Creo que todos conocemos el ciclo Otto y sus famosos cuatro tiempos, pero aunque parezca mentira hay otros tipos, con una distribución de los ciclos ligeramente diferente; de hecho algunos los llaman de cinco tiempos, aunque en rigor no sea cierto.

El motor de ciclo Atkinson fue inventado por Jame Atkinson en 1882, la idea básica es lograr el mayor rendimiento posible eliminando en lo posible las perdidas que se producen en la compresión.





Eso se logra a costa de perder algo de compresión, pero no reduciendo la relación de compresión. En la primera imagen se puede ver como el recorrido del pistón es ligeramente diferente dependiendo del ciclo, lo que consigue que la carrera de compresión sea menor que la de trabajo.
En el motor del Prius que se gobierna por este ciclo, la estructura del motor es igual a la de un motor convencional, la diferencia radica en el diagrama de distribución que permite que al principio de la carrera de compresión se pierda algo de mezcla hacia la admisión.
¿Y donde radica la ventaja?, pues bien sencillo no se pierde fuerza en comprimir parte de la mezcla, y la cantidad que si es comprimida llena el cilindro completamente una vez que se inflama y expande, pues de todos es sabido que un gas caliente ocupa mas que uno frió.
Lógicamente se pierde potencia, pero el rendimiento es mayor y por tanto su consumo menor, así como su nivel de emisiones.

Un Atkinson rotativo.

Pero eso solo es el principio, resulta que también hay una variante rotativa de dicho ciclo, la cual promete aun mas rendimiento, pues no se pierde compresión alguna:




En primer lugar podemos ver una realización practica de un motor basado en este ciclo denominado R.A.C.E. (Rotary Atkinson Cycle Engine); en segundo lugar una animación que nos muestra como funciona, y en tercer lugar un esquema de los ciclos que sigue este motor, al poder realizar ciclos en paralelo es capaz de completarlos en un solo giro del rotor.

Dentro de este tipo hay dos desarrollos, el D.A.R.T. y el H.A.R.T. atendiendo al combustible utilizado, ya sea Diésel o Hidrógeno pero la constitución del motor no varia, por lo que la misma explicación es aplicable a ambos.
Se puede apreciar como la carcasa tiene forma de 8 tumbado, y que es asimétrica, estando la parte derecha reservada para la admisión y parte de la compresión y la izquierda para el ciclo de trabajo; esta dimensionada de tal manera que permite que los gases se expandan completamente para extraer el máximo de energía de los mismos, de hecho aunque la compresión es mayor que en un motor normal y la temperatura de combustión también, los gases de escape salen a una temperatura inferior.

En la siguiente imagen aparecen detallados los componentes del motor:



El motor consta de dos cámaras circulares entrelazadas de diferentes diámetros. Dentro de estas cámaras giran dos rotores con centros separados. Cada rotor

sigue su propia trayectoria y no basan su recorrido en la carcasa como en un motor Wankel por lo que el sellado de los rotores contra las paredes de la cámara es excelente debido a sus órbitas circulares y grandes superficies de contacto.

La expansión del motor (debida a la dilatación) es uniforme al no tener un lugar caliente y otro frió como en el caso del Wankel por lo que no requiere una alta tolerancia de fabricación, que favorece las fugas de presión y el excesivo quemado de aceite. La admisión se produce en el centro del motor y la compresión / expansión se produce en la periferia de manera uniforme facilitando la evacuación del calor. Los rotores están conectados entre sí por otro componente que tiene una cuasi-órbita circular. Estos tres componentes forman todo el mecanismo interno del motor. Cada cámara del motor esta totalmente separadas de las demás, esto facilita el empleo en el futuro de combustibles alternativos como el hidrógeno sin los problemas de válvulas asociados a los motores de pistón.
Con una fase de trabajo por la revolución, se espera que el motor produzca más del doble de la potencia que un motor convencional a igualdad de tamaño, ademas por ser un motor rotativo, las revoluciones máximas serán por lo menos entre una y media a dos veces la de un motor convencional. Esto aumenta la elasticidad del motor.
A igualdad de cilindrada el motor tendría casi la mitad de tamaño y peso. ademas de producir un 27% más de potencia junto con un aumento del 12% en la eficiencia.




En la imagen superior se pueden apreciar las fases de un motor diésel con esta arquitectura, así como lo que sucede en cada una, queda patente que no se da la misma separación de ciclos que un motor clásico.
En este motor, hay dos etapas de compresión: la primera tiene una baja relación de compresión, Después de la scavenge (termino de difícil traducción, que vendría a ser agitar y expulsar, en esta fase hay una cierta recirculación) de los gases de escape, el aire se renovará parcialmente pues parte volverá a actuar de nuevo en la próxima fase scavenge, el resto del aire, pasa a ser de nuevo comprimido en la segunda fase de compresión. En esta segunda fase de compresión, el aire es llevado a una mayor presión y es en ese momento cuando el combustible es inyectado. En ese momento se inflama la mezcla para formar la fase de expansión

.

