Cykl Atkinsona – efektywność termiczna w nowoczesnej motoryzacji
Termin „cykl Atkinsona” często pojawia się w kontekście nowoczesnych silników spalinowych, a jego pochodzenie sięga 1882 roku i pracy brytyjskiego inżyniera Jamesa Atkinsona. Ta unikatowa konstrukcja silnika wyróżnia się efektywnością termiczną, co czyni ją atrakcyjną w dobie poszukiwania oszczędności paliwowych.
Czym jest i jak działa cykl Atkinsona?
Podstawą działania cyklu Atkinsona jest asymetria w fazach sprężania i rozprężania. Tłok w takim silniku porusza się w górę (sprężanie) na krótszy dystans niż w dół (rozprężanie). Ta kluczowa różnica pozwala na efektywniejsze sprężanie mieszanki paliwowo-powietrznej przy mniejszym nakładzie energii, co z kolei redukuje wewnętrzne straty silnika.
Zawór ssący w silniku pracującym w cyklu Atkinsona zamyka się później niż w silnikach o zapłonie iskrowym, co prowadzi do cofania części mieszanki z powrotem do kolektora ssącego. Dzięki temu ilość spalin rozprężających się przed fazą wydechu jest mniejsza, co zwiększa sprawność termiczną silnika.
Zalety i wady cyklu Atkinsona
Zalety:
- wyższa sprawność termiczna w porównaniu do tradycyjnych silników o zapłonie iskrowym,
- niższe zużycie paliwa dzięki efektywniejszemu wykorzystaniu energii,
- idealne zastosowanie w pojazdach hybrydowych.
Wady:
- mniejsza moc w porównaniu do tradycyjnych silników,
- wymaganie wsparcia w postaci technologii hybrydowej dla kompensacji mniejszej mocy.
Praktyczne zastosowanie cyklu Atkinsona
Ze względu na swoje właściwości silniki pracujące w cyklu Atkinsona znalazły szerokie zastosowanie w branży motoryzacyjnej, zwłaszcza w samochodach hybrydowych. Ich zdolność do efektywniejszej pracy w miastach sprawia, że są idealnym wyborem dla pojazdów poruszających się w takich warunkach. W połączeniu z systemami stop-start te silniki mogą skutecznie działać w warunkach częstych rozruchów i zatrzymań, a także przekładać się na oszczędność paliwa.
Cykl Atkinsona to kluczowy krok w ewolucji silników spalinowych, który umożliwił producentom samochodów skuteczną walkę o niższe zużycie paliwa i większą efektywność termiczną, co jest szczególnie ważne w dobie rosnącej świadomości ekologicznej.