El ciclo de Atkinson en la práctica. motor de ciclo atkinson

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:19

ICE se ha utilizado en automóviles durante un siglo. En general, su principio de funcionamiento no ha sufrido grandes cambios desde el inicio de la producción. Pero como este motor tiene una gran cantidad de deficiencias, los ingenieros no dejan de inventar innovaciones para mejorar el motor. Pasemos a uno de ellos, que se llama el ciclo de Atkinson. Hoy se puede escuchar que se usa en algunas máquinas. Pero, ¿qué es y cómo mejora el motor con él?

Ciclo de Atkinson

Nikolaus Otto, ingeniero de Alemania, propuso en 1876 un ciclo compuesto por:

• entrada;
• compresión;
• trazo;
• lanzamiento.

Y una década más tarde, el inventor inglés James Atkinson lo desarrolló. Sin embargo, habiendo entendido los detalles, podemos llamar al ciclo de Atkinson completamente original.

Los motores de combustión interna son cualitativamente diferentes. Después de todo, el cigüeñal tiene puntos de montaje desplazados, por lo que se reduce la pérdida de energía por fricción y se aumenta la relación de compresión.

También cuenta con otras fases de distribución de gas. En un motor convencional, el pistón se cierra inmediatamente después de pasar por el punto muerto. El ciclo de Atkinson tiene un esquema diferente. Aquí, la carrera es significativamente más larga, ya que la válvula se cierra solo a la mitad del pistón hasta el punto muerto superior (donde, según Otto, ya se está produciendo la compresión).

Teóricamente, el ciclo de Atkinson es un diez por ciento más eficiente que el de Otto. Sin embargo, durante mucho tiempo no se usó en la práctica debido al hecho de que puede funcionar en el modo operativo solo a altas velocidades. Además, se necesita un sobrealimentador mecánico, por lo que todo esto a veces se denomina "ciclo Atkinson-Miller". Sin embargo, resultó que con él se perdieron las ventajas del desarrollo en cuestión.

Por lo tanto, en los automóviles de pasajeros, este ciclo Atkinson casi nunca se usaba en la práctica. Pero en modelos híbridos, como el Toyota Prius, los fabricantes empezaron a utilizarlo incluso en serie. Esto fue posible gracias al funcionamiento específico de este tipo de motores: a baja velocidad, el automóvil se mueve debido a la tracción eléctrica y solo durante la aceleración cambia a una unidad de gasolina.

Distribución de gas

El primer motor de ciclo Atkinson tenía un mecanismo de distribución de gas voluminoso que hacía mucho ruido. Pero cuando, gracias al descubrimiento del estadounidense Charles Knight, en lugar de las habituales válvulas accionadas, se empezaron a utilizar carretes especiales en forma de un par de manguitos que se disponían entre el cilindro y el pistón, el motor casi dejó de hacer ruido.. Sin embargo, la complejidadel diseño utilizado era bastante caro, pero en marcas de automóviles prestigiosas, los propietarios de automóviles estaban dispuestos a pagar por tal comodidad.

Sin embargo, ya en los años treinta, se abandonó tal mejora, porque los motores duraban poco y el consumo de gasolina y aceite era demasiado alto.

Los desarrollos de motores en esta dirección se conocen incluso hoy en día; tal vez los ingenieros puedan deshacerse de las deficiencias del modelo Charles Knight y aprovechar los beneficios.

Modelo universal del futuro

Actualmente, muchos fabricantes están desarrollando motores universales, que combinarán la potencia de las unidades de gasolina y la excelente tracción y eficiencia de los motores diésel.

En este sentido, el hecho de que las unidades de gasolina con inyección directa de combustible hayan alcanzado una alta relación de compresión de alrededor de trece a catorce unidades (para los motores diesel este nivel es un poco más de diecisiete a diecinueve) demuestra pasos exitosos en este dirección. Incluso funcionan de la misma manera que las unidades de encendido por compresión. Solo la mezcla de trabajo debe prenderse fuego artificialmente con una vela.

En los modelos experimentales, la compresión es aún mayor: hasta quince o dieciséis unidades. Pero hasta el autoencendido, el nivel no alcanza. En cambio, la bujía se apaga con un movimiento constante, lo que permite que el motor cambie a un modo similar al diesel y consuma menos combustible.

La combustión se controla electrónicamente, realizando ajustes según las circunstancias externas.

Los desarrolladores afirman queeste motor es muy económico. Sin embargo, no se hizo suficiente investigación para la producción en masa.

Relación de compresión variable

El indicador es muy importante. Después de todo, la potencia, la eficiencia y la economía dependen directamente de una alta relación de compresión. Naturalmente, no se puede aumentar indefinidamente. Por lo tanto, desde hace algún tiempo, el desarrollo se ha detenido. De lo contrario, existía el riesgo de detonación, lo que podría provocar daños en el motor.

Este indicador se refleja especialmente en los motores sobrealimentados. Después de todo, se calientan con más fuerza y, por lo tanto, el porcentaje de probabilidad de detonación es significativamente mayor aquí. Por lo tanto, a veces es necesario reducir la relación de compresión, lo que, por supuesto, reduce la eficiencia del motor.

Lo ideal es que la relación de compresión cambie suavemente según el modo de funcionamiento y la carga. Hubo muchos desarrollos, pero todos son demasiado complicados y costosos.

Saab legendario

Saab logró los mejores resultados cuando en 2000 lanzó un motor de cinco cilindros que, con 1,6 litros de volumen, producía unos doscientos veinticinco caballos. Este logro todavía parece increíble hoy.

El motor está dividido en dos, donde las partes están conectadas entre sí de forma articulada. El cigüeñal, las bielas y los pistones están ubicados debajo, y los cilindros con cabezas están ubicados en la parte superior. El accionamiento hidráulico puede inclinar el monobloque con cilindros y cabezas, cambiando la relación de compresión cuando se enciende el compresor de accionamiento. A pesar de toda la eficacia,el desarrollo también tuvo que retrasarse debido al alto costo de la construcción.

Más fácil y accesible

Por lo tanto, podemos concluir que el motor de ciclo Atkinson ha desempeñado un papel importante en la mejora del mecanismo del motor en el futuro. Parece que las mejoras, unas sobre otras, conducirán finalmente al motor de combustión interna al modo óptimo de funcionamiento.