Rapporto di compressione variabile del motore a combustione interna. Motori con rapporto di compressione variabile: da Saab a Infiniti. Caratteristiche del sistema di cambio compressione

L'esclusiva tecnologia del rapporto di compressione rappresenta una vera svolta nella progettazione del motore: il VC-Turbo da 2 litri cambia costantemente le caratteristiche, regolando il rapporto di compressione per una potenza ottimale e la massima efficienza del carburante. In termini di trazione, questo motore turbo benzina da 2,0 litri è abbastanza paragonabile ai motori turbodiesel avanzati della stessa cilindrata.

Il motore VC-Turbo cambia costantemente e in modo del tutto impercettibile il rapporto di compressione utilizzando un sistema di leve che alzano o abbassano il punto morto superiore (PMS) dei pistoni, ottenendo così la migliore potenza ed economia.

Un rapporto di compressione elevato in linea di principio rende il motore più efficiente, ma in determinate modalità esiste il rischio di combustione esplosiva (detonazione). D'altra parte, un basso rapporto di compressione evita la detonazione e sviluppa potenza e coppia elevate. Durante la guida, il rapporto di compressione del motore VC-Turbo passa da 8:1 (per le massime prestazioni) a 14:1 (per il minimo consumo di carburante), sottolineando la filosofia INFINITI incentrata sul guidatore.

Il motore VC-Turbo di INFINITI è il primo motore a rapporto di compressione variabile pronto per la produzione al mondo e fa il suo debutto in produzione sulla nuova QX50. Questa esclusiva tecnologia di compressione variabile rappresenta una svolta nel design del motore a combustione: il VC-Turbo da 2,0 litri della QX50 si trasforma continuamente, regolando il rapporto di compressione per ottimizzare la potenza e l'efficienza del carburante. Combina la potenza di un motore a benzina turbocompresso da 2,0 litri con la coppia e l'efficienza di un avanzato motore diesel a quattro cilindri.

La combinazione unica di dinamica ed efficienza rende il VC-Turbo una vera alternativa ai turbodiesel odierni, sfatando l'idea che solo i propulsori ibridi e diesel possano fornire coppia elevata ed economia. VC-Turbo sviluppa 268 CV. (200 kW) a 5600 giri/min e 380 Nm a 4400 giri/min, ovvero la migliore combinazione di potenza e trazione tra i quattro cilindri. Il rapporto peso/potenza del VC-Turbo è superiore a quello di molti motori turbo concorrenti e si avvicina a quello di alcuni V6 a benzina. Il turbocompressore a flusso singolo garantisce una risposta immediata del motore a una maggiore erogazione di carburante.

La nuova INFINITI QX50 con motore VC-Turbo è il veicolo più efficiente della sua categoria con un'efficienza insuperabile. La versione a trazione anteriore consuma solo 8,7 l/100 km nel ciclo di misurazione combinato, ovvero il 35% in più rispetto alla precedente generazione QX50 con motore V6. La versione a trazione integrale del crossover premium con un consumo medio di 9,0 l/100 km è più efficiente del 30% rispetto al modello precedente.

Altri ovvi vantaggi del nuovo design del motore includono dimensioni compatte e peso ridotto. Il monoblocco e la testata sono realizzati in lega leggera di alluminio, mentre i componenti del rapporto di compressione sono realizzati in acciaio ad alto tenore di carbonio. Di conseguenza, rispetto al motore INFINITI VQ da 3,5 litri, il nuovo VC-Turbo pesa 18 kg in meno e occupa anche meno spazio nel vano motore.

