アトキンソンサイクルエンジンの意味を教えて下さい。 ググってもウィキペディア見てもイマイチ分かりませんでした。 仕組みとかも知りたいし、搭載車種も知りたいです。 子供に教えるよ

Question

うに優しいく教えて下さい。

Answer 1

nin_niku_max_kun2さんへ

正調のアトキンソンサイクルエンジンは、
http://www.honda.co.jp/tech/power/exlink/
くらいの物でしょう。
この複雑な構造が災いして、アトキンソンさんが134年前に発明した後、高回転化で高出力化 → 熱効率が劇的に向上、というオットーサイクルが作り出して行く時流に乗れず、廃れてしまったのです。(複雑だと作るのが高価な上に、精度を上げて高回転化するのも難しい)

65年後。北米でガスエンジン発電機を作るノルドバーグの技術者だったミラーさんが、負荷急変に際して、スロットルバルブ以外で出力を制御する手法として、吸気弁の閉じ時期を変える事を思い付きます。
充填効率が最大に成るバルブタイミングよりも吸気弁の閉じ時期を遅らせると(下死点後55°→70°、とか)、一度吸い込んだ新気を吸入ポートに吐き戻す事に成るので、実質的な圧縮比を下げる事が出来ます。
エンジンは燃焼で得た高圧を膨張させる事で仕事に変換して取り出す機械ですから、幾ら膨張させたら良いか、という事が命題に成る訳ですが、、、
摩擦損との兼ね合いから、膨張比14が一応の理想とされています。一方で、現状のガソリンだと圧縮比14は高過ぎて自己不正着火を起こして壊れる。
だから、圧縮(膨張)比は高く設定しておいて、吸気弁閉じ時期をちょいと変えて、圧縮比だけを下げる事で、高膨張比サイクルを実現した、と言うのがアトキンソンサイクルミラーシステム、じゃあ長ったらしいので略して「ミラーサイクル」と通称される訳なのでした。
でも、マツダが先にミラーサイクルの販売に成功しちゃったからか、某ヨタは殊更に「アトキンソンサイクル」と連呼する事に成りました。
よって、アトキンソンサイクルエンジンは、あの複雑なクランク軸を持つ構造で、吸気弁閉じ時期でアトキンソン、つまり高膨張比サイクルを実現した物は、アトキンソンサイクルミラーシステムエンジン、もしくはミラーサイクルエンジンと呼ぶべき、なのです。d(^^;)

尚、アトキンソンさんが発明した時代はガソリンも燃焼室形状も未だ未だ研究が足りなかった時代なので、圧縮比は5〜6程度しか取れない時代でした。
で、大きい燃焼室に残ってしまう排ガスを少しでも追い出したい。これを今の技術で説明すれば、自己EGR量を減らして燃焼速度Up、ノッキング低減を図る為に、ストローク長が異なる動きの構造を考えた、という事の様です。
ここら辺の事情の一端は、こちら
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%83%89%E3%83%90%E3%83%AB%E3%83%96
をご一読されるとよろしいかと思います。
このSVの時代に、スキッシュエリアからの噴流で燃焼速度(熱効率)を大きく改善、圧縮比大幅Upに成功したのが、サーの称号を授与されたハリー・リカードさん、という話も在ります。(現在もリカード研究所に名が残る)

Answer 2

ニンニクマンの方が詳しいのだ。
船のエンジンに詳しいのだ。

Answer 3

確かに私も何となくで分かった気になっていたのでちょっと調べてみました。（苦笑）

単純に言うと、エンジンの効率を上げるために燃焼後の膨張する力をもっと使いましょうというお話みたいですね。

構造的には混合気を圧縮するときよりも膨張するときのストローク量を増やしているようです。

イメージですが、ストローク量が多いとその反動で戻ってくる力が強くなるのだと思うのですが厳密にはもっといろいろな意味があるようですのでここでははしょっておきますね。（苦笑）

言うは易しですが、同じクランクにつながっているのに圧縮時と膨張時でストローク量を変えるので通常エンジンよりそれはもう複雑な形状となります。

簡単に言うと通常クランクとコンロッドがつながっていますが、アトキンソンサイクルだとさらにその間にもうひと部品挟むことでもうひと軸増やして複雑に動けるようにしたということみたいですね。

それが原因で近年まで実用化には至っていなかったようですが、エンジン屋のホンダが開発したようですね。

しかし、それは車用ではなくて家庭用コージェネシステムの「エコウィル」に搭載されているエンジンだそうです。

最近の車ではアトキンソンサイクルの互換技術であるミラーサイクルが使われているようです。

主に燃費の求められるハイブリッドのような車に使われているようですね。
適用車種など詳しくはウィキペディ〇でご覧ください。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9F%E3%83%A9%E3%83%BC%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%82%AF%E3%83%AB

すいません、個人的な解釈なので他の専門的な方がたがおそらくより詳しく分かりやすく教えて下さると思いますが、まずは私も一緒にお勉強させてもらったということでご参考下さい。(笑)