Zo werkt een auto met Atkinsonmotor

In de strijd om een hoger rendement en een lagere CO2-uitstoot grijpt een aantal autofabrikanten terug naar het principe van de Engelsman James Atkinson uit 1882. Hij ontwikkelde een motor waarbij de effectieve arbeidsslag langer is dan de compressieslag. De Atkinsonmotor is een variant van de bekende zuigermotor. De basis van de normale benzinemotor is dat in een cilinder een zuiger beweegt. Die zit met een drijfstang vast aan de krukas die de op en neer gaande beweging omzet in rondjes.

Bij een viertakt benzinemotor begint het proces met het aanzuigen van de lucht of het mengsel (afhankelijk of het een directe of een indirect ingespoten motor is). De zuiger gaat naar beneden en er stroomt lucht of mengsel naar binnen. De klep gaat dicht, de zuiger is door het laagste punt heen en beweegt weer omhoog. Het mengsel wordt samengedrukt. De bougie geeft een vonkje, de boel ontbrandt en dat drukt de zuiger naar beneden. Als de zuiger beneden stilstaat, gaat het vliegwiel door dus dan gaat de zuiger weer omhoog. De uitlaatklep gaat open en het uitlaatgas wordt naar buiten gedrukt.

Atkinsonmotor eigen ontwikkeling

Atkinson kwam in 1882 met idee om een motor te bouwen. Daarvoor wilde hij niet voor de patenten van Otto betalen. Hij heeft toen een motor ontwikkeld met heel veel stangen en knietjes. Het bijeffect van die motor was dat hij een kortere compressieslag dan expansieslag had.

Tegenwoordig zijn motorconstructeurs ontzettend blij met dit idee. Immers: als de zuiger helemaal beneden staat, zit er nog veel restdruk en warmte in de verbrandingsruimte. Ook dat is energie. Op het moment dat de uitlaatklep open gaat verdwijnt dat in de buitenlucht en is het weg. Maar je wilt het natuurlijk veel liever in beweging omzetten want daar heb je die motor tenslotte voor. Dus moderne motorbouwers willen ook graag een motor hebben met een langere expansieslag dan compressieslag.

Lange arbeidsslag kenmerkt de Atkinsonmotor

Het drijfwerk is van ijzer en niet van elastiek dus dat wordt een beetje lastig. Je kunt het natuurlijk ook van de andere kant benaderen. Je kunt het ook hebben over een langere arbeidsslag en een kortere compressieslag. Dat kun je doen door de inlaatkleppen boven pas te sluiten wanneer die zuiger al zo’n 20 tot 30 procent van zijn slag weer omhoog is. Na de vonk volgt dan een heel lange expansieslag. Dat geeft dat rendement.

Je krijgt zo een verbrandingsmotor met de prestaties die horen bij een motor met de slag die gelijk is aan deze compressieslag en dan een beter rendement heeft. Een nadeel is dat die motor onderin, dus bij lage toerentallen, niet heel erg mooi loopt. Die Atkinsonmotor kom je veel tegen bij auto's met een hybride aandrijflijn. Die hebben elektromotoren die onderin mooi opvullen. Als er meer prestaties nodig zijn dan komt die Atkinsonmotor mooi van pas.