Hai notato l'ondata di auto con una grande percorrenza del gas che colpisce il mercato? La Mazda3 con il motore SkyActiv può raggiungere 42 miglia per gallone (17,9 chilometri per litro). La Chevrolet Cruze Eco può raggiungere 40 miglia per gallone (17 chilometri per litro) e anche la Hyundai Elantra. E ottieni questo:anche se queste auto ottengono alcuni dei migliori chilometri percorsi dal settore, non utilizzano la tecnologia ibrida benzina-elettrica, carburanti alternativi o altri trucchi ecologici. Sono alimentati dal vecchio motore a combustione interna. Quindi cosa rende il loro risparmio di carburante così buono? I loro motori sono super efficienti, grazie ai loro ingegneri che giocano con una piccola cosa chiamata rapporto di compressione.
Il motore dell'auto di base funziona trasformando l'energia chimica da un'esplosione controllata della miscela di aria, benzina e una scintilla, in movimento meccanico. Per uno sguardo più dettagliato a questo processo, controlla come funziona il motore di un'auto. Ma la storia di base è che ogni motore di un'auto ha un determinato numero di cilindri che ospitano i pistoni. L'esplosione controllata fa muovere il pistone su e giù, che fa girare l'albero a gomiti del motore (che è la conversione di energia chimica in meccanica), che a sua volta, aziona le ruote.
Il rapporto di compressione è il rapporto tra il volume del cilindro e della camera di combustione quando il pistone è in basso e il volume della camera di combustione quando il pistone è in alto. Gli ingegneri automobilistici possono migliorare l'efficienza del carburante e il risparmio di carburante progettando motori con rapporti di compressione elevati. Più alto è il rapporto, più compressa è l'aria nel cilindro. Quando l'aria viene compressa, si ottiene un'esplosione più potente dalla miscela aria-carburante e viene utilizzata una maggiore quantità di carburante. Pensaci in questo modo:se dovessi essere vicino a un'esplosione, probabilmente sceglieresti di esserne vicino da qualche parte all'esterno, perché la forza dell'esplosione si dissiperebbe e non sembrerebbe così potente. In una piccola stanza, tuttavia, la forza sarebbe contenuta, facendola sentire molto più potente. È la stessa cosa con i rapporti di compressione. Mantenendo l'esplosione in uno spazio più piccolo, è possibile sfruttare più potenza. Aumentando il rapporto di compressione da 8:1 a 9:1, ad esempio, puoi migliorare il risparmio di carburante di circa il 5-6%.
Il tipo di rapporto di compressione che abbiamo appena appreso è il cosiddetto rapporto di compressione statico . Si chiama statico perché si misura solo quando la valvola di aspirazione è chiusa. Esiste un altro tipo di rapporto di compressione che tiene conto dell'apertura e della chiusura della valvola di aspirazione. Ne parleremo nella prossima pagina.
Come abbiamo appreso nella pagina precedente, la compressione statica del motore viene misurata quando la valvola di aspirazione dell'aria di un motore è completamente chiusa. Tuttavia, nelle operazioni reali, ciò non accade quasi mai. Il motore funziona così velocemente che potrebbe essere necessario riaprire la valvola di aspirazione dell'aria prima che il pistone abbia terminato la sua corsa completa su e giù. Quando ciò accade, parte della pressione all'interno del cilindro fuoriesce, il che riduce l'efficienza. In sostanza, c'è più spazio per l'aria, quindi il motore perde parte della potenza della combustione aria-carburante.
I rapporti di compressione dinamica tengono conto del movimento della valvola di aspirazione dell'aria. Gli ingegneri possono mettere a punto un motore per far chiudere prima la valvola di aspirazione dell'aria, il che aiuta a costruire la pressione del cilindro. Il motore può anche essere regolato per chiudere la valvola in un secondo momento, ma ciò fa uscire un po' d'aria e riduce l'efficienza con cui il motore utilizza il carburante.
Calcolo del rapporto di compressione dinamica in realtà è piuttosto difficile. Per farlo, si utilizza la lunghezza della corsa e la lunghezza della biella per determinare la posizione del pistone quando la valvola è completamente chiusa. Poiché questo rapporto si trova quando il pistone è a metà corsa, è sempre inferiore al rapporto di compressione statica. Come la compressione statica, un rapporto di compressione più elevato significa un uso più efficiente del carburante e un migliore risparmio di carburante.
I motori ad alta efficienza odierni di molte delle auto di oggi devono gran parte del loro risparmio di carburante ai loro rapporti di compressione elevati. Ma anche un motore ad alta compressione ha i suoi svantaggi. Per mantenerlo in perfetta forma, è necessario utilizzare gas ad alto numero di ottani, che è più costoso del normale gas senza piombo. Se salti il gas premium, nel tempo, il motore può sviluppare un colpo. Un colpo al motore è quando la combustione aria-carburante non avviene nel momento ottimale della corsa del pistone. L'uso di carburante a basso numero di ottani in un motore ad alta compressione può aumentare la probabilità di battiti del motore, quindi se acquisti un'auto nuova, a basso consumo di carburante e ad alta compressione, assicurati di utilizzare il tipo di gas consigliato nel manuale del proprietario per ottenere il la maggior parte.
Cerchi maggiori informazioni sul rapporto di compressione del motore e sul risparmio di carburante? Basta seguire i link nella pagina successiva.
