Tecnologias Diferenciadas de Motores à Combustão Interna.

Pode não ser segredo para muitos, mas os motores de combustão interna para veículos, não se limitam apenas aos motores Otto e Diesel.

Comercialmente, existem pelo menos cinco tipos de motores a combustão interna. São eles: Ciclo Otto, Ciclo Diesel, Ciclo Atkinson, Ciclo Miller e Wankel (rotativos).

Nesta matéria, abordaremos os motores Ciclo Atkinson e Miller, os quais equipam geralmente os veículos Híbridos Comerciais.

Motor Ciclo Atkinson

O motor de ciclo Atkinson é um tipo de motor a combustão interna criado por James Atkinson, em 1882. A eficiência deste motor é inversamente proporcional à potência.

Foi projetado a fim de que os quatro tempos do motor ocorram em uma única volta do virabrequim.

As ligações da árvore de cames para acionamento da abertura e fechamento das válvulas é diferenciado, permitindo que o período de expansão seja maior do que o de compressão, resultando numa eficiência térmica em torno de 15% maior que os motores ciclo Otto.

Hoje em dia, o conceito original deste motor não passa de um evento na história.

Alguns motores novos utilizam o conceito do motor Atkinson. As válvulas de admissão se mantêm abertas além do que é comum no ciclo Otto, permitindo um fluxo reverso do ar admitido, retornando este para o coletor de admissão. Isso resulta numa compressão efetiva menor, porém, a taxa de expansão não se altera.

Simplificando, podemos dizer que a taxa de compressão é menor que a taxa de expansão, assim, o calor gerado pela explosão do combustível aumenta a pressão, força o pistão a mover-se pela expansão do volume dentro da câmara, para além do volume, quando a compressão havia iniciado.

Podemos dizer então que o conceito Atkinson moderno é permitir que a pressão na câmara no fim do ciclo de expansão seja igual à pressão atmosférica. Assim, podemos dizer que toda a energia possível foi transformada no processo de combustão.

Quanto maior a taxa de expansão, maior será a energia que será convertida em mecânica utilizável. Isso resulta um motor mais eficiente, porém com potência reduzida.

A principal diferenciação entre o conceito original do Motor Ciclo Atkinson para o modelo moderno, é que os novos utilizam duas voltas do virabrequim para a combustão e não apenas uma como no conceito original. Podemos dizer então que este motor passa a ser um motor “cinco tempos”, sendo eles: admissão, fluxo reverso (minimizando perdas por bombeamento), compressão, trabalho e escape.

Aplicações deste tipo de motor.

Basicamente, podemos dizer que os motores ciclo Atkinson são utilizados, principalmente em veículos híbridos.

O Fusion Hybrid (Híbrido, tração dianteira, taxa de compressão 12,3:1) é equipado com este tipo de motor. Ele gera 155cv e 154Nm de torque. Considerando que este é um bloco de 2.5 litros, é uma baixa potência, porém como atua e conjunto com o motor elétrico e em velocidades altas, isso acaba passando quase despercebido.

Se a necessidade de mais potencia não for algo constante, e sim, intermitente, ela pode ser adicionada por um motor elétrico.

Esta é a base fundamental do funcionamento do veículo híbrido, onde os motores à combustão e elétrico podem funcionar independentemente ou combinados, provendo a demanda de energia necessária para movimentar o veículo.

Também é comercializado em nosso país o Mercedes S400 Hybrid, com motor V6 ciclo Atkinsons de 3.498 cm³ e potencia máxima 279 cv a 6000rpm.

Motor Ciclo Miller

Devido à baixa potência dos motores ciclo Atkinson em comparação com os motores do ciclo Otto, Ralph Miller (que era mecânico da Indy entre as décadas de 20 e 50) patentou em meador da década de 40 o motor ciclo Miller.

Basicamente, o ciclo Miller é um motor ciclo Atkinson só que sobrealimentado onde em parte do tempo de compressão, as válvulas de admissão ficam abertas com o motor comprimindo contra o compressor ao invés de fazê-lo contra as paredes do cilindro. Esta condição aproveita as condições de economia do Atkinson e oferta mais potência, solucionando uma condição que até então era uma desvantagem deste em relação ao Ciclo Otto.

Hoje em dia a Mazda utiliza essa tecnologia de motores no Mazda Demio 1.3 litro, que pode atingir uma autonomia de 23 km/l de combustível.