Cykle Millera, Atkinsona i Otto — czym się różnią?

Mónica Redondo @MonicaRedondoD 5 October 2019 4 min.

Cykle Millera, Atkinsona i Otto — czym się różnią?

Cykl Millera, cykl Atkinsona i cykl Otto różnią się wyraźnie pod względem doładowania i sprawności. Czy potrafisz wskazać, który z nich jest obecnie najlepszy?

Od chwili, gdy na rynku pojawiły się pierwsze samochody z tłokowymi silnikami spalinowymi, określanymi jako MCIA, rozwijano je i powstawały nowe odmiany, których celem jest poprawa osiągów danych pojazdów.

Przede wszystkim warto pamiętać, że tłokowe silniki spalinowe można podzielić ze względu na liczbę cylindrów, ich położenie, a nawet rodzaj cyklu. Dziś chcemy pójść nieco dalej i wyjaśnić, na czym polegają trzy najpopularniejsze cykle w nowoczesnych samochodach. Chodzi o cykl Millera, cykl Atkinsona i cykl Otto — czym się różnią?

Na czym polega cykl Otto i czym się wyróżnia?

Cykl Otto ma cztery suwy, a jego celem jest przemiana energii chemicznej w energię mechaniczną. Pierwszy etap nazywa się dolotem. Tutaj tłok opada w cylindrze od górnego martwego punktu do dolnego, wypełniając cylinder mieszanką powietrza i benzyny.

Druga faza, sprężanie, polega na ruchu od dolnego martwego punktu do górnego, sprężając mieszankę. Gdy tłok dociera do góry, następuje zapłon za pomocą iskry wytwarzanej przez świecę zapłonową.

Trzeci etap, wybuch, polega na tym, że wcześniej wytworzona siła przesuwa tłok, aby ponownie opadł do pozycji początkowej, generując w ten sposób energię mechaniczną. Czwarta faza, nazywana wydechem, polega na tym, że silnik wypycha gazy powstałe podczas spalania. Aby ten ruch przebiegał skutecznie, mechanizmy muszą być zsynchronizowane, zwłaszcza w zakresie otwierania i zamykania zaworów.

W cyklu Otto w pierwszej fazie zawory się otwierają, wpuszczając mieszankę; w drugiej zawór dolotowy się zamyka, a wylotowy pozostaje zamknięty. W trzeciej fazie oba zawory są zamknięte, natomiast w czwartej otwarty jest jedynie zawór wylotowy.

Cykl Atkinsona — jak działa?

Cykl Atkinsona pod względem działania jest podobny do cyklu Otto. Jedyną różnicę widać w fazie sprężania. W tego typu silnikach zawór dolotowy pozostaje otwarty dłużej podczas ruchu tłoka aż do górnego martwego punktu.

O ile w cyklu Otto zawory dolotowe zamykały się krótko po rozpoczęciu ruchu w górę, w cyklu Atkinsona ten czas się wydłuża.

Cykl Millera — co jest w nim szczególnego?

Silniki wykorzystujące cykl Millera są takie same jak silniki z cyklem Atkinsona, ale dodano do nich doładowanie. Główną zaletą tego typu silników jest większa sprawność, co przekłada się na mniejsze zużycie paliwa; jednak ograniczenie sprężania w cylindrze zmniejsza moment obrotowy, a tym samym moc.

W tym cyklu problem niedostatku mocy jest częściowo rozwiązywany dzięki doładowaniu. Cykl Millera stosuje się przede wszystkim w pojazdach hybrydowych, ponieważ brak momentu obrotowego kompensuje się dodaniem silnika elektrycznego, który, jak wiadomo, zapewnia natychmiastowy i dość wysoki moment obrotowy.