El motor de cicle Atkinson és un tipus de motor de combustió interna alternatiu inventat per James Atkinson en 1882. És pràcticament un motor de cicle Otto comú, però amb una maneta del cigonyal modificada per obtenir una major eficiència a costa d'una reducció en la potència .
L'objectiu del cicle Atkinson era competir amb el cicle d'Otto sense infringir cap patent. El motor Atkinson presenta una millor eficiència però és menys potent que el motor Otto.
En la seva versió original, el cicle d'Atkinson requereix una sola rotació del cigonyal per completar un cicle de funcionament, mantenint inalterades les fases de l'motor de cicle Otto: admissió, compressió, expansió (fase útil) i descàrrega.
No obstant això, gràcies a una geometria particular de l'mecanisme del cigonyal, la carrera d'expansió és més gran que la carrera de compressió, el que permet que el motor tingui un rendiment termodinàmic més gran en comparació del cicle d'Otto.
Com funciona el motor Atkinson?
El cicle d'Atkinson també es pot aplicar a motors rotatius amb el consegüent augment en la potència i l'eficiència en comparació amb el cicle d'Otto.
Aquest tipus de motor conserva una fase activa per revolució del cigonyal, juntament amb la diferent compressió i expansió de volum del cicle original d'Atkinson.
Durant una part de la fase de compressió les vàlvules d'admissió que regulen la quantitat de barreja que entra romanen obertes. Això s'aconsegueix dissenyant l'arbre de lleves de manera especial perquè permeti treure profit de les pèrdues degudes a la compressió de la mescla dins el cilindre de l'motor.
A la fi de la fase d'expansió i en l'inici de la fase d'escapament, la pressió interna del cilindre és gairebé la mateixa que la pressió atmosfèrica. En un cicle Otto, aquesta pressió és lleugerament superior perquè s'aprofita part de la força d'empenta del pistó.
Durant el recorregut ascendent del pistó s'omple el col·lector d'admissió. Durant aquesta part de l'recorregut, la pressió augmenta i afavoreix l'ompliment dels altres cilindres. D'aquesta manera es redueixen les pèrdues energètiques pel reflux dels gasos.
Els gasos d'escapament s'expulsen de l'motor a través de l'aire comprimit, aquesta modificació del cicle d'Atkinson permet l'ús de combustibles alternatius com l'hidrogen i el dièsel.
Per què el cicle Atkinson es confon amb el cicle Miller?
Avui dia el terme "cicle d'Atkinson" s'utilitza erròniament per descriure un motor normal de cicle Otto en què s'obtenen diferents carreres de compressió i d'expansió actuant sobre l'obertura / tancament de les vàlvules d'admissió. Aquest cicle es correspon a l'cicle Miler en lloc del cicle Atkinson.
En el cicle Miller, a l'mantenir la vàlvula d'entrada oberta per a un major angle de rotació del normal, l'efecte s'obté d'un reflux de l'aire aspirat cap al conducte d'aspiració, oa través d'un tancament d'hora de la vàlvula durant la fase de succió.
En tots dos casos, l'efecte és reduir l'ompliment del cilindre i, per tant, la relació de compressió, sense modificar la cursa. Així que la carrera d'expansió és més gran que la compressió "actual". Això resulta en una pressió més baixa i la temperatura dels gasos de combustió a la fi de la fase d'expansió.
Per tant, en teoria, una major quantitat de calor es converteix en treball mecànic augmentant l'eficiència del cicle.
Utilització del cicle Atkinson en motors híbrids
Molt sovint aquest cicle es confon amb el cicle Miller. El cicle Miller requereix només una variació del temps de subministrament, mentre que el cicle Atkinson necessita una estructura de maneta en particular.
Per aquesta raó molts dels vehicles elèctrics híbrids que combinen el motor elèctric amb un motor de cicle Miller es confonen amb els motors d'Atkinson. De fet, en tots els casos és un motor comú de quatre temps amb la vàlvula d'admissió retardada.
Alguns exemples de models amb aquestes característiques són l'Honda Jazz 2013, el Toyota Prius, l'híbrid Toyota Auris, el Toyota Yaris híbrid, el Lexus CT200h, el Lexus iS i el Ford fuita.
