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Ciclo Miller - Wikipedia, la enciclopedia libre
Ciclo Miller
El
ciclo Miller es una variación del
ciclo Otto en la que se utiliza un
cilindro más grande de lo habitual, se aumenta la
relación de compresión mediante un compresor mecánico y se cambian los momentos de apertura y cierre de las válvulas de escape. Otra modificación es la utilización de un
intercooler en la admisión. Se trata de un proceso de combustión usado en
motores de cuatro tiempos de
combustión interna. Fue patentado por el ingeniero estadounidense Ralph Miller en 1957.
Este tipo de motor fue usado por primera vez en embarcaciones y en plantas de energía, pero fue adaptado por
Mazda para su motor
KJ-ZEM V6, usado en el sedán
Millenia. Recientemente, Subaru combinó el ciclo Miller en una disposición horizontal de 4 cilindros para un motor híbrido "Turbo Parallel Hybrid", para su automóvil B5-TPH.
Tradicionalmente el motor de ciclo Otto usa cuatro tiempos (cuatro carreras de pistón para completar un ciclo), de los que existen dos con alta
potencia: alto consumo de potencia en la compresión, y alta producción de potencia en la explosión. Gran parte de la pérdida interna de potencia en un motor se debe a la energía requerida para efectuar la compresión de la mezcla de combustible en el tiempo de compresión, por lo que sistemas que puedan reducir este consumo de energía pueden otorgar una mayor eficiencia.
Diferencias con el ciclo Otto
En el ciclo Miller, la válvula de admisión se mantiene más tiempo abierta que en un motor de ciclo Otto. El tiempo de compresión está dividido en dos etapas:
- 1.ª parte: cuando la válvula de admisión continúa abierta mientras el pistón ya está subiendo debido a un retraso al cierre de admisión mayor que en el ciclo Otto convencional.
- 2.ª parte: cuando la válvula de admisión se cierra con aproximadamente un tercio de la carrera ascendente del pistón ya recorrida y se produce la compresión efectiva. Esta compresión dividida crea un llamado quinto tiempo, que es el reflujo de parte de la mezcla del cilindro al colector de admisión.
Esta pérdida de carga de aire podría provocar una pérdida de potencia. Sin embargo, en el ciclo Miller el cilindro es sobrealimentado por una carga de aire proveniente de un compresor volumétrico tipo tornillo o Roots, con el que se empuja aire al colector de admisión. El compresor tradicionalmente se utilizaría para producir empuje a velocidades relativamente bajas del motor; sin embargo, disminuye el par disponible a bajas revoluciones del motor, puesto que le roba potencia mecánica al cigüeñal para ser arrastrado.
Un aspecto clave del ciclo Miller es que el tiempo de compresión comienza solo después de que el pistón ha eliminado su carga "extra" y la válvula de admisión se cierra. La apertura dura aproximadamente el 20 % o 30 % del transcurso inicial del tiempo de compresión. De esta forma, la compresión real sucede aproximadamente en un 70 % a 80 % del tiempo total de compresión, después de la apertura. El pistón consigue los mismos niveles de compresión de un motor de ciclo Otto, pero con menos trabajo, ya que una parte de la compresión total se ha logrado mediante el compresor volumétrico.
