¿qué es el ciclo Atkinson y qué lo diferencia del ciclo Miller? Guía completa de estos motores eficientes

El ciclo Atkinson y el ciclo Miller son dos tecnologías diseñadas para mejorar la eficiencia de los motores de gasolina. Aunque comparten un objetivo común —reducir el consumo de combustible y las emisiones—, cada uno lo consigue mediante una estrategia diferente. 

Mientras el ciclo Atkinson prioriza el máximo aprovechamiento de la energía de la combustión y es habitual en los vehículos híbridos, el ciclo Miller combina un funcionamiento similar con la sobrealimentación para ofrecer un mayor equilibrio entre eficiencia y prestaciones.

En esta guía descubrirás qué es el ciclo Atkinson, cómo funciona, en qué se diferencia del ciclo Miller y por qué Renault utiliza ambas soluciones en distintos motores híbridos de su gama.

El motor de ciclo Atkinson es un tipo de motor de combustión interna diseñado para aprovechar mejor la energía generada durante la combustión. Su principal característica es que la fase de expansión es más larga que la de compresión, lo que permite extraer una mayor cantidad de energía antes de expulsar los gases de escape.

Aunque el ingeniero británico James Atkinson patentó este ciclo en 1882, los motores actuales no reproducen exactamente su diseño original. En su lugar, consiguen un efecto similar mediante la gestión electrónica de las válvulas de admisión.

El resultado es una alta eficiencia térmica, es decir, el motor transforma una mayor parte de la energía del combustible en movimiento útil. Por ello, el ciclo Atkinson se ha convertido en una de las soluciones preferidas por los fabricantes para los vehículos híbridos, donde la menor potencia del motor térmico queda compensada por el apoyo del sistema eléctrico.

Si te preguntas cómo funciona el ciclo Atkinson, la clave está en el momento en que se cierra la válvula de admisión. En lugar de hacerlo justo al comenzar la compresión, permanece abierta unas décimas más, permitiendo que parte de la mezcla de aire y combustible regrese al colector.Esta estrategia reduce la compresión efectiva del motor, disminuye las pérdidas energéticas y permite que la expansión aproveche mejor la energía generada durante la combustión.

Como cualquier motor de cuatro tiempos, el ciclo Atkinson desarrolla cuatro fases principales:

1. Carrera de admisión

Durante la carrera de admisión, el pistón desciende y el cilindro se llena con la mezcla de aire y combustible.

2. Fase de compresión retardada

La gran diferencia aparece en la fase de compresión retardada. La válvula de admisión permanece abierta durante parte del ascenso del pistón, permitiendo que una pequeña cantidad de mezcla vuelva al colector de admisión. Esto reduce la compresión efectiva y mejora la eficiencia.

3. Combustión y expansión

Tras el encendido de la mezcla, los gases empujan el pistón hacia abajo. La expansión es relativamente más larga que la compresión, aprovechando mejor la energía liberada.

4. Expansión y escape

Finalmente, los gases quemados abandonan el cilindro durante la fase de expansión y escape, completando el ciclo antes de iniciar uno nuevo.

Imagen generada por IA:

En un diagrama de presión-volumen (P-V), el ciclo Atkinson se caracteriza por una curva de expansión mayor que la de compresión. Esto indica que el motor extrae una mayor cantidad de energía de la combustión antes de expulsar los gases de escape.

En términos prácticos, esta diferencia explica por qué consume menos combustible que un motor de gasolina convencional, aunque también desarrolla una menor potencia específica.

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Aunque suelen mencionarse por separado, el ciclo Atkinson y el ciclo Miller comparten una misma filosofía: aumentar la eficiencia reduciendo la compresión efectiva del motor. Sin embargo, existe una diferencia clave que determina dónde resulta más adecuado utilizar cada uno.

El ciclo Miller fue desarrollado décadas después con el objetivo de mantener las ventajas del ciclo Atkinson, pero recuperando parte de la potencia perdida.

Al igual que el Atkinson, modifica el funcionamiento de las válvulas de admisión para reducir la compresión efectiva y mejorar la eficiencia térmica. Ambos ciclos permiten disminuir el consumo de combustible y las emisiones respecto a un motor de ciclo Otto convencional.

Por ello, los dos se utilizan en motores modernos donde la eficiencia es una prioridad.

La principal diferencia es que el ciclo Miller suele combinarse con un turbocompresor.

