Ciclo Miller
Em engenharia, o ciclo Miller é um processo de combustão usado em um tipo de motor de combustão interna de quatro tempos. O ciclo Miller foi patenteado por Ralph Miller, um engenheiro estadunidense, nos anos 1940.
Descrição mecânica
O ciclo Miller é aplicado a motores de combustão interna, desenvolvido com o intuito de melhor aproveitamento da energia produzida pela combustão. Assim como o ciclo Otto, o ciclo Miller é um motor constituído por um bloco que contém todos os elementos necessários para que o motor possa funcionar perfeitamente: eixo virabrequim, bielas, pistões, cabeçote, etc. No ciclo Miller, a válvula de admissão é deixada aberta mais tempo do que seria em um motor de ciclo Otto. Sendo assim, o curso de compressão é de dois ciclos discretos: inicialmente quando a válvula de admissão está aberta, e a porção final quando a válvula de admissão está fechada. Este curso de admissão de dois estágios cria o chamado "quinto" tempo. Na compressão, a carga é parcialmente expelida para fora através da válvula de admissão ainda aberta. Tipicamente, esta perda de ar de carga resultaria numa perda de energia. No entanto, no ciclo Miller, isto é compensado pela utilização de um compressor.
Descrição termodinâmica
Em um motor de combustão interna de geometria fixa, a eficiência térmica aumenta se a taxa de expansão for maior do que a de compressão. Devido às diferentes maneiras possíveis de se idealizar o ciclo Miller com a manipulação da abertura e o fechamento de válvulas, é necessário que a taxa de compressão desse ciclo seja diferenciada em relação ao ciclo Otto, pois diferente deste, a fase de compressão não se dá do PMI ao PMS, mas sim entre uma fração do percurso. Com isso é possível dar origem ao conceito de compressão retida, definida por: ε r e t = V 1 V 2 ( 1 ) {\displaystyle \varepsilon _{ret}={\frac {V_{1}}{V_{2}}}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (1)} Como uma cilindrada de um motor é a diferença entre um volume maior e outro menor, podemos definir o volume máximo admitido num cilindro no ciclo completo de um pistão:
Os motores de ciclo termodinâmico alternativos ao Otto, como o Atkinson e o Miller existem porque, nos carros híbridos, não é suficiente introduzir um motor elétrico para auxiliar o motor a combustão. Isso se explica pelo fato de que em estradas, quando o motor elétrico entra menos em ação, o motor a combustão precisa atuar de forma mais eficaz a fim de conseguir bons números de consumo.O ciclo Atkinson possui uma menor perda interna por bombeamento comparado ao ciclo Otto, o que possibilita um fluxo reverso de mistura para dentro do sistema de admissão, sem queima, reduzindo de maneira significativa o deslocamento do motor. Desta forma, o motor passa a ter “cinco tempos”, ou seja, admissão, fluxo reverso, compressão, potência e escape. O ciclo Miller, com restrições, é o ciclo Atkinson atribuído de um sistema forçado de admissão com supercompressor. Basicamente o tempo de acionamento das válvulas de admissão muda, isto é, durante parte do tempo de compressão, as válvulas de admissão ficam abertas, com o motor comprimindo contra o supercompressor em vez de contra a pressão nas paredes dos cilindros. A fase de expansão é mais prolongada que a fase de compressão.
Um motor que opera sobre o ciclo Miller, apresenta um rendimento superior aos motores que trabalham sobre o ciclo Otto devido ao aproveitamento de elevada entalpia proveniente nos gases de escape, que em outros ciclos não são reutilizados. Apesar do alto rendimento, não é comum encontrar motores que se utilizem do ciclo Miller, sendo mais provável ver esse ciclo operando em protótipos ou em motores fabricados em baixos volumes de produção. Um dos poucos casos de produção em série foi o motor KJ-ZEM fabricado pela Mazda® em 1995 no modelo Millenia.
