Le cycle d'Atkinson en pratique. Moteur à cycle Atkinson

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 16:01

ICE est utilisé dans les voitures depuis un siècle. En général, leur principe de fonctionnement n'a pas subi de modifications majeures depuis le début de la production. Mais comme ce moteur présente un grand nombre de défauts, les ingénieurs ne cessent d'inventer des innovations pour améliorer le moteur. Tournons-nous vers l'un d'entre eux, qui s'appelle le cycle d'Atkinson. Aujourd'hui, vous pouvez entendre qu'il est utilisé dans certaines machines. Mais qu'est-ce que c'est et comment le moteur s'améliore-t-il avec ?

Cycle Atkinson

Nikolaus Otto, un ingénieur allemand, proposa en 1876 un cycle composé de:

• entrée;
• compression;
• trait;
• release.

Et une décennie plus tard, l'inventeur anglais James Atkinson l'a développé. Cependant, après avoir compris les détails, nous pouvons appeler le cycle d'Atkinson complètement original.

Les moteurs à combustion interne sont qualitativement différents. Après tout, le vilebrequin a des points de montage décalés, de sorte que la perte d'énergie par frottement est réduite et le taux de compression est augmenté.

Il a également d'autres phases de distribution de gaz. Sur un moteur conventionnel, le piston se ferme immédiatement après avoir passé le point mort. Le cycle d'Atkinson a un schéma différent. Ici, la course est nettement plus longue, car la soupape ne se ferme qu'à mi-hauteur du piston jusqu'au point mort haut (où, selon Otto, la compression a déjà lieu).

Théoriquement, le cycle d'Atkinson est environ 10 % plus efficace que celui d'Otto. Cependant, pendant longtemps, il n'a pas été utilisé dans la pratique en raison du fait qu'il ne peut fonctionner en mode de fonctionnement qu'à des vitesses élevées. De plus, un compresseur mécanique est nécessaire, avec lequel tout cela est parfois appelé le «cycle Atkinson-Miller». Cependant, il s'est avéré qu'avec lui, les avantages du développement en question étaient perdus.

Par conséquent, dans les voitures particulières, un tel cycle Atkinson n'a presque jamais été utilisé dans la pratique. Mais dans les modèles hybrides, comme la Toyota Prius, les constructeurs ont commencé à l'utiliser même en série. Cela est devenu possible grâce au fonctionnement spécifique de ces types de moteurs: à basse vitesse, la voiture se déplace grâce à la traction électrique et ce n'est qu'à l'accélération qu'elle passe à une unité à essence.

Distribution de gaz

Le premier moteur à cycle Atkinson avait un mécanisme de distribution de gaz volumineux qui faisait beaucoup de bruit. Mais lorsque, grâce à la découverte de l'Américain Charles Knight, au lieu des soupapes actionnées habituelles, ils ont commencé à utiliser des tiroirs spéciaux sous la forme d'une paire de manchons disposés entre le cylindre et le piston, le moteur a presque cessé de faire du bruit. Cependant, la complexitéle design utilisé était assez cher, mais dans les marques de voitures prestigieuses, les propriétaires de voitures étaient prêts à payer pour une telle commodité.

Cependant, déjà dans les années trente, une telle amélioration a été abandonnée, car les moteurs étaient de courte durée et la consommation d'essence et d'huile était trop élevée.

Les développements de moteurs dans cette direction sont connus encore aujourd'hui - peut-être que les ingénieurs pourront se débarrasser des défauts du modèle Charles Knight et profiter des avantages.

Modèle universel du futur

Actuellement, de nombreux constructeurs développent des moteurs universels, qui combineront la puissance des unités à essence, et l'excellente traction et l'efficacité des moteurs diesel.

À cet égard, le fait que les unités à essence à injection directe de carburant aient atteint un taux de compression élevé d'environ treize à quatorze unités (pour les moteurs diesel, ce niveau est d'un peu plus de dix-sept à dix-neuf) prouve des étapes réussies dans ce direction. Ils fonctionnent même de la même manière que les unités d'allumage par compression. Seul le mélange de travail doit être incendié artificiellement avec une bougie.

Dans les modèles expérimentaux, la compression est encore plus élevée - jusqu'à quinze ou seize unités. Mais jusqu'à l'auto-allumage, le niveau n'atteint pas. Au lieu de cela, la bougie d'allumage s'éteint pendant un mouvement constant, permettant au moteur de passer à un mode de type diesel et de consommer moins de carburant.

La combustion est contrôlée par l'électronique, faisant des ajustements en fonction des circonstances extérieures.

Les développeurs affirment quece moteur est très économique. Cependant, pas assez de recherches ont été faites pour la production de masse.

Taux de compression variable

L'indicateur est très important. Après tout, la puissance, l'efficacité et l'économie dépendent directement d'un taux de compression élevé. Naturellement, il ne peut pas être augmenté indéfiniment. Par conséquent, depuis un certain temps, le développement s'est arrêté. Sinon, il y avait un risque de détonation, ce qui pourrait endommager le moteur.

Cet indicateur se reflète particulièrement dans les moteurs suralimentés. Après tout, ils chauffent plus fortement et, par conséquent, le pourcentage de probabilité de détonation est beaucoup plus élevé ici. Par conséquent, le taux de compression doit parfois être réduit, ce qui, bien sûr, réduit l'efficacité du moteur.

Idéalement, le taux de compression devrait changer en douceur en fonction du mode de fonctionnement et de la charge. Il y a eu beaucoup de développements, mais ils sont tous trop compliqués et coûteux.

Legendary Saab

Les meilleurs résultats ont été obtenus par Saab lorsqu'en 2000, il a lancé un moteur à cinq cylindres qui, avec 1,6 litre de volume, produisait environ deux cent vingt-cinq chevaux. Cet exploit semble encore incroyable aujourd'hui.

Le moteur est divisé en deux, où les pièces sont reliées les unes aux autres de manière articulée. Le vilebrequin, les bielles et les pistons sont situés en dessous et les cylindres avec têtes sont situés en haut. L'entraînement hydraulique est capable d'incliner le monobloc avec des cylindres et des culasses, en modifiant le taux de compression lorsque le compresseur d'entraînement est activé. Malgré toute l'efficacité,le développement a également dû être retardé en raison du coût élevé de la construction.

Plus facile et plus accessible

Ainsi, nous pouvons conclure que le moteur à cycle Atkinson a joué un rôle important dans l'amélioration du mécanisme moteur à l'avenir. Il semble que les améliorations, basées les unes sur les autres, mèneront enfin le moteur à combustion interne vers le mode de fonctionnement optimal.