Ciclo Atkinson

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Ciclo Atkinson

Il motore a ciclo Atkinson è un tipo di motore alternativo a combustione interna inventato da James Atkinson nel 1882. Esso è praticamente un comune motore a ciclo Otto, ma con un manovellismo dell'albero motore modificato in modo da ottenere una maggiore efficienza a spese di una diminuzione della potenza. L'obiettivo era di competere col ciclo Otto senza violarne alcun brevetto.

Caratteristiche[modifica | modifica wikitesto]

Animazione

Nella sua versione originale, il ciclo Atkinson richiede una sola rotazione dell'albero motore per completare un ciclo di funzionamento, pur mantenendo inalterate le fasi del motore a ciclo Otto: aspirazione, compressione, espansione (fase utile) e scarico. Però, grazie ad una particolare geometria del manovellismo, la corsa di espansione è maggiore di quella di compressione, consentendo così al motore di avere un maggiore rendimento rispetto al ciclo Otto.

Oggi il termine "ciclo Atkinson" viene usato per descrivere un normale motore a ciclo Otto nel quale differenti corse di compressione e di espansione sono ottenute agendo sui tempi di apertura/chiusura delle valvole di aspirazione, ad esempio mantenendo la valvola di aspirazione aperta per un angolo di rotazione maggiore del normale, in modo che una parte dell'aria aspirata defluisca attraverso il condotto di aspirazione, oppure attraverso una chiusura anticipata della stessa valvola durante la fase di aspirazione. In ambedue i casi, l'effetto è quello di ridurre l'effettivo rapporto di compressione, mantenendo invece inalterata la corsa di aspirazione. Quindi la corsa di espansione risulta maggiore di quella effettiva di compressione, ciò comporta minori pressione e temperatura dei gas combusti al termine della fase di espansione, perciò, teoricamente, una maggiore quantità di calore viene convertita in lavoro meccanico.

Motori a quattro tempi di questo tipo sovralimentati sono anche noti come motori a Ciclo Miller.

Motore rotativo Atkinson[modifica | modifica wikitesto]

Animazione

Il ciclo Atkinson può essere applicato anche ai motori rotativi con conseguente aumento sia di potenza che di efficienza rispetto al ciclo Otto. Questo tipo di motore conserva una fase attiva per giro dell'albero motore, insieme con la diversa compressione e l'espansione dei volumi del ciclo Atkinson originale. I gas di scarico vengono espulsi dal motore tramite aria compressa, questa modifica del ciclo Atkinson consente l'uso di carburanti alternativi come idrogeno e gasolio.

Uso[modifica | modifica wikitesto]

I veicoli elettrici ibridi come la Honda Jazz 2013, la Toyota Prius, la Toyota Auris Hybrid (trazione anteriore), la Toyota Yaris Hybrid, la Lexus CT200h, la Lexus IS e la Ford Escape (trazione anteriore e 4WD) usano un motore a ciclo Atkinson. In tutti i casi è un comune motore a quattro tempi con la valvola d'aspirazione a chiusura ritardata.

Attualmente, anche veicoli non ibridi sono dotati di motori a ciclo Otto che possono funzionare secondo il ciclo Atkinson, agendo sulla fasi di apertura/chiusura delle valvole di aspirazione, consentendo così al motore sia di avere una maggiore efficienza, mentre funziona a ciclo Atkinson, sia di sviluppare la potenza massima mentre funziona a ciclo Otto. Un esempio di questa possibilità è dato dai motori a benzina Mazda della serie Skyactiv.

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]