na moc jest niewielkie, na przykład podczas spokojnej jazdy szosowej, silnik taki pracuje w cyklu Atkinsona, zużywając niewiele paliwa. Gdy zaś potrzebne są lepsze osiągi – przy ruszaniu ze świateł czy wyprzedzaniu – przechodzi do cyklu Otto, wykorzystując całą dostępną dynamikę. Taki silnik o pojemności skokowej 1,2 litra, z bezpośrednim wtryskiem paliwa i turbodoładowaniem, napędza na przykład Toyotę Auris i nowego miejskiego SUV-a Toyota C-HR. Analogiczna dwulitrowa jednostka wykorzystywana jest w Lexusach IS 200t, GS 200t, NX 200t, RX 200t i RC 200t, zapewniając im świetne osiągi przy niższym, niż się można spodziewać, zużyciu paliwa i minimalnej emisji niepożądanych substancji.

Źródło: Materiały Toyoty

Zapisz się na newsletter
Wszystko, co ważne dla każdego kierowcy. Zmiany przepisów, mandaty, testy aut, moto porady i wiele innych. Bądź na czasie z tym, co dzieje się w świecie motoryzacji, zapisz się na nasz newsletter.
Zaznacz wymagane zgody
loading
Zapisując się na newsletter wyrażasz zgodę na otrzymywanie treści reklam również podmiotów trzecich
Administratorem danych osobowych jest INFOR PL S.A. Dane są przetwarzane w celu wysyłki newslettera. Po więcej informacji kliknij tutaj.
success

Potwierdź zapis

Sprawdź maila, żeby potwierdzić swój zapis na newsletter. Jeśli nie widzisz wiadomości, sprawdź folder SPAM w swojej skrzynce.

failure

Coś poszło nie tak

Źródło: INFOR

Oceń jakość naszego artykułu

Dziękujemy za Twoją ocenę!

Twoja opinia jest dla nas bardzo ważna

Powiedz nam, jak możemy poprawić artykuł.
Zaznacz określenie, które dotyczy przeczytanej treści:
Autopromocja

REKLAMA

QR Code

© Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą wydawcy INFOR PL S.A.

REKLAMA

Moto
Zapisz się na newsletter
Zobacz przykładowy newsletter
Zapisz się
Wpisz poprawny e-mail
Nowy egzamin na prawo jazdy 2025. Za te błędy oblejesz od razu – zobacz pełną listę

Od lipca 2025 roku jeden błąd wystarczy, by zakończyć egzamin na prawo jazdy wynikiem negatywnym – bez możliwości dokończenia jazdy. Zobacz, co się zmieniło, które błędy kończą egzamin natychmiast i jak się do niego przygotować.

Od kiedy nowy tachograf 2025? Błędy lokalizacji, problemy z czasem pracy [OBSŁUGA]

Od kiedy w przewozach międzynarodowych Unii Europejskiej obowiązuje wyłącznie nowy tachograf (G2V2)? Jak go obsługiwać? Są błędy lokalizacji i problemy z czasem pracy. Na co uważać, by uniknąć kar?

5 tys. euro kary dla przewoźnika. 120 euro mandatu dla kierowcy. Kary za złe zabezpieczenie ładunku podczas transportu za granicą [Normy]

Złe zabezpieczenie ładunku podczas transportu za granicą może słono kosztować przewoźnika i kierowcę. W Niemczech przewoźnik zapłaci nawet 5 tys. euro kary, a kierowca 120 euro mandatu. Jakie są przepisy i normy w krajach UE?

Kupiłeś opony w internecie? Podatek PCC w 2025 może Cię zaskoczyć – zobacz, kiedy zapłacić i jak uniknąć kary

W 2025 roku fiskus sprawdza, kto powinien zapłacić podatek PCC za zakupy online. Jeśli kupiłeś opony przez internet: na OLX, Allegro lub Facebook Marketplace i możesz mieć obowiązek złożenia deklaracji PCC-3 i zapłacenia należnego podatku. Podatek od zakupu opon przez internet dotyczy także osób prywatnych. Zobacz, kiedy trzeba zapłacić PCC, ile wynosi kara za brak zgłoszenia oraz jak uniknąć konsekwencji.

