Gab es jemals einen lauffähigen Attkinson-Motor?
Hallo zusammen,
das hier sagt Wiki:
https://de.wikipedia.org/wiki/Atkinson-Kreisprozess
Gab es jemals einen lauffähigen Motor, der exakt nach dieser Patentschrift ein paar Umdrehungen selbst gemacht hat?
Ich schreibe nicht von Miller oder 5-Takt Motor.
Ein "echter" Attkinson mit dieser wahnwitzigen Kurbelschwinge.
Ich kann mir keinen Reim drauß machen, wie das im laufenden Betrieb einigermaßen funktionieren sollte. Wie sollte die Kraftübertragung funktionieren?
Danke und Gruß
der "Stevie"
Beste Antwort im Thema
Das System ist genial, da der Wirkungsgrad durch eine bessere Ausnutzung der Verbrennungenergie und die bessere Füllung des Verbrennungsraums durch den 5.Takt erhöht wird gegenüber dem herkömmlichen Verbrennunsmotor. Außerdem könnte mit leichter Modifikation das Verdichtungsverhältnis während des Betriebes variabel gestaltet werden. Ich glaube Toyota hat sich mal an so etwas Ähnlichem versucht.
Nachteil ist natürlich der enorme Platzbedarf durch die doppelte Pleuel-Mimik am Schwungrad. Daher könnte so ein Prinzip wohl kaum in einem PKW verbaut werden.
Die Kraftübertragung erfolgt ganz einfach mittels der Welle, auf der sich sich, wie beim herkömmlichen Motor, das Schwungrad dreht. Da ist alles allerdings kompakter.
78 Antworten
Als Stationärmotor wärs noch einfacher, das Einlassventil einfach deutlich zu spät zuzumachen und die geometrische Verdichtung hochzunehmen. Braucht im quasi-stationärbetrieb nicht mal eine Ventilsteuerung, nur "andere" Nocken.
Interessante Diskussion mit der halben Drehzahl vom Atkinson Motor. Hat ich erst gar nicht auf dem Schirm.
Aber wenn ich mir das Video vom ExLink Motor ansehe, dann zähle ich zwei Umdrehungen für die 4 Takte und nicht nur eine wie bei anderen Atkinson-Prototypen. Also hat der den Nachteil(?) mit der halben Drehzahl schon mal nicht....
Was mir noch einfällt: Wie sieht es mit der Hebelwirkung durch das zusätzliche Pleul aus? Kann es sein, dass dadurch mehr Drehmoment auf die KW übertragen wird oder übersehe ich etwas?
Hier noch mal das Video, das ich meine:
https://www.youtube.com/watch?v=iX-KB-F7r68
Moin
Flat-D
Du widersprichst dir hier aber selber.
Zitat:
Nein, wieder falsch. Drehmoment entsteht im Brennraum, die Leistung erst an der Kurbelwelle, denn, ich wiederhole es nun zum x-ten Mal, Leistung (kW oder PS) ist das Produkt aus Drehmoment (Nm) mal Drehzahl (U/min).
Zitat:
und bei einem Hubkolbenmotor steckt der Hebelarm in Pleul und Kurbelwelle.Zitat:
Drehmoment ist nicht Kraft, sondern Kraft mal Hebelarm
Drehmoment kann nicht in einem Brennraum entstehen. Ansonsten hätte jedes Gewicht, auch du hier und auf der Erde, ein Drehmoment. Dieses bekommt man aber erst, wenn man z.B. auf einer Wippe sitzt, und dann auch nicht der Mensch, sondern der Hebel am Hebelpunkt. (Eben Kraft an der Kurbelwelle) Und dieses Drehmoment abgerufen pro Zeiteinheit wird dann Leistung.
Moin
Björn
Moin
slv Rider
Zitat:
"simuliert" ist gut. das ist das millerprinzip, also atkinson abgewandelt auf normale mechanik. der 5-taktmotor.
So nicht ganz richtig. Der 5 Takt Motor ist nochmal eine ganz andere Hausnummer, und hat weder mit Atkinson noch mit Miller was gemein.
