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Qual é o ciclo de Atkinson? Recursos do Atkinson Engine

Qual é o ciclo de Atkinson? Recursos do Atkinson Engine

O motor de ciclo Atkinson é um tipo de motor alternativo de combustão interna inventado por James Atkinson em 1882. É praticamente um motor de ciclo Otto comum, mas com uma manivela de virabrequim modificada para maior eficiência às custas de uma redução na potência.

O objetivo do ciclo Atkinson era competir com o ciclo Otto sem infringir nenhuma patente. O motor Atkinson tem melhor eficiência, mas é menos potente do que o motor Otto.

Em sua versão original, o ciclo Atkinson requer uma única rotação do virabrequim para completar um ciclo operacional, mantendo inalteradas as fases do motor do ciclo Otto: admissão, compressão, expansão (fase útil) e descarga.

Porém, graças a uma geometria particular do mecanismo do virabrequim, o curso de expansão é maior que o curso de compressão, o que permite ao motor ter um desempenho termodinâmico superior em comparação com o ciclo Otto.

Como funciona o motor Atkinson?

O ciclo Atkinson também pode ser aplicado a motores rotativos com conseqüente aumento de potência e eficiência em relação ao ciclo Otto.

Este tipo de motor retém uma fase ativa por revolução do virabrequim, junto com a compressão diferente e expansão de volume do ciclo Atkinson original.

Durante uma parte da fase de compressão, as válvulas de admissão que regulam a quantidade de mistura que entra permanecem abertas. Isso é conseguido projetando o eixo de comando de forma especial para aproveitar as perdas devido à compressão da mistura dentro do cilindro do motor.

No final da fase de expansão e no início da fase de exaustão, a pressão interna do cilindro é quase igual à pressão atmosférica. Em um ciclo de Otto, essa pressão é ligeiramente mais alta porque parte da força de impulso do pistão é usada.

Durante o curso ascendente do pistão, o coletor de admissão se enche. Durante essa parte do curso, a pressão aumenta e favorece o enchimento dos demais cilindros. Desta forma, as perdas de energia devido ao refluxo de gás são reduzidas.

Os gases de escape são expelidos do motor por meio de ar comprimido, esta modificação do ciclo Atkinson permite o uso de combustíveis alternativos como hidrogênio e diesel.

Por que o ciclo de Atkinson é confundido com o ciclo de Miller?

Hoje o termo "ciclo de Atkinson" é usado erroneamente para descrever um motor de ciclo Otto normal no qual diferentes cursos de compressão e expansão são obtidos atuando na abertura / fechamento das válvulas de admissão. Este ciclo corresponde ao ciclo Miler em vez do ciclo Atkinson.

No ciclo de Miller, ao manter a válvula de admissão aberta para um ângulo de rotação maior que o normal, o efeito é obtido a partir de um refluxo do ar aspirado em direção ao duto de sucção, ou através de um fechamento precoce da válvula durante a fase de sucção.

Em ambos os casos, o efeito é reduzir o preenchimento do cilindro e, portanto, a taxa de compressão, sem modificar o curso. Portanto, o curso de expansão é maior do que a compressão "atual". Isso resulta em uma pressão e temperatura mais baixas dos gases de combustão no final da fase de expansão. 

Portanto, em teoria, mais calor é convertido em trabalho mecânico aumentando a eficiência do ciclo.

Usando o ciclo Atkinson em motores híbridos

Muitas vezes, este ciclo é confundido com o ciclo de Miller. O ciclo Miller requer apenas uma variação do tempo de suprimento, enquanto o ciclo Atkinson requer uma estrutura de manivela particular.

Por esta razão, muitos dos veículos elétricos híbridos que combinam o motor elétrico com um motor de ciclo Miller são confundidos com motores Atkinson. Na verdade, em todos os casos, é um motor comum de quatro tempos com a válvula de admissão retardada.

Alguns exemplos de modelos com essas características são o Honda Jazz 2013, Toyota Prius, híbrido Toyota Auris, híbrido Toyota Yaris, Lexus CT200h, Lexus iS e Ford Escape.

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Data de publicação: 20 de junho de 2018
Última revisão: 19 de setembro de 2021