Εκτός από τους γνωστούς κύκλους των Otto και Diesel πολλές φορές θα έχει τύχει να ακούσετε για του Atkinson στα υβριδικά ή του Miller σε μερικούς υπερτροφοδοτούμενους. Ας αναλύσουμε λιγάκι το θέμα, ενδιαφέρον ακούγεται…
Προσπερνώντας στα γρήγορα τους δύο πιο γνωστούς θερμοδυναμικούς κύκλους, τους Otto και Diesel, ας ξαναθυμηθούμε μερικά γενικά πραγματάκια.- Σε όλες τις μηχανές εσωτερικής καύσης (MEK) η λειτουργία τους απαρτίζεται από χρόνους οι οποίοι συνθέτουν ένα θερμοδυναμικό κύκλο.
- Κάθε φορά που ολοκληρώνεται ένας κύκλος τότε τα βασικά του χαρακτηριστικά (πίεση, όγκος, θερμοκρασία) επανέρχονται στην αρχική κατάσταση.
- Ένας χρόνος σε ΜΕΚ αντιστοιχεί στην διαδρομή του εμβόλου από το ΑΝΣ (Άνω Νεκρό Σημείο) προς το ΚΝΣ (Κάτω Νεκρό Σημείο).
- Στους τετράχρονους κινητήρες έχουμε ένα πλήρη κύκλο λειτουργίας σε δύο παλινδρομήσεις του εμβόλου, δύο περιστροφές του στροφαλοφόρου (720 μοίρες) και μία του/των εκκεντροφόρων.
- Στους δίχρονους έχουμε μία παλινδρόμηση του εμβόλου, μία περιστροφή του στροφαλοφόρου (και με μία ή μισή του εκκεντροφόρου, ανάλογα με τις εφαρμογές, μία από τις ελάχιστες ήταν του Toyota S-2).
Κύκλος Carnot
Κύκλος Miller
Για αυτό το λόγο ο κύκλος Miller απαιτεί την χρήση ενός μελετημένου συστήματος υπερτροφοδότησης που να υπερκεράζει των απωλειών του (σ.σ. ουσιαστικά κύκλο Miller έχουμε κάθε φορά που ξυπνά η υπερτροφοδότηση. Στον V6 των 2,3 λίτρων της Mazda η συμπίεση έπεφτε ελαφρώς από το 10:1 στο 8:1 και η μείωση της κατανάλωσης αντιστοιχούσε σε ένα τρίλιτρο καθώς μειώνονταν κατά 15%. Μάλιστα, πρόσφερε περισσότερη δύναμη και ροπή αλλά η πολυπλοκότητα του συστήματος (μηχανικό υπερσυμπιεστή + intercooler) δεν βοήθησε τον κύκλο Miller. Όσο, πάντως, και αν σας φαίνεται παράξενο η Mazda χρησιμοποιεί ακόμη και σήμερα τον κύκλο Miller στον κινητήρα των 1,3 λίτρων του 2 χρονίζοντας τις βαλβίδες εισαγωγής με το σύστημα S-VT. Ωστόσο, ο συγκεκριμένος Miller προσεγγίζει περισσότερο τον Atkinson, όπως θα δούμε παρακάτω.
Κύκλος Atkinson
Για αυτό και τον κύκλο Atkinson τον συναντάμε κυρίως στους ΜΕΚ των υβριδικών όπου ο ηλεκτροκινητήρας έρχεται να βγάλει ασπροπρόσωπο τον θερμικό κινητήρα αναπληρώνοντας την χαμένη απόδοση του τελευταίου. Ο κύκλος Atkinson εφαρμόζεται στους κινητήρες των υβριδικών Toyota Prius & Camry, Ford Escape, Chevrolet Tahoe και Lexus RX 450h, ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στους περιστροφικής διάταξης κινητήρες (Wankel).