Un sistema di leve, un motore elettrico e un esclusivo riduttore d'onda sono responsabili della modifica del rapporto di compressione nel motore VC-Turbo. Il motore elettrico è collegato alla leva di comando tramite un cambio. Il cambio ruota, ruotando l'albero di comando nel blocco cilindri, e questo, a sua volta, cambia la posizione dei bilancieri attraverso i quali i pistoni azionano l'albero motore. L'inclinazione dei bilancieri modifica la posizione del punto morto superiore dei pistoni e con essa il rapporto di compressione. L'albero di comando eccentrico regola il rapporto di compressione contemporaneamente in tutti i cilindri. Di conseguenza, non varia solo il rapporto di compressione, ma anche la cilindrata del motore che va da 1997 cm3 (8:1) a 1970 cm3 (14:1).

Il motore VC-Turbo passa inoltre senza soluzione di continuità tra i cicli di lavoro standard Otto e Atkinson, aumentando ulteriormente la potenza e l'efficienza. Il ciclo Atkinson è stato tradizionalmente utilizzato per migliorare l'efficienza delle centrali elettriche ibride. Durante il funzionamento del motore a combustione interna secondo il ciclo Atkinson, le valvole di aspirazione si sovrappongono, consentendo alla miscela di lavoro nei cilindri di espandersi maggiormente, bruciando con maggiore efficienza. Il motore INFINITI funziona nel ciclo Atkinson ad alti rapporti di compressione, dove, a causa della corsa del pistone più lunga, le valvole di aspirazione rimangono aperte per un breve periodo già nella fase di compressione.

Il motore VC-Turbo di INFINITI è il primo motore al mondo a rapporto di compressione variabile pronto per la produzione e fa il suo debutto in produzione sulla nuova QX50. Questa esclusiva tecnologia di compressione variabile rappresenta una svolta nel design del motore a combustione. Il VC-Turbo da 2,0 litri della QX50 si trasforma continuamente, regolando il rapporto di compressione per ottimizzare la potenza e l'efficienza del carburante. Combina la potenza di un motore a benzina turbocompresso da 2,0 litri con la coppia e l'efficienza di un avanzato motore diesel a quattro cilindri.

Quando il rapporto di compressione del VC-Turbo viene ridotto, il motore torna al funzionamento normale (ciclo Otto), con fasi di scarico, compressione, combustione e scarico chiaramente separate, ottenendo così un'unità di potenza più elevata.

Oltre al rapporto di compressione variabile, il motore VC-Turbo utilizza una serie di altre tecnologie INFINITI avanzate. L'equilibrio ottimale tra efficienza e potenza è fornito dai sistemi di iniezione multiporta (MPI) e iniezione diretta (GDI):

GDI migliora l'efficienza del carburante prevenendo la detonazione del motore a rapporti di compressione elevati
MPI, a sua volta, prepara in anticipo la miscela di carburante, assicurandone la completa combustione nei cilindri a bassi carichi.

A determinate velocità, il motore passa indipendentemente da un sistema di iniezione all'altro e ai massimi carichi possono funzionare contemporaneamente.

Il turbocompressore a flusso singolo aumenta la potenza e l'efficienza del motore offrendo una rapida risposta dell'acceleratore a qualsiasi regime e rapporto di compressione. Grazie al turbocompressore, la potenza è paragonabile a quella di un motore aspirato a sei cilindri. Il compressore volumetrico monoflusso è caratterizzato da compattezza, oltre che da ridotte perdite di energia termica e di pressione dei gas di scarico.

Il collettore di scarico integrato nella testata in alluminio migliora anche l'efficienza del motore e mantiene il motore compatto. Questa soluzione ha consentito agli ingegneri INFINITI di posizionare il convertitore catalitico appena dietro la turbina, accorciando così il percorso dei gas di scarico. Per questo motivo, il convertitore si riscalda più velocemente dopo aver avviato il motore ed entra prima nella modalità operativa.

La tecnologia del rapporto di compressione variabile rappresenta una svolta nello sviluppo dei propulsori. Il QX50, alimentato dal VC-Turbo, è il primo veicolo di produzione in assoluto a offrire ai conducenti un motore che si trasforma su richiesta, stabilendo un nuovo punto di riferimento per capacità e raffinatezza del gruppo propulsore. Questo motore insolitamente fluido offre ai clienti potenza e prestazioni, nonché efficienza ed economia.

