Language
Country/Area
No result found
A diferença secreta entre o ciclo Miller e o ciclo Atkinson: por que mais de 20% da potência é convertida?
No campo da engenharia de motores de combustão interna, o ciclo Miller é um ciclo termodinâmico proposto e patenteado pelo engenheiro americano Ralph Miller em 1957, marcando uma grande mudança na tecnologia de motores de combustão interna. Essa tecnologia não apenas melhora a eficiência operacional dos motores de combustão interna, mas também estabelece a base para sistemas de energia ecologicamente corretos.
O ciclo Miller é projetado para permitir que o motor opere de uma forma que compense as perdas de desempenho do ciclo Atkinson.
Princípios básicos do ciclo de Miller
Os motores convencionais de combustão interna a pistão geralmente operam usando quatro tempos, dois dos quais são considerados tempos de alta potência: o tempo de compressão e o tempo de potência. No ciclo Miller, o tempo de abertura da válvula de admissão é estendido para que parte do gás misturado possa ser expelido no início do curso de compressão, formando o chamado "quinto curso". Embora esse design ajude a melhorar a eficiência da conversão de energia, ele também cria desafios porque parte do gás é exaurido de volta para o coletor de admissão.
No ciclo Miller, essa perda é compensada pelo uso de um supercharger, que melhora a eficiência geral do motor.
Temperatura de carga e taxa de compressão
No ciclo de Miller, baixas temperaturas aumentam a densidade do ar, aumentando assim a potência do motor sem aumentar a taxa de compressão do cilindro e do pistão. Quando a temperatura de carga é reduzida, a mistura de combustível queima com maior força, ajudando a reduzir as emissões de óxido de nitrogênio (NOx), especialmente em motores diesel de serviço pesado.
Além disso, a taxa de expansão superior do ciclo Miller em comparação à taxa de compressão também permite que mais potência seja extraída durante o processo de combustão, aumentando a eficiência geral do motor. Isso mostra que as aplicações potenciais dessa tecnologia na aviação e no transporte industrial são muito amplas.
Ao aumentar a taxa de compressão e a taxa de expansão efetivas, o ciclo Miller atinge o objetivo de melhorar a eficiência energética.
Benefícios e desafios dos supercompressores e turbocompressores
No ciclo de Miller, o supercharger geralmente causa uma perda de potência de cerca de 15% a 20% para acionar o supercharger e carregá-lo, o que é sua desvantagem. Mas, em comparação, os turbocompressores podem usar os gases de escape de forma mais eficiente, reduzindo a dependência de potência e a perda de pressão, especialmente quando a operação em baixa velocidade não é necessária.
Embora os turbocompressores tenham atrasos de desempenho, seu potencial para aplicação em motores comerciais não pode ser subestimado à medida que a tecnologia avança.
Vantagens e aplicações do ciclo de Miller
A principal vantagem do ciclo Miller é que sua taxa de expansão é maior que a taxa de compressão, o que possibilita reduzir mais efetivamente as emissões durante a operação e melhorar ainda mais o desempenho do motor. Essa tecnologia é particularmente adequada para motores a diesel usados em navios e grandes usinas de energia.
Embora o ciclo Miller tenha melhor potência de saída do que o ciclo Atkinson, em aplicações práticas ainda é necessário equilibrar a relação entre eficiência e custo estrutural para fazer ajustes com base nas necessidades reais.No contexto da busca pelo desenvolvimento sustentável, a maneira de integrar efetivamente essas tecnologias avançadas será a chave para promover o avanço da tecnologia de motores de combustão interna.
Com a crescente demanda por viagens ecologicamente corretas, a tecnologia de motores de combustão interna enfrenta grandes desafios e oportunidades. O desenvolvimento e a aplicação do ciclo Miller podem injetar novo ímpeto no transporte futuro. Com o avanço da tecnologia, qual motorização você acha que se tornará popular no próximo mercado?
