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O que é o ciclo Atkinson? Motor é usado normalmente em híbridos

atkinson-patente-700x487 O que é o ciclo Atkinson? Motor é usado normalmente em híbridos

Em 1882, James Atkinson (1846-1914) queria fabricar motores de ciclo de quatro tempos, mas por causa da patente já registrada em nome do alemão Nikolaus Otto, feita em 1876, o engenheiro britânico decidiu criar um novo tipo de motor para poder entrar no mercado que estava nascendo.



Assim, ele patenteou o ciclo Atkinson, que ao invés dos quatro tempos (admissão, compressão, expansão e exaustão), apresentava funcionamento com cinco estágios. A ideia era aumentar a eficiência energética em detrimento da performance. Assim, aumentando-se a fase de expansão e reduzindo a de compressão, obtinha-se melhor rendimento.

Para criar esse efeito, que precisava de apenas um movimento do pistão, enquanto o ciclo Otto necessita de dois movimentos para completar as quatro etapas, Atkinson criou um complexo mecanismo de articulação até o virabrequim, fazendo com que a compressão na câmara fosse diferente daquela da expansão.

prius_atkinson-700x480 O que é o ciclo Atkinson? Motor é usado normalmente em híbridos

No entanto, hoje em dia, fabricar um motor puramente de ciclo Atkinson seria totalmente inviável, ainda mais com a ordem geral de redução de custos de P&D. Assim, os propulsores Atkinson modernos, geralmente usados em híbridos, utilizam outro artifício para criar os cinco tempos.

Graças aos comandos de válvulas variáveis e de gerenciamento eletrônico, é possível simular o ciclo Atkinson em motores de ciclo Otto. Nesse caso, a ECU envia ordem para que as válvulas de admissão fiquem abertas durante a compressão, fazendo com que esta etapa seja inferior ao normal, enquanto a fase de expansão se mantém inalterada.

toyota-atkinson-700x415 O que é o ciclo Atkinson? Motor é usado normalmente em híbridos

O objetivo primário é fazer com que a pressão na câmara de combustão na fase final de expansão seja igual à atmosférica. Assim, consegue-se menor consumo de combustível. Devido à menor quantidade de mistura admitida na compressão, o motor Atkinson oferece menor potência em relação ao ciclo Otto.

Caso o desejo do fabricante do veículo seja obter maior potência de um motor Atkinson, a saída é a introdução de um compressor mecânico, mas a partir daí, o propulsor será conhecido como um de ciclo Miller. Além dos híbridos, recentemente a Toyota lançou dois motores compactos de 1.0 e 1.3 litros, que também simulam os cinco tempos de Atkinson.

Agradecimentos ao Hélio Figueiredo pela dica.

  • interessante…

  • AHSOliveira

    Espero que os motores Toyota de baixa cilindrada deem certo e que essa tecnologia espalhe em carros de valor mais baixo.
    A única fabricante que conheço que utilizou ciclo Miller foi a Mazda e sua fracassada subsidiária de luxo, Amati.

  • André Vidigal

    Acho q a aula podia ter sido melhor…

  • zeuslinux

    Legal é ver essa animação de um motor desses:

    https://www.youtube.com/watch?v=hEfOxKmCstg

    (a partir de 2:28)

    • vicegag

      Só não entendi no vídeo detonaçōes na fase de exaustão, como isto pode ocorrer.??

  • Jonas Augusto

    Será que é financeiramente inviável utilizar esse tipo de ciclo, ou falta vontade de se aprofundar ainda mais aprimorando até se chegar a um motor relativamente econômico e barato??

    • mjprio

      Essa foi justamente a minha pergunta no final do meu comentário. Acredito que é melhor ter um 1.6 16V de 115CV com médias de 1.0 do que com 130 CV

      • Thales Sobral

        A potência do 1.6 seria menor que os 115 imaginados por vc… O motor do Prius é ciclo atkinson (otto adaptado), 1.8 com menos de 100 cv. Mas entendo seu ponto.

        • mjprio

          Mas veja que o motor do Fusion tem 145CV, portanto dentro da média dos nossos 2.0 flex do mercado, inclusive os com variador de fase

          • Thales Sobral

            Verdade, pelo jeito o pessoal já tá conseguindo fazer esses atkinson renderem bem em força também.