La pressione di sovralimentazione è regolata da una valvola a controllo elettronico (wastegate), che controlla con precisione il flusso dei gas di scarico che passano attraverso la turbina. Ciò garantisce elevata potenza ed economia e contribuisce a ridurre le emissioni nocive.

Grazie alla compressione variabile, il motore VC-Turbo perfettamente bilanciato fa a meno degli alberi di equilibratura normalmente richiesti dai motori a quattro cilindri. Il VC-Turbo funziona in modo più fluido rispetto alle tradizionali controparti in linea e i livelli di rumore e vibrazioni sono paragonabili ai V6 tradizionali. Ciò è stato possibile, tra l'altro, grazie alla disposizione con bilancieri aggiuntivi, in cui le bielle sono quasi verticali durante la corsa utile dei pistoni (a differenza del tradizionale manovellismo, dove si muovono da un lato all'altro). Il risultato è un perfetto movimento alternativo che non richiede alberi di equilibratura. Ecco perché, nonostante l'utilizzo di un rapporto di compressione variabile, il motore VC-Turbo è compatto come un tradizionale motore a quattro cilindri da 2 litri.

Di particolare rilievo è il livello di vibrazioni estremamente basso del nuovo motore. Nei test di fabbrica, durante i quali INFINITI ha confrontato le prestazioni del VC-Turbo con i motori a quattro cilindri della concorrenza, il rivoluzionario motore ha mostrato un livello di rumorosità notevolmente inferiore, quasi come un'unità a 6 cilindri.

Questo è il merito del rivestimento "a specchio" delle pareti del cilindro di INFINITI: riduce l'attrito del 44%, consentendo al motore di funzionare in modo più fluido. Il rivestimento viene applicato mediante spruzzatura al plasma, quindi indurito e levigato per creare una superficie ultra liscia.

La nuova INFINITI QX50 con motore VC-Turbo da 2,0 litri è la prima auto al mondo dotata di riduzione attiva delle vibrazioni Active Torque Rod (ATR). La nuova QX50 è l'unica vettura della sua categoria dotata di questa tecnologia. Integrato nel supporto motore superiore, attraverso il quale la maggior parte del rumore e delle vibrazioni viene solitamente trasmesso alla carrozzeria, l'ATR è dotato di un sensore di accelerazione che rileva le vibrazioni. Il sistema genera vibrazioni alternative antifase, consentendo all'unità a quattro cilindri di rimanere silenziosa e fluida come i motori V6 e riduce il rumore del motore di 9 dB rispetto al precedente QX50. Di conseguenza, il VC-Turbo è uno dei motori più silenziosi ed equilibrati nel segmento dei SUV premium.

INFINITI ha installato i primi supporti attivi al mondo su un motore diesel nel 1998, confermando l'innovatività del marchio nel campo dei propulsori. Gli ingegneri INFINITI hanno sviluppato il sistema ATR dal 2009 al 2017, prestando particolare attenzione alla riduzione delle dimensioni e del peso: sui primi prototipi, le dimensioni del motore a vibrazione erano considerate il problema principale. Tuttavia, lo sviluppo di attuatori alternativi più compatti ha consentito all'ATR di inserirsi in un pacchetto più piccolo pur mantenendo la piena capacità di smorzamento delle vibrazioni del sistema.

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Per più di un secolo di vita, il motore a combustione interna (ICE) è cambiato così tanto che dall'antenato rimane solo il principio di funzionamento. Quasi tutte le fasi di modernizzazione miravano ad aumentare il coefficiente di prestazione (COP) del motore. L'indicatore di efficienza può essere definito universale. Molte caratteristiche sono nascoste in esso: consumo di carburante, potenza, coppia, composizione dei gas di scarico, ecc. L'uso diffuso di nuove idee tecniche - iniezione di carburante, accensione elettronica e sistemi di gestione del motore, 4, 5 e persino 6 valvole per cilindro - ha svolto un ruolo positivo nell'aumentare l'efficienza dei motori.

