Il ciclo Atkinson è un tipo di ciclo termodinamico progettato per aumentare l'efficienza di un motore a combustione interna. È una modifica del più comune ciclo Otto, e si distingue principalmente per la sua corsa di espansione più lunga rispetto alla corsa di compressione.
Caratteristiche Principali:
Espansione Maggiore della Compressione: La chiave del ciclo Atkinson è che il pistone compie una corsa più lunga durante l'espansione (quando i gas combusti spingono il pistone verso il basso generando lavoro) rispetto alla corsa di compressione (quando il pistone comprime la miscela aria-carburante). Questo permette di estrarre più energia dai gas di scarico, aumentando l'efficienza termica.
Efficienza Migliore: L'efficienza del ciclo Atkinson è teoricamente superiore a quella del ciclo Otto perché permette una maggiore espansione dei gas di scarico, estraendo una quantità maggiore di energia. Questo si traduce in una conversione più efficace dell'energia chimica del carburante in energia meccanica.
Potenza Inferiore: Il principale svantaggio del ciclo Atkinson è che, a parità di cilindrata, produce meno potenza rispetto a un motore a ciclo Otto. Questo è dovuto alla minore quantità di miscela aria-carburante aspirata durante la fase di compressione.
Implementazione:
Design Tradizionale (Originale): Il ciclo Atkinson originale utilizzava un complesso sistema di leveraggi per variare la corsa del pistone. Questo design era ingombrante e costoso.
Motori Moderni (Ciclo Miller Simulato): I motori moderni spesso simulano il ciclo Atkinson utilizzando fasature delle valvole variabili (VVT). Invece di variare fisicamente la corsa del pistone, le valvole di aspirazione rimangono aperte più a lungo durante la corsa di compressione. Questo permette una "fuoriuscita" parziale della miscela aria-carburante nel collettore di aspirazione, riducendo la compressione effettiva. Questo design è più compatto ed economico. Questo tipo di ciclo è a volte chiamato ciclo Miller, anche se Atkinson e Miller non sono del tutto identici.
Applicazioni:
Il ciclo Atkinson (o il suo equivalente simulato) è spesso utilizzato in veicoli ibridi dove l'efficienza del motore è più importante della potenza massima. La potenza deficitaria del motore a ciclo Atkinson è compensata dal motore elettrico. Esempi di auto ibride che utilizzano questo ciclo includono alcune versioni di Toyota Prius e Ford Fusion Hybrid.
In sintesi: Il ciclo Atkinson è una soluzione ingegnosa per migliorare l'efficienza dei motori a combustione interna, sacrificando un po' di potenza in cambio di un consumo di carburante inferiore.
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