REKLAMA

Wakacyjny drink i… utracone prawo jazdy? Co grozi za alkohol na wodzie i ścieżkach

Prowadzenie pojazdu pod wpływem alkoholu stanowi poważne zagrożenie – niezależnie od tego, czy poruszamy się po drogach, wodzie czy ścieżkach rowerowych. Przepisy są w tym względzie jasne, choć w niektórych sytuacjach mogą budzić wątpliwości. Warto wiedzieć, jakie konsekwencje grożą za nieodpowiedzialne zachowanie, w tym potencjalna utrata prawa jazdy.

KGP: 122 159 interwencji, 550 wypadków drogowych, 37 ofiar śmiertelnych. [Podsumowanie tygodnia]

Komenda Główna Policji opublikowała najświeższe dane dotyczące interwencji policjantów za weekend. Poniżej znajduje się podsumowanie ostatniego tygodnia. Policjanci w ubiegłym tygodniu przeprowadzili 122 159 interwencji. Byli wzywani do 550 wypadków drogowych.

Punkty karne: ile możesz mieć, kiedy się kasują, jak odzyskać prawo jazdy?

Zastanawiasz się, ile punktów karnych możesz mieć i kiedy znikają z Twojego konta? Interesują Cię najnowsze przepisy na 2025 rok dotyczące kasowania punktów, kursów redukcyjnych i tego, jak nie stracić prawa jazdy ani nie przepłacić za OC w 2025 roku? Ten kompleksowy przewodnik rozwieje wszelkie wątpliwości. Dowiedz się, co oznaczają punkty karne, jak działają nowe limity dla doświadczonych i początkujących kierowców, a także jakie są konsekwencje przekroczenia dozwolonej liczby punktów.

Nowe kary dla kierowców 2025. Rząd właśnie przyjął projekt. Konfiskata auta, więzienie, dożywotni zakaz prowadzenia

Rządowa ofensywa przeciwko piratom drogowym! W dniu 3.07.2025 Rada Ministrów przyjęła projekt nowych przepisów dla kierowców, który ma skuteczniej walczyć z najgroźniejszymi przestępstwami na drogach. Koniec z brawurą, nielegalnymi wyścigami i lekceważeniem zakazów. Bandyci drogowi mogą spodziewać się surowych kar, w tym nawet przepadku pojazdu, dożywotniego zakazu prowadzenia i więzienia. Zmiany w Kodeksie karnym i Prawie o ruchu drogowym mają wejść w życie jeszcze w 2025 roku i stanowić punkt zwrotny w walce o bezpieczeństwo na polskich drogach.

REKLAMA

Nowy węzeł drogowy na S19 i kolejne odcinki drogi w planach

GDDKiA ogłosiła przetarg na budowę dodatkowego węzła drogowego na S19 koło Białegostoku - Dobrzyniewo Północ. W planach także inne odcinki drogi. S19 w Podlaskiem ma liczyć 177 km, a budowa jest podzielona na 15 odcinków.

Stracisz prawo jazdy po 65. roku życia? Nowe badania seniorów od 1 lipca? Sprawdzamy, co naprawdę się zmienia

Czy po 65. roku życia naprawdę trzeba będzie robić badania, żeby nadal prowadzić samochód? W sieci krąży wiele niepokojących informacji, ale nie wszystkie mają potwierdzenie w przepisach. Sprawdziliśmy, jakie zmiany faktycznie wchodzą w życie, co grozi za brak badań po 75. roku życia i czy osoby starsze mogą legalnie prowadzić auto bez zaświadczenia lekarskiego.

REKLAMA