Atkinson hat einen Motor entwickelt, zu einer Zeit, in der man über variable Ventilsteuerungen noch nichts wußte. Das bedeutete das er den Kolbenhub variieren mußte um im Ansaughub weniger Weg zu haben,als im Arbeitshub.
Der Atkinsonprozess wird aber im Prius eingehalten. Er saugt weniger an, als er nachher arbeitet, nur eben über eine variable Ventilsteuerung. Miller hat lediglich die Art der Steuerung anders gemacht. Beide zusammen nochmals etwas anders.
Diese ganzen Pleuel und Gelenke im Video sind zur Erfüllung des Atkinsonprozesses überflüssig, was im Prius bewiesen ist.
flat-D
Zitat:
Der Witz bei der Sache ist, daß der Atkinsonmotor deshalb bei gleich schneller Kolbenbewegung eine sich nur halb so schnell drehende Kurbelwelle hat, was ihn durch die dazu nötige längere Übersetzung deutlich leistungsschwächer macht. Bei ähnlich hohem Drehmoment kommt nur die halbe Leistung (PS) raus.
Auch ohne halbe Kurbelwellendrehzahl (Prius) hat der Atkinsonprozes weniger Drehmoment als ein normaler Otte. Die Frage hier ist nur: In welchem Verhältnis.
Der P2 hat 1,5 Liter Hubraum, dank Atkinson aber nutzt er diese nicht voll. Sein Drehmoment ist fast ein Plateu, von ca. 90 Nm bei 1000 bis 115 Nm bei 4000 Umdrehungen, die Leistung findet bei 5000 Umdrehungen mit 78 kW ihr Maximum.
Der kleine 1,2 Liter blueMotion Motor aus dem Polo 5 kommt auf ganz ähnliche Werte.
Hinzu kommt halt, das der Atkinson eine sehr Flache Drehmomentkurve hat, was ein extrem häufiges Schalten zur Folge hat, da dieser Wagen einfach keine Reserven hat, wenn er mal Leistung abgeben muß.
Das ist wohl der größte Grund, warum er keinen Absatz fand.
Moin
Björn
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schaut euch mal den Bauraum an. Kurbeltrieb zum Zylindergröße und dazu noch ein sehr großes Schwungrad. Das ganze passt nicht einen normalen Motorraum.
Zitat:
@Provaider schrieb am 18. April 2016 um 12:50:49 Uhr:
schaut euch mal den Bauraum an. Kurbeltrieb zum Zylindergröße und dazu noch ein sehr großes Schwungrad. Das ganze passt nicht einen normalen Motorraum.
Das ist aber auch der Entwurf von 1890 und kein moderner Motor. Der Ottomotor sah damals auch nicht viel anders aus. Der Platzbedarf für die vielen Pleul dürfte aber der Todesstoss für diesen Motor gewesen sein.
Zitat:
Der Platzbedarf für die vielen Pleul dürfte aber der Todesstoss für diesen Motor gewesen sein.
vielleicht auch nur der aufwand im verhältnis zum vorteil.
Zitat:
@slv rider schrieb am 20. April 2016 um 11:02:19 Uhr:
Zitat:
Der Platzbedarf für die vielen Pleul dürfte aber der Todesstoss für diesen Motor gewesen sein.
vielleicht auch nur der aufwand im verhältnis zum vorteil.
Oder so, klar. 🙂
Wobei man noch hinzufügen muß, daß damals zu Zeiten seiner Erfindung ein Hubkolbenmotor (und auch die Dampfmaschine) noch extrem ungünstig im Verhältnis Motorgewicht zu Leistung war. Motoren hatten damals nur einen oder zwei Zylinder aber einen riesigen Hubraum und wogen selbst mit nur 20PS gern zweihundert Kilogramm.
Aber warum der Aufwand mit einem zweiten Pleuel wenn ich einfach nen andere Nockenwelle verbauen kann?
