Los híbridos no usan el motor de gasolina tradicional que conocemos. Emplean uno específico que ayuda a mejorar la eficiencia y reducir el consumo: se llama ciclo Atkinson.
Con el boom de los híbridos, cada día se hace más común escuchar el término “Atkinson” en los datos técnicos de estos autos, tanto en los híbridos normales (HEV) como en los enchufables (PHEV). No todos los modelos lo montan de forma obligatoria, pero sí la inmensa mayoría, porque al final lo que se busca en un coche híbrido es la máxima eficiencia en todos los sentidos: ahorrar combustible gracias a la asistencia eléctrica.
¿Pero qué es eso del ciclo Atkinson?
En el mundo del automóvil existen varios tipos de motores de combustión interna y distintos ciclos termodinámicos. El que conocemos perfectamente y vemos en casi todos los coches es el ciclo Otto: el clásico de gasolina, con chispa de encendido. También te sonará el ciclo Diésel: compresión muy alta, sin chispa y con combustible diésel. Luego está el que nos ocupa, el ciclo Atkinson: similar al Otto, pero con una expansión más larga, lo que le permite ahorrar gasolina. También existe el ciclo Miller: parecido al Atkinson, pero que suele ir acompañado de turbo o compresor para compensar la potencia perdida. Y hay más que son mezclas de ciclos, pero en la práctica, los ciclos que vemos a diario son el Otto, el Diésel, el Atkinson y el Miller.
¿Cómo funciona el ciclo Atkinson?
El motor del ciclo Atkinson fue inventado por el ingeniero británico James Atkinson en 1882. Quería crear algo más eficiente que el ciclo Otto de 1876, pero sin usar su patente. Por eso diseñó un motor peculiar. En lugar de tener los cuatro tiempos con carreras iguales, conseguía que la carrera de compresión fuera más corta y la de expansión más larga. De esta forma, exprimía más energía de la explosión antes de expulsar los gases por el escape.
En la práctica moderna, se logra manteniendo las válvulas de admisión abiertas un poco más tiempo durante la fase de compresión. Así, parte de la mezcla de aire y combustible regresa al colector de admisión. El resultado es que se comprime menos, pero se expande mucho más, lo que permite aprovechar mejor la energía de la combustión, gastar menos gasolina y reducir las emisiones.
Gracias a Toyota
Es curioso que, aunque la lista de modelos que usan el Atkinson es inmensa, esta tecnología no fue viable hasta hace relativamente poco tiempo.
El diseño original de Atkinson era un lío mecánico: en lugar de cigüeñal usaba un sistema varillas y palancas muy complejo que movía el pistón con carreras diferentes. Las bielas además eran muy extrañas. Era carísimo, difícil de fabricar y de equilibrar, por lo que solo se produjeron unos pocos motores como curiosidad histórica y quedó olvidado durante más de un siglo.
Hasta que llegó Toyota. En los años noventa, con el auge de la eficiencia y la preocupación por el medio ambiente, se dieron cuenta de que ese ciclo era perfecto… siempre y cuando lo simplificaran. La solución fue utilizar un sistema de válvulas de tiempo variable (VVT) para cerrar la válvula de admisión un poco más tarde. De esta forma se consigue el efecto Atkinson sin complicaciones mecánicas. El Toyota Prius de 1997 fue el primero en utilizarlo en masa y con gran éxito.
¿Cuanto ahorra con respecto a un Otto?
El motor Atkinson ahorra bastante respecto a un Otto normal, pero depende del contexto. En teoría, gracias a esa expansión más larga, la eficiencia térmica sube un 10 o 15% o más. Por ejemplo, un Otto típico ronda el 28-32% de eficiencia (cuánta energía del combustible se convierte en movimiento), mientras que un Atkinson moderno puede llegar al 37-41% en Toyota. Eso es como un 20-30% extra de rendimiento térmico en el mejor caso. En la práctica, el ahorro de combustible real es más del 20-40% , porque no lo usan solo: en híbridos como el Prius, el motor Atkinson trabaja en su zona óptima (bajas revoluciones, carga constante), y el eléctrico cubre el resto. Comparado con un coche gasolina equivalente, un Prius gasta hasta la mitad o menos.