            • mjprio

              Sim, acredito que pelo advento dos variadores de fase, injeção direta, e até mesmo o turbo que faz esse tipo de motor virar o Atkinson-Muller. NO futuro pode ser que o downsizing aliado a essa tecnologia possa permitir a exemplo do que hoje ocorre com os Diesel, a construção de motores cujos valores de potencia e torque cheguem aos pés da igualdade com os ciclo Otto convencionais, com a vantagem da economia e da redução da poluição

  • Rodrigo

    Se não estou enganado o mais eficiente projeto de motor a combustão interna é o de ciclo Wankel, pois alia alta performance com alta economia de combustível. Rendimento ótimo.
    Pena que não é tão empregado devido aos alto custos (de produção e manutenção).

    • AHSOliveira

      Você está meio enganado, os motores Wankel tem a capacidade de produzir muito potência com um motor compacto e leve, MAS o consumo de combustível é alto assim como a emissão de poluentes. Por isso a Mazda não vende nenhum carro motor Wankel nos EUA atualmente, pois eles não atendem a legislação ambiental de lá. Por isso há um bom tempo que eles estão trabalhando na nova geração dos motores Renesis, para conseguir mais eficiência e economia. Outra característica é que este tipo de motor apresenta pouco torque em baixas rotações o que é uma característica ruim para muitas situações.

      • Rodrigo

        Não sabia dessa informação do consumo e das emissões… Imaginava que, por ter menos partes internas que um análogo ciclo Otto, o consumo fosse menor. Obrigado pelo esclarecimento.

        • mjprio

          esses motores apesar de representarem boa potência específica, tomaram pau muitas vezes no consumo durabibilidade e emissões. casos clássicos foram o NSU Ro80 e os motores Mazda Wankel. Dizem que o grande calcanhar de aquiles dos motores são os vedantes das pontas do triângulo( rotor) que se desgastavam rapida e acentuadamente, gerando perda de compressão, combustão “suja” ( os gases queimados e o óleo lubrificante invadiam a “camara” de combustão e aumentavam o índice de poluentes expelidos.

  • Amante Latino

    De maneira simples, o ciclo de expansão é “mais longo” do que o de compressão. Um detalhe importante é que desta maneira é possível criar motores com altíssima taxa de compressão, como a de 14:1 nos motores Mazda SkyActiv. Isto é possível pois na prática a o curso mais longo é somente aproveitado no ciclo de expansão, pois como é destacado no texto, no ciclo de compressão as válvulas de admissão são mantidas abertas por mais tempo do que num motor convencional.

    • mjprio

      Será que com isso se resolveria o problema dos carros flex. A outra pergunta que não quer calar é se o sistema Multiair da Fiat ou Valvetronica da BMW, os quais atuam nas válvulas de admissão poderiam ajudar essa tecnologia a se tornar ainda mais eficiente

      • Amante Latino

        No caso dos carros flex, acredito que a injeção direta seria o mais importante para trabalhar com taxas de compressão elevadas.

        Só conheço apenas dois carros à venda com esta tecnologia aqui no Brasil, o Novo Focus 2.0 e o Bmw série 3 flex.

        • mjprio

          Ok obrigado

  • edbil

    Excelente matéria. Poderia haver mais deste tipo.

  • mjprio

    Essa é justamente a tecnologia empregada no Fusion Hybrid, que usa um motor do cliclo Atkinson combinado com um elétrico de alta( relativamente falando) potência, que no meu ver é um granda sacada da Ford, já que ela consegue aliar economia a um bom desempenho. Alguem deve estar se perguntando se não compensaria colocar um 1.6 Ecoboost no lugar dele, mas neste caso entendo eu o 2.0 Atkinson de 145HP e 18 quilos de torque ser o mais recomendado, pra trabalhar mais “leve” e assim mais coerente com a proposta do carro que consegue fazer quase 18 km/l na cidade e 14,5 na estrada, devido ao fato de que o motor elétrico é mais acionado na cidade poupando o motor a combustão. Ainda assim pra um 2.0 atmosférico, aliado a um carro pesado fazer quase 15km/l na estrada com nosso combustível de baixa qualidade, prova que a referida tecnologia é bem vinda e pra um 2.0 os dados de potência e torque não foram tão sacrificados por estarem na média do que se oferece no Brasil hoje, o que também prova que dá pra fazer carros mais econômicos sem penalizar o desempenho.

  • Thiago Garcia de Lima

    O Omega 3.0 é de ciclo Atkinson.

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