앳킨스 사이클 엔진

밸브 타이밍 제어 기술의 발달로 하이브리드 엔진의 대명사가 되다.

가솔린 엔진의 효율을 개선하고자 하는 노력은 오래전부터 있어 왔다. 흡기-압축-폭발-배기의 4 행정을 거치는 동안 폭발을 제외한 다른 구간에서는 피스톤을 더 많이 움직일수록 에너지를 잃을 수밖에 없다. 이런 단점을 보완하기 위해 1888년 영국의 제임스 엣킨스는 새로운 형태의 엔진을 제시했다. 

http://www.curbsideclassic.com/ 참조

원리는 피스톤과 동력을 전달하는 크랭크축 사이에 3점 링크를 달아서 흡기와 압축 행정은 스트로크를 짧게 하고, 폭발과 배기는 길어지게 한 것이다. 이렇게 하면 흡기와 압축 행정에서 발생하는 손해를 최소화할 수 있을 것으로 예상했다.

그러나 엔진의 구조가 너무 복잡했다. 동력 전달이 여러 단계를 거치면서 전달 효율은 오히려 떨어지고, 고속 주행에도 적합하지 않아 앳킨스 사이클 엔진은 개념만 존재할 뿐 실용화되지는 못했다.  

도요타 하이브리드 프리우스 1세대 - gipoteza.net 참조

앳킨스라는 이름이 다시 세상에 널리 알려진 것은 도요타가 1997년 프리우스 하이브리드를 출시하면 서다. 앳킨스 사이클의 개념을 밸브 타이밍 제어 기술로 실현한 엔진을 하이브리드용 엔진으로 앳킨스 엔진을 소개했다. 

도요타의 앳킨스 엔진은 연비 개선에 초점을 맞추어 밸브 타이밍으로 압축과 폭발의 비를 달리 하고, 노킹이 덜 발생할 수 있는 장점을 활용해서 전체적인 엔진의 압축비를 더 높이 가져갔다. 이럴 경우 낮은 RPM에서의 제어가 힘들고 최고 출력도 제한되지만, 모터가 보완할 수 있는 하이브리드에서는 큰 문제가 되지 않는다. 

앳킨스 엔진이라고 하지만 정확히는 앳킨스 사이클의 개념을 구현한 밀러 사이클 엔진이다. 지금은 도요타뿐 아니라, 혼다, 포드, 현대기아, 벤츠 등 대부분의 하이브리드 차량에 유사한 개념의 엔진을 적용하고 있다.