Tuttavia, come ha dimostrato il Salone di Ginevra, il processo di ammodernamento dei motori a combustione interna è ancora lontano dall'essere completato. In questo famoso salone automobilistico internazionale, SAAB ha presentato il risultato di 15 anni di lavoro - un prototipo di un nuovo motore con un rapporto di compressione variabile - SAAB Variable Compression (SVC), che è diventato una sensazione nel mondo dei motori.

La tecnologia SVC e una serie di altre soluzioni tecniche avanzate e non tradizionali dal punto di vista dei concetti esistenti di motori a combustione interna hanno permesso di fornire alla novità caratteristiche fantastiche. Quindi, un motore a cinque cilindri con un volume di soli 1,6 litri, progettato per auto di serie convenzionali, sviluppa un'incredibile potenza di 225 CV. e una coppia di 305 Nm. Altre caratteristiche, particolarmente importanti oggi, si sono rivelate eccellenti: il consumo di carburante a carichi medi è stato ridotto fino al 30%, le emissioni di CO2 sono state ridotte della stessa quantità. Per quanto riguarda CO, CH e NOx, ecc., essi, secondo i creatori, sono conformi a tutti gli standard di tossicità esistenti e previsti per il prossimo futuro. Inoltre, il rapporto di compressione variabile conferisce al motore SVC la capacità di funzionare con una varietà di gradi di benzina, da A-76 a AI-98, praticamente senza degrado delle prestazioni ed escludendo la comparsa di detonazione.

Naturalmente, un merito significativo di tali caratteristiche è nella tecnologia SVC, ad es. la possibilità di modificare il rapporto di compressione. Ma prima di conoscere il dispositivo del meccanismo, che ha permesso di modificare questo valore, ricordiamo alcune verità dalla teoria del design del motore a combustione interna.

Rapporto di compressione

Il rapporto di compressione è il rapporto tra la somma dei volumi del cilindro e della camera di combustione e il volume della camera di combustione. Con un aumento del grado di compressione, la pressione e la temperatura aumentano nella camera di combustione, il che crea condizioni più favorevoli per l'accensione e la combustione della miscela combustibile e aumenta l'efficienza dell'uso dell'energia del carburante, ad es. efficienza. Maggiore è il rapporto di compressione, maggiore è l'efficienza.

Non ci sono problemi con la creazione di motori a benzina con un alto rapporto di compressione e non ci sono mai stati. E non farli per il seguente motivo. Durante la fase di compressione di tali motori, la pressione nei cilindri sale a valori molto elevati. Ciò, ovviamente, provoca un aumento della temperatura nella camera di combustione e crea condizioni favorevoli per la comparsa della detonazione. E la detonazione, come sappiamo (vedi p. 26), è un fenomeno pericoloso. In tutti i motori realizzati fino a quel momento, il rapporto di compressione era costante ed era determinato in base alle condizioni di pressione e temperatura nella camera di combustione al massimo carico, quando il consumo di carburante e aria è massimo. Il motore non funziona sempre in questa modalità, si potrebbe dire, anche molto raramente. In autostrada o in città, quando la velocità è pressoché costante, il motore funziona a carichi bassi o medi. In una situazione del genere, per un uso più efficiente dell'energia del carburante, sarebbe bello avere un rapporto di compressione più elevato. Questo problema è stato risolto dagli ingegneri SAAB, i creatori della tecnologia SVC.

Tecnologia SVC

Innanzitutto va notato che nel nuovo motore, al posto della tradizionale testata monoblocco e canne cilindro, che venivano fuse direttamente nel monoblocco o stampate, è presente una monotesta che unisce testata monoblocco e canne cilindro. Per modificare il grado di compressione, o meglio, il volume della camera di combustione, la monotesta è resa mobile. Da un lato è montato su un albero che svolge la funzione di supporto e dall'altro è sostenuto e azionato da un manovellismo separato. Il raggio della manovella fornisce uno spostamento della testa rispetto all'asse verticale di 40. Questo è abbastanza per cambiare il volume della camera per ottenere un rapporto di compressione da 8:1 a 14:1.