Der Aufwand ist sehr gering, ich kann alle alten Produktionsanlage weiter verwenden, die Zusatzkosten sind fast Null. Die Wirkungsradsteigerung aber da. Das nennt man Optimieren, wie viel Geld und Aufwand kann ich betreiben und wie viel Wirkungsgrad bekommen ich. Die ersten Prozent sind immer billiger als die letzten 😉
Bang for the Buck sagt der Ami salopp.
Zitat:
@Provaider schrieb am 20. April 2016 um 11:41:24 Uhr:
Aber warum der Aufwand mit einem zweiten Pleuel wenn ich einfach nen andere Nockenwelle verbauen kann?
Der Aufwand ist sehr gering, ich kann alle alten Produktionsanlage weiter verwenden, die Zusatzkosten sind fast Null. Die Wirkungsradsteigerung aber da. Das nennt man Optimieren, wie viel Geld und Aufwand kann ich betreiben und wie viel Wirkungsgrad bekommen ich. Die ersten Prozent sind immer billiger als die letzten 😉Bang for the Buck sagt der Ami salopp.
Weil der Millerprozess dem Atkinson nur ähnlich ist. Der Atkinson hat unterschiedlich langen Hub für Ansaugen, Verdichten und Arbeiten, Ausstoßen. Beim Millerprozess entfallen die zusätzlichen Pleul, womit er ein normaler Ottomotor mit immer gleich langem Hub für alle vier Takte ist. Der Atkinsonprozess wird nur durch eine frühe Begrenzung der Ansaugung simuliert, was letztlich aber auch nicht das gesamte Einsparpotenzial ausschöpfen kann und ähnlich dem Atkinson zu einer Verringerung von Drehmoment bei niedriger Drehzahl und Verringerung der Leistung bei hoher Drehzahl führt. Zudem arbeiten heute fast alle Ottomotoren so, wenn nicht die Höchstleistung abgefordert wird. Bei BMW heißt das System VANOS (oder Doppel-VANOS, wenn noch die Auslaßseite mit geregelt wird). Da werden die Steuerzeiten ebenfalls so angepasst, daß möglichst viel Energie aus der mit reduzierter Ansaugung sparsam gewonnenen Expansion der heißen Gase gezogen wird. Aber mit dem eigentlichen Prinzip des Atkinsonmotors hat das nur relativ wenig zu tun.
Dann muss man dies mit einem verschiebbaren Pleullager auf der Kurbelwelle lösen. Somit könnte man ja auch den Hub des Kolbens variabel gestallten.
Aber ich befürchte mal, das dies bei den internen Belastungen, wohl nicht sehr zuverlässig arbeiten und sich wahrscheinlich auch als sehr verschleißfreudig, mit der Gefahr von Motorschäden, erweisen würde.
Keine Angst ich kenne schon die Unterschiede. Aber effektiv kommt es fast auf das gleiche raus bei weniger Aufwand
Das gute ist dem besseren Feind.
Mit variabler Verdichtung versucht man schon lange, aber in Serie ist noch nie gekommen. Der konstruktive Aufwand ist halt hoch.
Und halten muss es auch.
Geld ist das was am Ende vom Tag zählt. Die Unternehmer müssen ein gewinnen erwirtschafteten wenn sie weiterhin am Markt bestehen wollen.
Moin
FlatD
Die Vanos wurden aber für was anderes eingeführt. An den Prius kommt bisher kein Motor ran. Denn anders als du meinst hat auch der Prius unterschiedliche Hübe für die Takte. Stimmt, er bewegt seinen Kolben immer gleich weit, kann aber Bauartbedingt nie die volle Ansaugmenge verdichten. Sein Arbeitshub ist immer weiter als der Verdichtungshub. Darum sind alle anderen Motoren, die nur die Ventilsteuerung ändern nicht Ansatzweise so sparsam zu fahren. Die geringe Leistung rührt genau daher, sein VerdichtungsHub ist viel geringer als sein tatsächlicher, angegebener Gesamthub.
