O ciclo de Atkinson na prática. motor ciclo Atkinson

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:19

ICE tem sido usado em carros por um século. Em geral, seu princípio de funcionamento não sofreu grandes alterações desde o início da produção. Mas como esse motor tem um grande número de deficiências, os engenheiros não param de inventar inovações para melhorar o motor. Vamos nos voltar para um deles, que é chamado de ciclo de Atkinson. Hoje você pode ouvir que ele é usado em algumas máquinas. Mas o que é e como o motor melhora com ele?

Ciclo de Atkinson

Nikolaus Otto, engenheiro da Alemanha, propôs em 1876 um ciclo composto por:

• entrada;
• compressão;
• stroke;
• lançamento.

E uma década depois, o inventor inglês James Atkinson o desenvolveu. No entanto, tendo entendido os detalhes, podemos chamar o ciclo de Atkinson de completamente original.

Os motores de combustão interna são qualitativamente diferentes. Afinal, o virabrequim tem pontos de montagem deslocados, de modo que a perda de energia por atrito é reduzida e a taxa de compressão é aumentada.

Também possui outras fases de distribuição de gás. Em um motor convencional, o pistão fecha imediatamente após passar pelo ponto morto. O ciclo de Atkinson tem um esquema diferente. Aqui, o curso é significativamente mais longo, pois a válvula fecha apenas na metade do pistão até o ponto morto superior (onde, segundo Otto, a compressão já está ocorrendo).

Teoricamente, o ciclo de Atkinson é cerca de dez por cento mais eficiente que o de Otto. No entanto, por muito tempo não foi usado na prática devido ao fato de poder funcionar no modo de operação apenas em altas velocidades. Além disso, é necessário um superalimentador mecânico, com o qual tudo isso às vezes é chamado de “ciclo Atkinson-Miller”. No entanto, com ele as vantagens do desenvolvimento em questão foram perdidas.

Portanto, em carros de passeio, esse ciclo de Atkinson quase nunca foi usado na prática. Mas em modelos híbridos, como o Toyota Prius, os fabricantes começaram a usá-lo mesmo em série. Isso se tornou possível devido ao funcionamento específico desses tipos de motores: em baixa velocidade, o carro se move devido à tração elétrica e somente durante a aceleração ele muda para uma unidade a gasolina.

Distribuição de gás

O primeiro motor de ciclo Atkinson tinha um mecanismo de distribuição de gás volumoso que fazia muito barulho. Mas quando, graças à descoberta do americano Charles Knight, em vez das habituais válvulas acionadas, eles começaram a usar carretéis especiais na forma de um par de mangas que foram dispostas entre o cilindro e o pistão, o motor quase parou de fazer barulho. No entanto, a complexidadeo design usado era bastante caro, mas em marcas de carros de prestígio, os proprietários de carros estavam dispostos a pagar por tal conveniência.

No entanto, já na década de trinta, tal melhoria foi abandonada, porque os motores eram de curta duração e o consumo de gasolina e óleo era muito alto.

Desenvolvimentos de motores nessa direção são conhecidos até hoje - talvez os engenheiros consigam se livrar das deficiências do modelo Charles Knight e aproveitar os benefícios.

Modelo Universal do Futuro

Atualmente, muitos fabricantes estão desenvolvendo motores universais, que combinarão a potência das unidades a gasolina e a excelente tração e eficiência dos motores a diesel.

Nesse sentido, o fato de as unidades a gasolina com injeção direta de combustível terem atingido uma alta taxa de compressão de cerca de treze a quatorze unidades (para motores a diesel esse nível é pouco mais de dezessete a dezenove) comprova passos bem-sucedidos nesse direção. Eles até operam da mesma maneira que as unidades de ignição por compressão. Apenas a mistura de trabalho deve ser incendiada artificialmente com uma vela.

Em modelos experimentais, a compressão é ainda maior - até quinze ou dezesseis unidades. Mas até a auto-ignição, o nível não atinge. Em vez disso, a vela de ignição desliga durante o movimento constante, permitindo que o motor mude para um modo semelhante ao diesel e consuma menos combustível.

A combustão é controlada pela eletrônica, fazendo ajustes dependendo das circunstâncias externas.

Os desenvolvedores afirmam queeste motor é muito econômico. No entanto, não foram feitas pesquisas suficientes para a produção em massa.

Taxa de compressão variável

O indicador é muito importante. Afinal, potência, eficiência e economia dependem diretamente de uma alta taxa de compressão. Naturalmente, não pode ser aumentado indefinidamente. Portanto, há algum tempo, o desenvolvimento parou. Caso contrário, havia risco de detonação, o que poderia levar a danos no motor.

Este indicador é especialmente refletido em motores supercharged. Afinal, eles aquecem mais fortemente e, portanto, a porcentagem da probabilidade de detonação é muito maior aqui. Portanto, a taxa de compressão às vezes precisa ser reduzida, o que, obviamente, reduz a eficiência do motor.

Idealmente, a taxa de compressão deve mudar suavemente dependendo do modo de operação e da carga. Houve muitos desenvolvimentos, mas todos são muito complicados e caros.

Legendary Saab

Os melhores resultados foram alcançados pela Saab quando em 2000 lançou um motor de cinco cilindros que, com 1,6 litros de volume, produzia cerca de duzentos e vinte e cinco cavalos. Essa conquista ainda parece incrível hoje.

O motor é dividido em dois, onde as peças são conectadas entre si de forma articulada. O virabrequim, bielas e pistões estão localizados abaixo e os cilindros com cabeçotes estão localizados na parte superior. O acionamento hidráulico é capaz de inclinar o monobloco com cilindros e cabeçotes, alterando a taxa de compressão quando o compressor de acionamento é acionado. Apesar de toda a eficácia,desenvolvimento também teve que ser adiado devido ao alto custo de construção.

Mais fácil e acessível

Assim, podemos concluir que o motor do ciclo Atkinson desempenhou um papel significativo na melhoria do mecanismo motor no futuro. Parece que as melhorias, baseadas umas nas outras, finalmente levarão o motor de combustão interna ao modo ideal de operação.