Il rapporto di compressione richiesto è determinato dal sistema di gestione elettronica del motore SAAB Trionic, che monitora il carico, la velocità, la qualità del carburante e, in base a ciò, controlla la trasmissione idraulica della manovella. Quindi, al massimo carico, il rapporto di compressione è impostato su 8:1 e al minimo su 14:1. La combinazione delle canne dei cilindri con la loro testa, tra le altre cose, ha permesso agli ingegneri SAAB di conferire ai canali della camicia di raffreddamento una forma più perfetta, il che ha aumentato l'efficienza del processo di rimozione del calore dalle pareti della camera di combustione e dalle canne dei cilindri.

La mobilità delle canne dei cilindri e delle loro teste ha richiesto modifiche al design del blocco motore. Il piano di giunzione del blocco e della testata si è abbassato di cm 20. Per quanto riguarda la tenuta del giunto, è fornita da una guarnizione ondulata in gomma, protetta da danneggiamenti da un involucro metallico dall'alto.

Mal, sì audace

Per molti, può diventare incomprensibile come più di duecento "cavalli" siano stati "caricati" in un motore con un volume così piccolo - dopotutto, tale potenza può influire negativamente sulla sua risorsa. Durante la creazione del motore SVC, gli ingegneri sono stati guidati da compiti completamente diversi. Portare la risorsa motoria agli standard richiesti è compito dei tecnologi. Per quanto riguarda il piccolo volume del motore, è fatto in piena conformità con la teoria dei motori a combustione interna. In base alle sue leggi, la modalità di funzionamento del motore più favorevole in termini di aumento dell'efficienza è a carico elevato (ad alte velocità), quando l'acceleratore è completamente aperto. In questo caso, massimizza l'energia del carburante. E poiché i motori di cilindrata inferiore funzionano principalmente ai massimi carichi, anche la loro efficienza è maggiore.

Il segreto della superiorità dei piccoli motori in termini di efficienza è dovuto all'assenza delle cosiddette perdite di pompaggio. Si verificano a bassi carichi, quando il motore gira a bassa velocità e l'acceleratore è solo leggermente socchiuso. In questo caso, durante la corsa di aspirazione, si crea un grande vuoto nei cilindri, un vuoto che resiste al movimento verso il basso del pistone e, di conseguenza, riduce l'efficienza. Con una valvola a farfalla completamente aperta, non ci sono tali perdite, poiché l'aria entra nei cilindri quasi senza ostacoli.

Per evitare perdite di pompaggio del 100%, nel nuovo motore, gli ingegneri SAAB hanno utilizzato anche la "sovralimentazione" di aria ad alta pressione - 2,8 atm., Utilizzando un compressore meccanico - compressore. Il compressore è stato preferito per diversi motivi: in primo luogo, nessun turbocompressore è in grado di generare tale pressione di sovralimentazione; in secondo luogo, la reazione del compressore a una variazione di carico è quasi istantanea, vale a dire non vi è alcuna caratteristica di decelerazione del turbocompressore. Il riempimento dei cilindri con una nuova carica nel motore SAAB è stato migliorato sia con l'aiuto del popolare moderno meccanismo di distribuzione del gas di oggi, in cui sono presenti quattro valvole per cilindro, sia attraverso l'uso di un intercooler (Intercooler).

Il prototipo del motore SVC, secondo la società tedesca di sviluppo motori FEV Motorentechnie di Aquisgrana, è abbastanza funzionale. Ma nonostante la valutazione positiva, verrà lanciato nella produzione di massa dopo qualche tempo, dopo essere stato perfezionato e messo a punto in base alle esigenze dei clienti.

