Ciclo Atkinson
O motor ciclo Atkinson, criado por James Atkinson em 1882, é um tipo de motor de combustão interna que prioriza a eficiência energética em detrimento da potência. Sua concepção o torna ideal para aplicações modernas, como em carros híbridos.
Pontos-chave
- Prioriza eficiência em vez de potência.
- Taxa de expansão maior que a taxa de compressão.
- Usado em carros híbridos modernos.
- Melhora o consumo de combustível.
- Pode ter potência reduzida comparado ao ciclo Otto.
Originalmente, o ciclo Atkinson permitia que os tempos de admissão, compressão, expansão e exaustão ocorressem em uma única volta do virabrequim. Esse design visava contornar patentes do ciclo Otto. A complexidade mecânica resultava em taxas de expansão e compressão distintas, com a expansão sendo maior, o que conferia maior eficiência térmica. Embora o desenho original seja uma curiosidade histórica, motores modernos adaptam o tempo de abertura das válvulas para imitar esse efeito, melhorando o consumo. Estes motores modernos são de 4 tempos e completam o ciclo em duas voltas do virabrequim, mas são chamados de Atkinson pela modificação focada em eficiência.
O ciclo Atkinson ideal, representado graficamente, compreende uma sequência específica de operações termodinâmicas.
Motores modernos frequentemente utilizam o ciclo Atkinson através de modificações no tempo de abertura das válvulas, especialmente mantendo as de admissão abertas por mais tempo. Isso causa um fluxo reverso de parte da mistura ar-combustível, resultando em menor compressão efetiva. A taxa de expansão, contudo, não é alterada. Na prática, a expansão é maior que a compressão. O calor da combustão expande o volume na câmara, movendo o pistão além do ponto inicial da compressão. O objetivo é que a pressão no final da expansão se iguale à atmosférica, maximizando a conversão de energia em trabalho mecânico e aumentando a eficiência. A desvantagem é a potência específica menor comparada ao ciclo Otto, devido à menor quantidade de mistura admitida.
Embora motores Atkinson modificados ofereçam economia de combustível, eles resultam em perda de potência específica. Para suprir essa demanda intermitente por mais potência, motores elétricos são integrados, formando os carros híbridos. Nesses veículos, os motores a combustão e elétrico podem operar juntos ou separadamente para otimizar a entrega de energia. Diversos modelos de veículos híbridos atualmente utilizam motores ciclo Atkinson.
