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  Hybrid mit Atkinson-Zyklus



Nicht nur bei Toyota, wohl auch bei Mercedes hat man das alte Atkinson-Patent für die Lösung neuer Probleme genutzt, wobei der Prius schon länger damit durch die Gegend fährt. Es ist fast der Gegenentwurf zum derzeit sehr häufig angewandten Downsizing mit weniger Hubraum und Aufladung.

Obwohl der Atkinson-Zyklus zwischendurch von Miller und der Fa. Mazda auch mit Kompressor betrieben wurde, gibt es ihn heute strikt ohne. Sogar die dynamische Aufladung nur durch Auslegung des Saugsystems wird nicht so genutzt wie bei 'normalen' Benzinmotoren. Auch ist die Hubraumleistung eher geringer.

Betrachten Sie bitte die kleine Animation genau und stellen Sie fest, dass die Öffnungszeit des Einlassventils deutlich vergrößert ist. Es schließt sehr spät im Verdichtungstakt. Dabei tritt ein Teil des schon im Zylinderraum befindlichen Gemisches den Rückzug ins Saugrohr an. Das ergibt also weniger Kraftstoff-Luft-Gemisch für den Verbrennungsprozess (und evtl. auch etwas weniger Drosselverluste).


Ventilerhebungskurven: links Auslass, rechts Einlass (normal/Atkinson)

Im Gegensatz zur Schichtladung wird hier zwar auch gespart, aber trotzdem bleibt es bei einem Lambda-1-Gemisch, was die nachfolgende Abgasentgiftung so einfach wie beim 'normalen' Benzinmotor gestaltet. Allerdings wird die mögliche Hubraumleistung des Motors nicht genutzt, weshalb das Zusammenspiel mit einem E-Motor Sinn macht.

Wir wissen nicht, ob Toyota mit 13 : 1 wirklich das geometrische Verdichtungsverhältnis angibt. Das könnte sogar noch höher sein, typisch für einen Motor, der nach dem Atkinson-Prinzip arbeitet. So kann man den Benzinmotor trotz spätem Schließen des Einlassventils nahe an die Klopfgrenze treiben. Es wäre sogar möglich, das sehr hohe Verdichtungsverhältnis z.B. in der Kaltlaufphase voll auszunutzen.

Die variablen Steuerzeiten machen es möglich. Und folgerichtig sieht der Zylinderkopf des Prius III nicht viel anders als der anderer DOHC-Benzinmotoren aus. Man darf allerdings gespannt sein, ob sich der Prozess besonders durch variable Verdichtung, aber auch durch vollvariablen Ventilhub und Benzin-Direkteinspritzung noch optimieren lässt. 12/13



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