Come può sembrare a prima vista, il moderno motore a combustione interna ha raggiunto la fase più alta della sua evoluzione. Al momento, vari sono prodotti in serie e, a quanto pare, si è concretizzata un'ulteriore opportunità.

L'elenco degli sviluppi più significativi degli ultimi anni comprende: l'introduzione di sistemi di iniezione ad alta precisione controllati da un'elettronica sofisticata, l'ottenimento di una potenza elevata senza aumentare il volume di lavoro grazie ai sistemi di sovralimentazione, l'aumento, l'utilizzo, ecc.

Il risultato è stato un notevole miglioramento delle prestazioni, nonché una diminuzione del livello di tossicità dei gas di scarico. Tuttavia, non è tutto. Progettisti e ingegneri di tutto il mondo continuano non solo a lavorare attivamente per migliorare le soluzioni esistenti, ma cercano anche di creare un design completamente nuovo.

Basti ricordare i tentativi di costruire, eliminare nel dispositivo o modificare dinamicamente il rapporto di compressione del motore. Notiamo subito che sebbene alcuni progetti siano ancora in fase di sviluppo, altri sono già diventati realtà. Ad esempio, motori con un rapporto di compressione variabile. Diamo un'occhiata alle caratteristiche, ai vantaggi e agli svantaggi di tali motori a combustione interna.

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Modifica del rapporto di compressione: perché è necessario

Molti conducenti esperti hanno familiarità con concetti come il numero di ottano per i motori a benzina, così come per i motori diesel. Per i lettori meno esperti ricordiamo che il rapporto di compressione è il rapporto tra il volume sopra il pistone, che si abbassa al PMS (punto morto inferiore) e il volume quando il pistone sale al PMS (punto morto superiore).

Le unità a benzina hanno, in media, un indicatore di 8-14, motori diesel 18-23. Il rapporto di compressione è un valore fisso ed è incorporato strutturalmente durante lo sviluppo di un motore. Inoltre, i requisiti per l'uso del numero di ottano della benzina in un particolare motore dipenderanno anche dal grado di compressione. Allo stesso tempo, viene preso in considerazione sia sovralimentato che sovralimentato.

Se parliamo del rapporto di compressione stesso, infatti, questo è un indicatore che determina quanto la miscela aria-carburante verrà compressa nei cilindri del motore. In poche parole, una miscela ben compressa si accende meglio e brucia più completamente. Si scopre che l'aumento del rapporto di compressione consente di ottenere la crescita del motore, migliorare le prestazioni del motore, ridurre il consumo di carburante, ecc.

Tuttavia, ci sono sfumature. Prima di tutto questo. Ancora una volta, se non si entra nei dettagli, normalmente la carica di carburante e aria nei cilindri dovrebbe semplicemente bruciare e non esplodere. Inoltre, l'accensione della miscela deve iniziare e terminare in momenti rigorosamente specificati.

In questo caso il carburante ha la cosiddetta "resistenza al colpo", cioè la capacità di resistere alla detonazione. Se, tuttavia, il rapporto di compressione viene notevolmente aumentato, il carburante può iniziare a esplodere nel motore in determinate condizioni operative del motore a combustione interna.

Il risultato è un processo di combustione esplosivo incontrollato nei cilindri, la rapida distruzione di parti del motore da parte di un'onda d'urto, un aumento significativo della temperatura nella camera di combustione, ecc. Come si vede, è impossibile rendere costante un elevato rapporto di compressione proprio per questi motivi. In questo caso, l'unica via d'uscita in questa situazione è la possibilità di modificare in modo flessibile questo indicatore in relazione alle diverse modalità di funzionamento del motore.

Un motore così "funzionante" è stato recentemente proposto dagli ingegneri del marchio premium Infiniti (una divisione d'élite di Nissan). Inoltre, altre case automobilistiche (SAAB, Peugeot, Volkswagen, ecc.) sono state e rimangono coinvolte in sviluppi simili. Quindi diamo un'occhiata a un motore a compressione variabile.

