오늘날의 자동차에 동력을 공급하는 4사이클 또는 Otto 사이클 엔진은 Otto 사이클이라는 이름이 붙은 Nicholaus Otto와 같은 선구자의 디자인에서 파생되었습니다. Otto는 1887년에 4개의 동일한 길이의 스트로크를 특징으로 하는 디자인에 대한 특허를 받았습니다. 역사상 그 당시 Gottlieb Daimler 및 Wilhelm Maybach와 같은 다른 많은 사람들이 Otto의 디자인에 참여했으며 일부 다른 디자인도 마찬가지였습니다.
Otto 사이클 엔진은 당시로서는 강력했지만 열효율(엔진이 연소하는 연료에서 생성되는 순 출력)이 매우 낮았습니다. 연료를 태울 때 발생하는 열과 연소 사이클 중 그에 따른 팽창이 실제로 엔진을 구동합니다. James Atkinson은 1882년에 수정된 4행정 엔진 설계에 대한 특허를 받았습니다. Atkinson 사이클 엔진은 Otto 사이클과 유사하지만 열 효율이 더 높습니다. 그러나 낮은 rpm에서는 훨씬 덜 강력했고, 더 높은 속도에서 걱정 없이 작동하기에는 너무 복잡했습니다.
두 설계 모두 흡기, 압축, 동력 및 배기의 4가지 작동 행정이 동일합니다. 차이점은 Atkinson 사이클 엔진이 동력 및 배기 행정보다 짧은 흡기 및 압축 행정을 전달하는 복잡한 커넥팅 로드 장치를 사용한다는 것입니다. 효율성 향상은 Atkinson 사이클의 짧은 압축으로 인해 최적의 압축을 달성하기 위해 더 적은 에너지를 낭비하기 때문입니다. Atkinson 사이클 엔진은 자동차 제조업체에서 널리 사용된 적이 없지만 그 효율성에 대한 이론은 70년 후 Miller 사이클 엔진의 발명에 영감을 주었을 것입니다. Mazda는 1994년부터 몇 년 동안 밀러 사이클 엔진을 사용했습니다.
실제 Atkinson 사이클에서 볼 수 있는 가변 피스톤 행정의 복잡성 대신 Miller의 설계는 효율성 향상을 달성하기 위해 흡입 밸브를 압축 행정까지 잘 열어 두어 Atkinson 사이클에 근접했습니다. 그런 다음 Miller는 디자인의 본질적인 낮은 전력을 상쇄하기 위해 과급기를 추가했습니다.
오늘날 자동차는 Atkinson 사이클 엔진을 사용합니까?
오늘날의 자동차는 Atkinson의 원래 디자인에서 볼 수 있는 가변 피스톤 스트로크 길이를 사용하지 않지만, 많은 자동차가 Atkinson 사이클 엔진이 자동차에 동력을 공급한다고 광고합니다. 현대의 자동차 제조사들은 원래의 복잡한 커넥팅 로드 링키지 대신 지금까지 만들어진 가장 효과적인 연비 기술 중 하나인 여러 가지 가변 밸브 타이밍 시스템(VVT) 중 하나를 채택하여 흡기 및 배기 밸브를 조만간 열거나 닫아 다양한 조건에서 최적의 환경을 제공합니다.
Fiat는 1960년대에 최초의 실행 가능한 VVT 시스템에 대한 특허를 취득한 것으로 종종 알려져 있지만 Alfa Romeo는 1980년에 판도를 바꾸는 가변 밸브 타이밍 시스템을 갖춘 최초의 엔진을 대량 생산한 공로를 인정 받았습니다. Toyota는 다른 많은 자동차 제조업체와 마찬가지로 두 가지 전력 유형의 최상의 특성을 활용하기 위해 Atkinson 스타일의 VVT 엔진 설계와 하이브리드 차량의 배터리 전기 구동 모터를 결합하는 경우가 많습니다. 전기 모터는 필요할 때 토크와 마력을 제공하며, 효율적인 Atkinson 사이클 엔진은 필요할 때 배터리를 충전하거나 가속이 중요하지 않을 때 추진력을 제공합니다.