En la fase de admisión hay una parte de gases recirculados aportados por la scavenge

lo que

ofrece una gestión eficaz de los gases, con una reducción significativa de emisiones y una excelente economía de combustible. Como ya se apunto anteriormente, la expansión de los gases es mayor que el segundo volumen de compresión y, por lo que éste aumenta la eficiencia termodinámica.
Todos los motores, no importa de qué tipo, se rigen por las leyes de la termodinámica, por lo que la eficiencia de un motor depende de la diferencia entre entre las temperaturas máxima y mínima que se alcanzan durante un ciclo; cuanto mayor sea la diferencia, mayor es la eficiencia. Un motor sería más eficiente si la mezcla arde a una temperatura muy alta y los gases de escape son expulsados a una temperatura más baja. En la mayoría de los motores el volumen de compresión es igual al de expansión por lo que se pierde una importante cantidad de energía. No obstante, si la expansión de los gases llena un volumen mayor que el que fue comprimido, entonces la presión y la temperatura de los gases de escape sería menor.

En la siguiente ilustración se puede ver la diferencia en cuanto a cámaras entre los principales tipos de motor:

El ciclo Miller.

En cuanto al ciclo Miller, fue ideado por el ingeniero Norteamericano Ralph Miller en los años ´40 del pasado siglo, y sigue los pasos del Atkinson, hasta el punto que los motores que lo aplican se les denomina en ocasiones Atkinson-Miller, y funciona sobre el clásico motor de pistones, comparte la particularidad de el retardo en el cierre de la admisión pero con la diferencia de que está sobrealimentado, lo que limita en cierto modo el reflujo de mezcla. La apertura extra de la válvula de admisión dura aproximadamente el 20% o 30% del transcurso inicial del tiempo de compresión. De esta forma, la compresión real sucede aproximadamente en un 70% a 80% del tiempo total de compresión. El pistón consigue los mismos niveles de compresión de un motor de ciclo Otto pero con menos trabajo, ya que una parte de la compresión total se ha logrado mediante la sobrealimentación.

Algunos motores de este tipo son montados por Mazda en algunos sus modelos como el Mazda2 o el Millenia también llamado Xedos9 en Europa. Mazda2 con motor de ciclo Miller - Top Speed.

Referencias/fuentes:
Ciclo Atkinson - Wikipedia, la enciclopedia libre
Ciclo Miller - Wikipedia, la enciclopedia libre
Rotary Engine - White-Smoke
http://www.c4atreros.com/foroc4/asun...a-4852792.html

Muy interesante Raga.

como siempre raga un 10 echa el curriculum a reportero ya¡¡¡¡

La verdad, reportajes muy muy interesantes!! Bravo Raga!!!

Eres un fenomeno,aunque mis conocimientos de meanica tengo que admitir que se me empiezan a quedar justos para entenderlo al 100%.

No tengo tiempo de leerlo, esta noche le doy un buen repaso

La verdad es que te lo has currao de lo lindo , muy buen trabajo !!!

Muy buena info Raga. Te lo has currao bién. Completa y con muy buenos gráficos. Gracias. +10. Salu2. .

Bueno señores, ya tienen la versión definitiva; he añadido información y cambiado el gift por uno hecho a base de fotos mas espectacular..
Os pido a quienes tengáis un nivel mas avanzado de inglés que reviséis la pagina original y mis textos en busca de erratas.

Disfrutad del post.

joder tiene buena, que digo buena, buenisima pinta la variante rotativa, pero me da mas confianza el wankel.
Gracias raga, estás hecho un crack

Iniciado por Spect

joder tiene buena, que digo buena, buenisima pinta la variante rotativa, pero me da mas confianza el wankel.
Gracias raga, estás hecho un crack

te he dado un thanks porque repu ya no me deja de la cantidad de grandes hilos que has publicado últimamente

Iniciado por Spect

joder tiene buena, que digo buena, buenisima pinta la variante rotativa, pero me da mas confianza el wankel.
Gracias raga, estás hecho un crack

El Wankel (al menos en mi opinión) ya tubo su oportunidad y si no fuera por Mazda seria poco mas que piezas de museo y una anécdota.
Si queremos seguir quemando combustibles fósiles tendremos que pensar en encontrar otro tipo de motor que no repita los fallos de los que se conocen.
Como dato sobre el wankel decir que hubo una marca que aposto fuerte por el, la NSU, de hecho construyo un vehículo en serie, lo que acabo siendo la puntilla que la termino de arruinar.
Los problemas de fiabilidad de los segmentos, y el elevado consumo de combustible (el aceite es tema aparte) justo cuando se desencadeno una crisis del petroleo, dieron al traste con la posibilidad de una alternativa al motor de pistones.

Muyy buena info tio!...