Miller-, Atkinson- en Otto-cyclus, waarin verschillen ze?

De Miller-cyclus, de Atkinson-cyclus en de Otto-cyclus verschillen duidelijk in twee opzichten: de supercharging en het rendement. Weet jij welke de beste is op dit moment?

Sinds de eerste auto’s met zuigermotoren met inwendige verbranding op de markt kwamen, afgekort MCIA, zijn ze voortdurend geëvolueerd en zijn er zelfs nieuwe varianten ontstaan die als doel hebben het rendement van de betreffende voertuigen te verbeteren.

Allereerst is het belangrijk eraan te herinneren dat zuigermotoren met inwendige verbranding kunnen worden ingedeeld op basis van het aantal cilinders, hun positie en zelfs het type cyclus. Vandaag willen we een stapje verder gaan en uitleggen waaruit de drie meest voorkomende cycli in moderne auto’s bestaan. Het gaat om de Miller-cyclus, de Atkinson-cyclus en de Otto-cyclus, waarin verschillen ze?

Waaruit bestaat de Otto-cyclus en waarin verschilt hij?

De Otto-cyclus heeft vier slagen en het doel ervan is chemische energie om te zetten in mechanische energie. De eerste stap heet Inlaat. Hier beweegt de zuiger door de cilinder van het bovenste dode punt naar het onderste en vult de cilinder met het mengsel van lucht en benzine.

De tweede fase, de Compressie, bestaat uit de beweging van het onderste dode punt naar het bovenste, waarbij het mengsel wordt samengeperst. Wanneer de zuiger de bovenkant bereikt, vindt de ontsteking plaats door de vonk die door de bougie wordt opgewekt.

De derde stap, de Ontbranding, bestaat eruit dat de eerder gegenereerde kracht de zuiger in beweging zet, zodat hij weer naar de beginpositie zakt en zo mechanische energie opwekt. De vierde fase, de Uitlaat, houdt in dat de motor de gassen die bij de verbranding ontstaan naar buiten perst. Om deze beweging effectief te laten verlopen, moeten de mechanismen gesynchroniseerd zijn, vooral bij het openen en sluiten van de kleppen.

In de Otto-cyclus gaan in de eerste fase de kleppen open om het mengsel binnen te laten, in de tweede sluit de inlaatklep en blijft de uitlaatklep gesloten. In de derde fase zijn beide kleppen gesloten, terwijl in de vierde fase alleen de uitlaatklep opengaat.

Atkinson-cyclus, hoe werkt die?

De Atkinson-cyclus werkt op vergelijkbare wijze als de Otto-cyclus. Het enige verschil zit in de compressiefase. Bij dit type motoren blijft de inlaatklep langer open tijdens de beweging van de zuiger naar het bovenste dode punt.

Waar bij de Otto-cyclus de inlaatkleppen kort na het begin van de opgaande beweging sloten, neemt die tijd bij de Atkinson-cyclus toe.

Miller-cyclus, wat is er bijzonder aan?

Motoren met de Miller-cyclus zijn gelijk aan motoren met de Atkinson-cyclus, maar er wordt een supercharging aan toegevoegd. Dit type motoren heeft als belangrijkste voordeel de hogere efficiëntie, wat zich vertaalt in een lager verbruik, maar doordat de compressie in de cilinder wordt verminderd, neemt het koppel en daarmee ook het vermogen af.

Bij dit type cyclus wordt het probleem van het gebrek aan vermogen deels opgelost met de supercharging. De Miller-cyclus wordt vooral gebruikt in hybride voertuigen, omdat het gebrek aan koppel wordt gecompenseerd door de toevoeging van een elektromotor, die bekendstaat om zijn direct en vrij hoog beschikbare koppel.

Welke motoronderdelen spelen een rol in de Miller-, Atkinson- en Otto-cycli?

Cilinder

Dit onderdeel is cilindrisch en hierin beweegt de zuiger. Bovendien bevat het het mengsel vóór en tijdens de compressie.

Zuiger

Hij beweegt omhoog en omlaag om het mengsel van lucht en benzine samen te persen.

Drijfstang

Dit onderdeel verbindt de zuiger met de krukas.

Krukas

Via de zuiger en de drijfstang zet hij de heen-en-weergaande beweging om in een cirkelvormige beweging en stuurt die via de transmissie naar de wielen.

Nokken

Ze hebben een zeer kenmerkende vorm, namelijk die van een ei, en draaien om de kleppen te openen en te sluiten.

Kleppen

Hun functie is de lucht de cilinder te laten binnenkomen.

Bougies

Zij zorgen voor de start van de derde fase van de cyclus door middel van een vonk.