Atkinson-Prozess
]]Die nach dem Atkinson-Prozess arbeitende Variante des Viertaktmotors wurde von James Atkinson (1846?1914) im Jahre 1882 erfunden. Der Atkinson-Prozess schafft eine höhere Effizienz (Wirkungsgrad) auf Kosten der Leistung.Der Atkinson-Prozess kann auch Viertaktmotoren bezeichnen, in denen das Einlassventil bis in den Verdichtungstakt hinein offen gehalten wird, so dass ein Rückfluss in den Einlasskrümmer stattfindet. Dies reduziert das effektive Verdichtungsverhältnis von 13:1 und erlaubt, kombiniert mit einem vergrößerten Takt- und/oder verringertem Verbrennungsraum-Volumen, ein gegenüber dem Verdichtungsverhältnis höheres Expansionsverhältnis unter Beibehaltung eines normalen Kompressionsdrucks. Durch den längeren Takt können Ansaug-, Verdichtungs-, Arbeits- und Ausschiebetakt eines Viertaktmotors mit einer einzigen Umdrehung der Kurbelwelle ausgeführt werden. Dies ist wünschenswert für gute Verbrauchswerte, da das Verdichtungsverhältnis in einem fremdgezündeten Motor durch die Oktanzahl des verwendeten Treibstoffs begrenzt wird, während ein höheres Expansionsverhältnis einen längeren Arbeitstakt und damit eine Reduktion der im Abgas verschwendeten Wärme mit sich bringt. Dies resultiert in einem effizienteren Motor. Daher kann der Motor trotzdem mit normalem Superbenzin oder sogar Normalbenzin betrieben werden. Aufgeladene Viertaktmotoren dieser Art arbeiten nach dem Miller-Prozess.
Ein Nachteil des Atkinson-Zyklus ist das im unteren Drehzahlbereich relativ geringe Drehmoment, was einen Einsatz als ausschließlichen Antrieb in einem Auto nahezu ausschließt. Um diesen Nachteil zu umgehen, müsste man mit sehr großen Hubräumen arbeiten, welche den Verbrauchsvorteil dann aber wieder zunichte machen würden. Der Atkinson-Motor braucht eine relativ hohe Drehzahl, um Leistung abgeben zu können, ohne in die Gefahr zu laufen, dabei abgewürgt zu werden. Als Teil eines Hybridantriebes können diese Nachteile dagegen vom Elektromotor ausgeglichen werden, sodass der geringere Treibstoffverbrauch voll zum Tragen kommen kann.
Der Atkinson-Motor beruht auf der Umgehung des Otto-Patents. Das schwere Schwungrad sitzt hierbei auf der Nockenwelle, die mit dem Kolben über einen Pendelexenter angeschlossen ist. Dadurch ergibt sich die gleiche Übersetzung von Kolbenbewegung und Nockenwelle wie beim Ottomotor von 2:1. Dies führt allerdings zu ungleich ungünstigeren Gewichtsverhältnissen und Abmessungen. Dafür sind die Ventilsteuerungen gleich und völlig frei wählbar. Mit veränderten Ventilsteuerungszeiten zwecks alternativ Wirkungsgrad- oder Leistungserhöhung wurde seit der Erfindung des Verbrennungsmotors, auch von Otto selbst, experimentiert. Auch die Ladeluftkühlung beim sogenannten ?Miller-Prozess? ist sicherlich auf Anglisierung der Erfindungsansprüche zurückzuführen.
Der sogenannte ?Z?-Motor ist von dem Übersetzungsverhältnis von Nocken- und Kurbelwelle aus betrachtet ein Zweitaktmotor. Da aber alle ?Takte? eines Viertaktmotors vorhanden sind, könnte man ihn auch als solchen bezeichnen. Es ist ein aufgeladener Motor mit sehr hoher Vorverdichtung und Ladeluftkühlung. Es ist auch sinnvoll, ihn als eigene Entwicklung zu betrachten.
Weblinks
• aumet.fi
• PriusWiki.de
• animierte Darstellung des Atkinsonmotors
