INDICE DEI CONTENUTI DELLA PAGINA
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- Ciclo Atkinson. Cos’è.
- Ciclo Atkinson. Funzionamento.
- Ciclo Atkinson. Vantaggi.
- Ciclo Atkinson. Veicoli Ford.
- Ciclo Atkinson. Domande frequenti.
- Ciclo Atkinson. Conclusioni.
Il ciclo Atkinson è una tecnologia che consente ai motori termici di ottenere un rendimento più elevato rispetto al tradizionale ciclo Otto.
Introdotto nel XIX secolo, è tornato di attualità grazie alla diffusione delle motorizzazioni Full e Plug-In Hybrid che abbinano un propulsore termico a combustione a un’unità elettrica, ricaricabile nel caso del PHEV.
In questo articolo illustriamo in modo chiaro e semplice come funziona, quali vantaggi offre e in quali veicoli Ford è utilizzato.
Ciclo Atkinson. Cos’è.
Il ciclo Atkinson è un tipo di sequenza termodinamica sviluppata da James Atkinson nel 1882.
La caratteristica principale è che la fase di espansione è più lunga di quella di compressione.
Questo permette di estrarre più energia dalla combustione del carburante.
Il risultato è un miglioramento dell’efficienza del motore.
Nei motori a ciclo Otto, le fasi di compressione ed espansione hanno la stessa lunghezza.
Viceversa, nei propulsori che sfruttano il ciclo Atkinson, invece, il rapporto di espansione è maggiore, e questo consente una migliore resa energetica.
Ciclo Atkinson. Funzionamento.
In breve e senza entrare in spiegazioni complesse, il funzionamento del ciclo Atkinson è basato sulla gestione delle valvole di aspirazione.
Queste parti restano aperte per un intervallo di tempo più esteso all’inizio della fase di compressione.
La conseguenza di ciò è il ritorno di parte della miscela aria-carburante nel collettore di aspirazione.
Avviene quindi una riduzione del rapporto di compressione effettivo, il tutto mantenendo elevato quello di espansione.
Per completezza riepiloghiamo le fasi del ciclo Atkinson che sono 4, proprio come nel ciclo Otto.
- Aspirazione: all’apertura della valvola il pistone scende, aspirando aria.
- Compressione: parte dell’aria torna nel collettore. La compressione effettiva inizia più tardi.
- Combustione ed espansione: la miscela brucia, spingendo il pistone verso il basso con una corsa più lunga.
- Scarico: i gas combusti, ossia i prodotti di scarto del processo, sono espulsi dal cilindro.
Ciclo Atkinson. Vantaggi.
L’impiego del ciclo Atkinson ha diversi punti a favore, soprattutto nei veicoli ibridi. I principali vantaggi sono i seguenti.
- Efficienza termica superiore. Il ciclo consente di trasformare una maggiore quantità di calore in lavoro meccanico.
- Minori consumi di carburante. L’uso di meno miscela aria-carburante in ogni ciclo riduce i consumi complessivi.
- Ridotte emissioni di CO₂. La maggiore efficienza energetica comporta una minore emissione di gas serra per kilometro percorso.
Ciclo Atkinson. Veicoli Ford.
Ford utilizza motori con ciclo Atkinson sui seguenti modelli.
In questi veicoli, il motore a ciclo Atkinson è affiancato a un’unità elettrica che entra in funzione nelle fasi in cui serve più coppia, come in accelerazione o in partenza.
In altri termini, la potenza è compensata dal motore elettrico, senza compromettere le prestazioni.
Ciclo Atkinson. Domande frequenti.
Il ciclo Atkinson è usato solo nei motori ibridi? Sì, oggi è utilizzato quasi esclusivamente nei motori ibridi, perché la ridotta potenza è compensata dal supporto dell’unità elettrico.
Quali differenze ci sono con il ciclo Otto? Nel ciclo Otto il rapporto di compressione e di espansione è uguale. Nel ciclo Atkinson l’espansione è maggiore, a vantaggio dell’efficienza.
Il ciclo Atkinson e il ciclo Miller sono la stessa cosa? Il ciclo Miller è una variante moderna del ciclo Atkinson. Il principio è simile, ma la gestione delle valvole è ancora più precisa grazie all’elettronica.
Il ciclo Atkinson riduce i consumi? Sì, se usato in combinazione con un sistema ibrido, consente una notevole riduzione dei consumi di carburante.
Ciclo Atkinson. Conclusioni.
Il ciclo Atkinson è una soluzione intelligente per ridurre i consumi e aumentare l’efficienza nei veicoli ibridi.
Ford ha integrato questa tecnologia in diversi modelli elettrificati della gamma.
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