CICLO ATKINSON

Il ciclo Atkinson e' una variante del tradizionale ciclo Otto dei motori ad accensione comandata utilizzata per ridurre i consumi. Inventato da James Atkinson nel 1882, permette di prolungare la fase di espansione dei gas di scarico. I motori a ciclo Atkinson denunciano, infatti, un rapporto di compressione insolitamente alto, ma evitano il fenomeno del battito in testa, perche' la fase di compressione non sfrutta tutta la corsa utile del pistone. Il principio e' utilizzato da tutte le ibride attuali basate su tecnologia Toyota (Toyota, Lexus, Ford Usa).

La Toyota Prius, ad esempio, ha un rapporto di compressione di 13:1, che oggi e' un valore intermedio tra un motore a ciclo Otto e un motore a ciclo Diesel. Notoriamente, in un motore a combustione interna, l'innalzamento del rapporto di compressione migliora il rendimento, ma non ci si puo' spingere oltre certi limiti per il fenomeno della detonazione o battito in testa.

Nel caso dei motori ad accensione comandata (motori a benzina), questo rapporto e' determinato in modo stechiometrico, cioe' deve essere un rapporto fisso durante il funzionamento dello stesso. I gas, quindi, escono allo scarico ancora molto caldi, con un'energia notevole che va dispersa nell'ambiente. Per differenziare i rapporti di compressione ed espansione, e quindi migliorare il rendimento senza complicazioni meccaniche, si può utilizzare il ciclo Atkinson.

Infatti, grazie al particolare manovellismo utilizzato in questo tipo di motori, il rapporto di espansione e' maggiore del rapporto di compressione, il che porta ad una maggiore efficienza rispetto ai motori a ciclo Otto.

In modo piu' economico, come nel caso dei moderni veicoli elettrici ibridi, si ha un comune motore a quattro tempi con la valvola di aspirazione a chiusura ritardata cioe' viene lasciata aperta piu' a lungo del normale, onde permettere un reflusso dei gas attraverso il condotto d’aspirazione. Questo riduce il rapporto di compressione efficace e, in combinazione con una fase piu' lunga e/o un inferiore volume della camera di combustione, permette al rapporto di espansione di superare quello di compressione. Cio' avviene a pressione costante. Inoltre, un alto rapporto di espansione sviluppa una fase attiva più lunga e riduce il calore disperso allo scarico. Cio' ne fa un motore piu' efficiente.

Quindi si ottiene un motore che a parita' di cilindrata con uno a ciclo Otto, ha una potenza inferiore ma una efficienza superiore che gli permette di essere piu' parco nei consumi.

Si ringrazia Giandomenico Licinio per il testo e le immagini.

Messaggi collegati Nuovo messaggio