En un motor Atkinson, la reducción de la compresión implica que entra menos aire en el cilindro, lo que también reduce la potencia disponible. En un vehículo híbrido esto no supone un problema, ya que el motor eléctrico aporta el par necesario durante las aceleraciones.

2En cambio, el ciclo Miller recupera ese aire mediante la sobrealimentación. El turbocompresor permite mantener un buen nivel de prestaciones sin perder las ventajas en eficiencia, lo que convierte esta tecnología en una opción muy interesante para motores de gasolina turboalimentados.

No existe un ciclo mejor en términos absolutos, sino una tecnología más adecuada para cada aplicación.

El ciclo Atkinson destaca por ofrecer el máximo ahorro de combustible y una elevada eficiencia, especialmente cuando trabaja junto a un sistema híbrido que compensa su menor potencia.

El ciclo Miller, por su parte, proporciona un mejor equilibrio entre consumo y prestaciones gracias al apoyo del turbocompresor, siendo una solución especialmente eficaz en motores turbo modernos y en coches grandes y más pesados tipo SUV, cuya tipología de cliente demanda más prestaciones.

En ambos casos, el objetivo es el mismo: obtener más rendimiento energético con un menor consumo de combustible.

ventajas: ¿por qué es el rey de la eficiencia?

La principal ventaja del ciclo Atkinson es su alta eficiencia térmica, ya que aprovecha mejor la energía generada durante la combustión.

Además, al consumir menos combustible, produce menos emisiones de CO₂ y otros contaminantes, contribuyendo a una conducción más eficiente.

Otro aspecto destacable es su durabilidad. Al trabajar con menores presiones internas y cargas mecánicas, muchos de sus componentes sufren un desgaste inferior al de un motor convencional.

desventajas: ¿por qué necesita ayuda eléctrica?

Su principal inconveniente es la menor potencia específica.

Al reducir la cantidad de mezcla que permanece en el cilindro durante la compresión, el motor desarrolla menos par, especialmente a bajas revoluciones. Por este motivo suele combinarse con uno o varios motores eléctricos que proporcionan una respuesta inmediata.

Si quieres conocer mejor este concepto, puedes consultar nuestro artículo sobre el par motor.

El ciclo Atkinson ha demostrado ser una tecnología muy fiable. Su funcionamiento con menores esfuerzos mecánicos y su integración en sistemas híbridos, donde el motor térmico no trabaja continuamente, favorecen una larga vida útil y reducen el desgaste de numerosos componentes.

Por ello, es una de las arquitecturas más utilizadas actualmente en vehículos híbridos de última generación.

La aplicación en vehículos modernos del ciclo Atkinson está estrechamente ligada a la electrificación.

Al combinar un motor térmico muy eficiente con uno o varios motores eléctricos, los fabricantes consiguen reducir el consumo de combustible sin renunciar a una conducción ágil y confortable.

Si quieres profundizar en esta tecnología, puedes descubrir qué es un coche híbrido, conocer las diferencias entre un coche eléctrico o híbrido o aprender cómo favorecer el ahorro de combustible en un coche híbrido.

Renault emplea tanto los principios del ciclo Atkinson como del ciclo Miller para optimizar la eficiencia de sus motores, adaptando cada tecnología a las características de cada mecánica.

En los sistemas E-Tech full hybrid, el motor de gasolina trabaja siguiendo una estrategia inspirada en el ciclo Atkinson, priorizando el ahorro de combustible y la reducción de emisiones. La menor potencia del motor térmico se compensa mediante el apoyo de los motores eléctricos, que aportan par de forma inmediata cuando es necesario.

Actualmente, esta tecnología está disponible en Renault Clio E-Tech full hybrid, Renault Captur E-Tech full hybrid o Renault Symbioz E-Tech full hybrid, entre otros. 

Por otro lado, algunos motores turboalimentados de Renault, como el 1.2 empleado en el Renault Austral E-Tech full hybrid, Renault Espace E-Tech full hybrid y Renault Rafale hyper hybrid E-Tech, incorporan soluciones propias del ciclo Miller, combinando la gestión de las válvulas con la sobrealimentación para mantener un elevado nivel de prestaciones sin penalizar el consumo.

Gracias a estas tecnologías, Renault ofrece una amplia gama de vehículos capaces de adaptarse a diferentes estilos de conducción, desde modelos híbridos especialmente eficientes para el uso diario hasta motores turbo que combinan respuesta, confort y eficiencia energética.

sobre el autor

Kote Puerto

periodista especializado en motor