Rapporto di compressione motore variabile: come funziona

Innanzitutto, la possibilità disponibile di modificare il rapporto di compressione consente un aumento significativo delle prestazioni dei motori turbo riducendo al contempo il consumo di carburante. In poche parole, a seconda della modalità operativa e dei carichi sul motore a combustione interna, la carica di carburante viene compressa e bruciata nelle condizioni più ottimali.

Quando i carichi sull'unità di potenza sono minimi, ai cilindri viene fornita una miscela economica "povera" (molta aria e poco carburante). Un alto rapporto di compressione è adatto per una tale miscela. Se il carico sul motore aumenta (viene fornita una miscela "ricca", in cui c'è più benzina), aumenta naturalmente il rischio di detonazione. Di conseguenza, per evitare che ciò accada, il rapporto di compressione viene ridotto dinamicamente.

Nei motori in cui il rapporto di compressione è costante, un cambio è una sorta di protezione contro la detonazione. Questo angolo si sposta "indietro". Naturalmente, un tale spostamento dell'angolo porta al fatto che, sebbene non vi sia alcuna detonazione, anche la potenza viene persa. Per quanto riguarda il motore con rapporto di compressione variabile, non è necessario spostare l'UOS, ovvero non vi è alcuna perdita di potenza.

Per quanto riguarda l'attuazione dello schema stesso, infatti, il compito si riduce al fatto che vi è una diminuzione fisica della cilindrata del motore, tuttavia vengono preservate tutte le caratteristiche (potenza, coppia, ecc.).

Notiamo subito che diverse aziende hanno lavorato a tale soluzione. Di conseguenza, sono comparsi vari metodi per controllare il rapporto di compressione, ad esempio volume variabile della camera di combustione, bielle con possibilità di sollevamento dei pistoni, ecc.

Uno dei primi sviluppi fu l'introduzione di un pistone aggiuntivo nella camera di combustione. Il pistone specificato aveva la capacità di muoversi, cambiando il volume. Lo svantaggio dell'intero progetto era la necessità di installare parti aggiuntive. Inoltre, sono apparsi immediatamente cambiamenti nella forma della camera di combustione, il carburante è bruciato in modo irregolare e incompleto.

Per questi motivi, questo progetto non è mai stato completato. La stessa sorte toccò allo sviluppo, che aveva pistoni con la possibilità di modificarne l'altezza. Questi pistoni di tipo diviso si sono rivelati pesanti e sono state aggiunte difficoltà relative all'implementazione del controllo dell'altezza di sollevamento del coperchio del pistone, ecc.

Ulteriori sviluppi non hanno più interessato i pistoni e la camera di combustione, è stata prestata la massima attenzione al problema del sollevamento dell'albero motore. In altre parole, il compito era implementare il controllo dell'altezza di sollevamento dell'albero motore.

Lo schema del dispositivo è tale che i perni dei cuscinetti dell'albero si trovano in speciali giunti di tipo eccentrico. Queste frizioni sono azionate da ingranaggi collegati a un motore elettrico.

La rotazione degli eccentrici consente di alzare o abbassare, il che porta a una variazione dell'altezza dei pistoni rispetto a. Di conseguenza, il volume della camera di combustione aumenta o diminuisce, mentre cambia anche il rapporto di compressione.

Si noti che diversi prototipi sono stati costruiti sulla base di un'unità turbo da 1,8 litri della Volkswagen, il rapporto di compressione variava da 8 a 16. Il motore è stato testato a lungo, ma l'unità non è mai diventata un'unità seriale.

Un altro tentativo di trovare una soluzione è stato un motore in cui il rapporto di compressione è stato modificato sollevando l'intero blocco cilindri. Lo sviluppo appartiene al marchio Saab e l'unità stessa quasi non è nemmeno entrata nella serie. Il motore è noto come SVC, 1,6 litri, 5 cilindri, unità turbocompressa.

