Η βελτίωση της θερμικής απόδοσης αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους στόχους στην εξέλιξη των κινητήρων εσωτερικής καύσης. Ειδικά στην περίπτωση των υβριδικών συστημάτων, όπου η οικονομία καυσίμου έχει πρωταγωνιστικό ρόλο, αρκετοί κατασκευαστές έχουν επιλέξει την υιοθέτηση του κύκλου Atkinson για τους θερμικούς κινητήρες των υβριδικών μονάδων τους.
Ο συγκεκριμένος κύκλος λειτουργίας πήρε το όνομά του από τον Βρετανό μηχανικό James Atkinson, ο οποίος κατοχύρωσε την αρχική ιδέα το 1882. Η βασική του φιλοσοφία διαφοροποιείται από τον συμβατικό τετράχρονο κύκλο Otto, καθώς επιδιώκει την αποτελεσματικότερη εκμετάλλευση της ενέργειας που παράγεται κατά την καύση, ακόμα και εις βάρος της μέγιστης ισχύος.
Στους σύγχρονους κινητήρες Atkinson αυτό επιτυγχάνεται μέσω του μεταβλητού χρονισμού των βαλβίδων εισαγωγής. Σε αντίθεση με έναν συμβατικό βενζινοκινητήρα, οι βαλβίδες εισαγωγής παραμένουν ανοιχτές για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ακόμα και όταν το έμβολο έχει ξεκινήσει την ανοδική του πορεία κατά τη φάση της συμπίεσης.
Έτσι, ένα μέρος του αέρα επιστρέφει στην πολλαπλή εισαγωγής, μειώνοντας την ποσότητα του αέρα που συμπιέζεται μέσα στον κύλινδρο. Με αυτόν τον τρόπο η πραγματική σχέση συμπίεσης γίνεται μικρότερη από τη σχέση εκτόνωσης, επιτρέποντας στα καυσαέρια να ασκούν πίεση στο έμβολο για μεγαλύτερο μέρος της διαδρομής του. Ως αποτέλεσμα, ο κινητήρας αξιοποιεί μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που παράγεται από την καύση και περιορίζει τις θερμικές απώλειες, βελτιώνοντας τον βαθμό απόδοσης.
Ωστόσο, υπάρχει ένα σημαντικό μειονέκτημα. Η μικρότερη ποσότητα αέρα στον κύλινδρο περιορίζει την παραγόμενη ισχύ και ροπή σε σχέση με έναν αντίστοιχο κινητήρα που λειτουργεί στον συμβατικό κύκλο Otto.
Ακριβώς εδώ βρίσκεται και ο λόγος που ο κύκλος Atkinson ταιριάζει τόσο καλά στην υβριδική τεχνολογία. Ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί να καλύπτει το έλλειμμα ροπής στις χαμηλές στροφές και να υποστηρίζει τον θερμικό κινητήρα κατά την επιτάχυνση. Έτσι, ο βενζινοκινητήρας έχει τη δυνατότητα να λειτουργεί συχνότερα στην περιοχή της μέγιστης αποδοτικότητάς του, χωρίς να επηρεάζονται σημαντικά οι επιδόσεις του αυτοκινήτου.
Η Toyota αξιοποιεί αυτή τη φιλοσοφία ήδη από την πρώτη γενιά του Prius το 1997, ενώ αντίστοιχη προσέγγιση ακολουθεί και η Honda στα σύγχρονα υβριδικά συστήματά της. Αξίζει πάντως να σημειωθεί πως δεν χρησιμοποιούν όλα τα υβριδικά αυτοκίνητα κινητήρες Atkinson. Επιπλέον, αρκετοί σύγχρονοι βενζινοκινητήρες με μεταβλητό χρονισμό βαλβίδων μπορούν να προσεγγίζουν τη λειτουργία Otto όταν απαιτείται μεγαλύτερη ισχύς και τη λειτουργία Atkinson όταν προτεραιότητα έχει η οικονομία.
Η ουσία της συγκεκριμένης τεχνολογίας βρίσκεται στην έξυπνη συνεργασία δύο διαφορετικών συστημάτων κίνησης. Ο θερμικός κινητήρας επικεντρώνεται στην αποδοτικότητα και ο ηλεκτροκινητήρας αναλαμβάνει να αντισταθμίσει τους περιορισμούς του, δημιουργώντας έναν συνδυασμό που προσφέρει χαμηλότερη κατανάλωση χωρίς ουσιαστικές παραχωρήσεις στην καθημερινή χρήση και στις επιδόσεις.
ΕΙΔΗΣΕΙΣ ΣΗΜΕΡΑ
Καλύτερο το KTM X-Bow υπό τη νέα διεύθυνση
Τι καινούργιο ετοιμάζει η Toyota για τα υβριδικά της;
Aston Martin Valhalla Spider: «Ανεμίζει» το μαλλί σου με 1.079 ίππους
Ακολουθήστε το newsauto.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
