Cicli Miller, Atkinson e Otto: in cosa differiscono?

Mónica Redondo @MonicaRedondoD 5 October 2019 4 min.

Cicli Miller, Atkinson e Otto: in cosa differiscono?

Il ciclo Miller, il ciclo Atkinson e il ciclo Otto presentano una differenza chiara: la sovralimentazione e l’efficienza. Sapresti dire quale sia il migliore oggi?

Fin dall’arrivo sul mercato delle prime automobili dotate di motori a combustione interna alternativi, denominati MCIA, questi si sono evoluti e sono persino comparse nuove varianti con l’obiettivo di migliorare le prestazioni dei veicoli in questione.

Innanzitutto, è importante ricordare che i motori a combustione interna alternativi si possono classificare in base al numero e alla disposizione dei cilindri, e persino al tipo di ciclo. Oggi vogliamo andare un po’ oltre e spiegare in cosa consistono i tre cicli più comuni nelle automobili moderne. Si tratta del ciclo Miller, del ciclo Atkinson e del ciclo Otto: in cosa differiscono?

In cosa consiste e in cosa si differenzia il ciclo Otto?

Il ciclo Otto ha quattro tempi e il suo obiettivo è trasformare l’energia chimica in energia meccanica. Il primo passo si chiama aspirazione. Qui il pistone scende nel cilindro dal punto morto superiore a quello inferiore, riempiendo il cilindro con la miscela di aria e benzina.

La seconda fase, la compressione, consiste nello spostamento dal punto morto inferiore a quello superiore, comprimendo la miscela. Quando il pistone raggiunge la parte superiore si produce l’accensione grazie alla scintilla generata dalla candela.

Il terzo passo, lo scoppio, consiste nel fatto che la forza generata in precedenza spinge il pistone a ridiscendere nella posizione iniziale, generando così energia meccanica. La quarta fase, denominata scarico, consiste nell’espulsione da parte del motore dei gas risultanti dalla combustione. Affinché questo movimento avvenga in modo efficace, i meccanismi devono essere sincronizzati, soprattutto nell’apertura e nella chiusura delle valvole.

Nel ciclo Otto, nella prima fase le valvole si aprono lasciando passare la miscela; nella seconda, la valvola di aspirazione si chiude e quella di scarico rimane chiusa. Nella terza fase, entrambe le valvole sono chiuse, mentre nella quarta fase si apre solo la valvola di scarico.

Ciclo Atkinson, come funziona?

Il ciclo Atkinson è simile nel funzionamento al ciclo Otto. L’unica differenza si trova nella fase di compressione. In questo tipo di motori, la valvola di aspirazione rimane aperta più a lungo durante il percorso del pistone fino al punto morto superiore.

Se nel ciclo Otto le valvole di aspirazione si chiudevano poco dopo l’inizio del movimento ascendente, nel ciclo Atkinson questo tempo aumenta.

Ciclo Miller, cosa ha di speciale?

I motori che utilizzano il ciclo Miller sono uguali ai motori con ciclo Atkinson, ma con l’aggiunta di una sovralimentazione. Questo tipo di motori ha un vantaggio principale, cioè la maggiore efficienza, che si traduce in un minor consumo; tuttavia, riducendo la compressione nel cilindro, si riduce la coppia e di conseguenza la potenza.

In questo tipo di ciclo, il problema della mancanza di potenza si risolve, in parte, con la sovralimentazione. Il ciclo Miller si utilizza soprattutto nei veicoli ibridi, poiché la mancanza di coppia si compensa con l’aggiunta di un motore elettrico, che, come tutti sanno, offre una coppia istantanea e piuttosto elevata.