Cyklus s predĺženou expanziou

Cyklus s predĺženou expanziou alebo obeh s predĺženou expanziou, Atkinsonov cyklus či Millerov cyklus je ideálny tepelný obeh pozostávajúci z vratných zmien. 

Cyklus s predĺženou expanziou popisuje prácu stroja pri ktorom kompresný pomer je menší ako expanzný a teda expanzná časť zdvihu môže prebiehať na väčšej dráhe ako kompresná. Prívod a odvod tepla je uvažovaný ako zmiešaný (všeobecný prípad). Výhodou tohoto cyklu je pri ostatných porovnateľných podmienkach vyššia termodynamická účinnosť oproti cyklom, kde sú kompresný a expanzný pomer rovnaké.

Diagram všeobecného cyklu s predĺženou expanziou
 
Jednotlivé fázy cyklu znázorňuje diagram vyjadrujúci závislosť tlaku od objemu (p-V diagram). Zanesením všetkých šiestich fáz cyklu do jedného diagramu získame oblasť ohraničenú dvomi adiabatami, dvoma izochorami a dvoma izobarami. Obsah tejto oblasti zodpovedá práci vykonanej strojom 

 

 krivka medzi bodmi 1 a 2 — adiabatická kompresia (skrátená)
 krivka medzi bodmi 2 a 3 — izochorický prívod tepla 
 krivka medzi bodmi 3 a 4 — izobarický prívod tepla 
 krivka medzi bodmi 4 a 5 — adiabatická expanzia (predĺžená)
 krivka medzi bodmi 5 a 6 — izochorický odvod tepla 
 krivka medzi bodmi 6 a 1 — izobarický odvod tepla

Učinnosť všeobecného cyklu s predĺženou expanziou
Účinnosť všeobecného cyklu s predĺženou expanziou závisí iba na:
 kompresnom pomere, t. j. pomere objemu v stave 1 k objemu v stave 2,3 (ε1)
 expanznom pomere, t. j. pomere objemu v stave 5,6 k objemu v stave 2,3 (ε1)
 exponente adiabaty - Poissonovej konštante (k)
 množstva izobaricky privedeného tepla, t. j. pomeru objemu v stave 4 k objemu v stave 2,3 (ρ)
 množstva izochoricky privedeného tepla, t. j. pomere tlaku v stave 3,4 k tlaku v stave 2 (λ p)

Technická realizácia
Technicky je takéto riešenie možné dosiahnuť úpravou kľukového mechanizmu piestového stroja, alebo úpravou časovania rozvodu. Tento cyklus využívajú spaľovacie motory s tzv. Atkinsonovým cyklom, alebo Millerovým cyklom.

Špeciálne prípady
Ďalšími doplňujúcimi podmienkami môžeme z tu uvedeného všeobecného cyklu získať ako jeho medzné prípady iné teoretické cykly. Napríklad:
 pri podmienke ''ε1 = ε2 získame obeh bez predĺženej expanzie totožný so Seiligerovým cyklom
 pri doplňujúcej podmienke ρ = 1; získame Ottov cyklus  
 pri doplňujúcej podmienke λp = 1 získame Dieselov cyklus  
 pri podmienke  získame obeh s úplnou expanziou 
 pri doplňujúcej podmienke ρ = 1 získame Humphreyov cyklus  
 pri doplňujúcej podmienke λ''p = 1 získame Ericssonov-Braytonov cyklus

Referencie 
 mTrnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.

Cykly tepelných strojov