Wie schon mal.beschrieben, der 1,2 liter Polomotor ohne Turbo hat in etwa die gleiche Leistung.
Dabei ists dann egal ob du auf den alten Atkinsonmotor, den Atkinsonzyklus oder den Millerzyklus hinaus kommst.
Moin
Björn
Ich will Dich ja nicht aus Deinen Sparträumen reißen aber der Prius macht auch nichts anderes, als die Einlassventile früher (vor UT) oder später (nach UT) zu schließen, um weniger Zylinderfüllung zu haben und damit die Verdichtung zu senken. Genau das kann die VANOS aber auch und macht das auch, wenn es sinnvoll ist. Auch der Prius arbeitet hier nur mit Verschiebung der Steuerzeiten über variable Ventilsteuerung (VVTi). Da gibt es keinen Unterschied, außer daß beim Toyota diese Verschiebung exzessiver genutzt wird und damit der Motor an Leistung (und Verbrauch) verliert, was durch den Elektromotor ausgeglichen werden soll. Die Hübe sind aber immer genau gleich lang, wie bei jedem anderen Otto auch.
Und als Tipp: Die VANOS wurden 1992 bei BMW eingeführt, um die Steuerzeiten flexibel zu machen, je nach Lastzustand. Was meinst Du mit "nicht dafür eingeführt"? Nicht zum Sprit sparen? Doch, und für eine fülligere Drehmomentkurve, wenn sie benötigt wird.
Moin
Ich drück es anders aus, VAnos wurden eingeführt um eine höhere Strömungsgeschwindigkeit bei niedrigen Drehzahlen zu erreichen, damit die Füllung im Zylinder, dank besserer Durchmischung, homogener wird. Andere Hersteller verbauten dafür abschaltbare Ventile, sodass bei niedrigen Drehzahlen, und wenig Luftdurchsatz, der Querschnitt, wo die Luft durch muß, geringer wird, bei hohen Drehzahlen aber dann, mit beiden Ventilen, ausreichend Luft in den Zylinder kommt.
Nicht eingeführt wurde es, um weniger an zu saugen als der Zylinder könnte. Das kam erst deutlich später, in sehr geringen Maße, dazu.
Aus meinen Sparträumen reist du mich nicht, ich weiß ja was er verbraucht, dafür muß ich nicht träumen. ;-)
Aber im Ernst, überleg doch mal was der Atkinson mit all seinen Pleueln macht. Ein verdammt gutes Bild, weil er pro Umdrehung maximal viele bewegliche Teile bewegt? Ein Zauberkünstler sein, weil er pro Umdrehung der Ausgangswelle alle 4 Takte machen kann?
Oder aber saugt er einfach nur, sagen wir, 7 Liter an und verdichtet diese, um dann 13 Liter Arbeitsraum zu geben? Und das dann möglichst kompliziert, anders ging es anfang des letzten Jahrhunderts halt nicht, Vanos gab es noch nicht :-)
Und was macht der Atkinson im Prius? Er saugt 13 Liter an, pustet aber 6 wieder raus, um dann, Tata 7 Liter zu verdichten, aber anschließend 13 Liter Arbeitsraum zu haben. Und das ganz ohne alle Pleuel und Hebel und....
Wahnsinn, oder? Er macht faktisch genau das gleiche, nur einfacher. Das was er an Pumparbeit verliert, würde ein original Atkinson vermutlich an Leistung durch die ganzen Hebel verlieren die ständig beschleunigt und abgebremst werden sollen.
Nicht die Schönheit der Technik ist das Ziel, nein der optimierte Verbrauch ist es.
Und im Gegensatz zum BMW mit seinen Vanos, nutzt der Prius nie sein gesamtes Ansaugvolumen, sondern verdichtet nur mit 7:1, obwohl er mit 13:1 verdichten könnte. Dies wird aber nie genutzt.
Dein BMW aber verdichtet fast immer mit seinem maximalen Verhältnis von 10:1. Kann vieleicht heute etwas weniger, im großen und ganzen aber bleibt er diesem Verhältnis treu.
Moin
Björn