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.