Miller-, Atkinson- och Otto-cykler: vad skiljer dem åt?

Miller-cykeln, Atkinson-cykeln och Otto-cykeln har en tydlig skillnad: överladdningen och verkningsgraden. Vet du vilken som är bäst i dag?

Sedan de första bilarna med alternativa förbränningsmotorer, kallade MCIA, kom ut på marknaden har de utvecklats och det har till och med dykt upp nya varianter med målet att förbättra prestandan hos respektive fordon.

Först och främst är det viktigt att komma ihåg att alternativa förbränningsmotorer kan klassificeras efter antal cylindrar, deras placering och till och med cykeltyp. I dag vill vi gå lite längre och förklara vad de tre vanligaste cyklerna i moderna bilar består av. Det handlar om Miller-cykeln, Atkinson-cykeln och Otto-cykeln: vad skiljer dem åt?

Vad består Otto-cykeln av och hur skiljer den sig?

Otto-cykeln har fyra takter och dess syfte är att omvandla kemisk energi till mekanisk energi. Det första steget kallas insugning. Här rör sig kolvens nedåt i cylindern från övre till nedre dödpunkt och fyller cylindern med en blandning av luft och bensin.

Det andra steget, kompressionen, består av förflyttningen från nedre till övre dödpunkt, där blandningen komprimeras eller pressas samman. När kolven når det övre läget sker tändningen med hjälp av gnistan från tändstiftet.

Det tredje steget, expansionen, innebär att den kraft som tidigare genererats får kolven att återgå till sitt startläge, vilket skapar mekanisk energi. Det fjärde steget, kallat avgasningen, innebär att motorn släpper ut de gaser som bildas vid förbränningen. För att denna rörelse ska fungera effektivt måste mekanismerna vara synkroniserade, framför allt när ventilerna öppnas och stängs.

I Otto-cykeln släpps blandningen in genom ventilerna under det första steget, under det andra steget stängs insugningsventilen och avgasventilen förblir stängd. Under det tredje steget är båda ventilerna stängda, medan det under det fjärde steget endast är avgasventilen som öppnas.

Atkinson-cykeln, hur fungerar den?

Atkinson-cykeln liknar Otto-cykeln i fråga om funktion. Den enda skillnaden finns i kompressionsfasen. I den här typen av motorer förblir insugningsventilen öppen längre under kolvens rörelse fram till övre dödpunkt.

Om insugningsventilerna i Otto-cykeln stängdes kort efter att den uppåtgående rörelsen påbörjats, ökar denna tid i Atkinson-cykeln.

Miller-cykeln, vad är speciellt med den?

Motorer som använder Miller-cykeln är likadana som motorer med Atkinson-cykeln, men med tillägget av en överladdning. Den här typen av motorer har en huvudfördel, nämligen högre verkningsgrad, vilket innebär lägre förbrukning. Men eftersom kompressionen i cylindern minskar, minskar också vridmomentet och i sin tur effekten.

I den här typen av cykel löses bristen på effekt delvis med överladdningen. Miller-cykeln används framför allt i hybridfordon, eftersom bristen på vridmoment kompenseras med en elmotor, som som bekant ger ett omedelbart och ganska högt vridmoment.

Vilka motordelar är inblandade i Miller-, Atkinson- och Otto-cyklerna?

Cylinder

Den här delen är cylindrisk och det är där kolven är placerad. Dessutom ansvarar den för att innehålla blandningen före och under kompressionen.

Kolv

Den rör sig upp och ner för att komprimera blandningen av luft och bensin.

Vevstake

Den här delen ansvarar för att förbinda kolven med vevaxeln.

Vevaxel

Genom kolven och vevstaken och med en cirkulär rörelse överför den rörelsen till hjulen via växellådan.

Kamaxlar

De har en mycket karakteristisk form, närmare bestämt äggformad, och roterar för att öppna och stänga ventilerna.

Ventiler

De har till uppgift att låta luften komma in i cylindern.

Tändstift

De ansvarar för att starta cyklens tredje steg med hjälp av en gnista.