La potenza era di circa 220 litri. con., una coppia di poco superiore a 300 Nm. È interessante notare che il consumo di carburante in modalità di carico medio è diminuito di quasi un terzo. Per quanto riguarda il carburante stesso, è diventato possibile riempire sia l'AI-76 che il 98esimo.

Gli ingegneri Saab hanno diviso il blocco cilindri in due parti condizionali. La parte superiore conteneva le teste dei cilindri e le canne, mentre la parte inferiore conteneva l'albero motore. Una sorta di collegamento di queste parti del blocco, da un lato, era una cerniera mobile e, dall'altro, uno speciale meccanismo dotato di azionamento elettrico.

Quindi è stato possibile sollevare leggermente la parte superiore di una certa angolazione. Tale angolo di elevazione era solo di pochi gradi, mentre il rapporto di compressione variava da 8 a 14. Allo stesso tempo, un involucro di gomma avrebbe dovuto sigillare il "giunto".

In pratica, le parti stesse per il sollevamento della parte superiore del blocco, nonché la stessa copertura protettiva, si sono rivelate elementi molto deboli. Forse questo è ciò che ha impedito al motore di entrare nella serie e il progetto è stato ulteriormente chiuso.

Un altro sviluppo è stato ulteriormente proposto da ingegneri francesi. Il motore turbo con un volume di lavoro di 1,5 litri è stato in grado di modificare il rapporto di compressione da 7 a 18 e ha prodotto circa 225 CV. La caratteristica di coppia è fissata a circa 420 Nm.

Strutturalmente, l'unità è complessa, con un divisorio. Nella zona in cui la biella è fissata all'albero motore, la parte è stata dotata di uno speciale bilanciere a cremagliera. Alla giunzione della biella con il pistone è stata introdotta anche una barra a ingranaggi.

Dall'altro lato, al bilanciere era attaccata una guida del pistone, che implementava il controllo. Il sistema era azionato dal sistema di lubrificazione, il fluido di lavoro passava attraverso un complesso sistema di canali, valvole e c'era anche un azionamento elettrico aggiuntivo.

In poche parole, il movimento del pistone di comando ha avuto effetto sul bilanciere. Di conseguenza, è cambiata anche l'altezza di sollevamento del pistone principale nel cilindro. Si noti che anche il motore non è diventato seriale e il progetto è stato bloccato.

Il tentativo successivo di creare un motore con un rapporto di compressione variabile è stata la soluzione degli ingegneri Infiniti, ovvero il motore VCT (Variable Compression Turbocharged). In questo motore è diventato possibile modificare il rapporto di compressione da 8 a 14. Una caratteristica del design è un meccanismo di traslazione unico.

Si basa sul collegamento della biella con il collo inferiore, che è mobile. Viene utilizzato anche un sistema di leve, che sono azionate da un motore elettrico.

Il controller controlla il processo inviando segnali al motore elettrico. Il motore elettrico, dopo aver ricevuto un comando dalla centralina, sposta lo stelo, e il sistema di leve attua un cambio di posizione, che permette di variare l'altezza del pistone.

Di conseguenza, l'unità Infiniti VCT con una cilindrata di 2,0 litri con una potenza di circa 265 CV. ha permesso di risparmiare quasi il 30% di carburante rispetto ad analoghi motori a combustione interna, che allo stesso tempo hanno un rapporto di compressione costante.

Se il produttore riesce a risolvere efficacemente i problemi attuali (complessità del progetto, aumento delle vibrazioni, affidabilità, costo finale elevato della produzione unitaria, ecc.), Le dichiarazioni ottimistiche dei rappresentanti dell'azienda potrebbero diventare realtà e il motore stesso ha tutte le possibilità di diventare seriale già nel 2018-2019.

Riassumendo

Sulla base delle informazioni di cui sopra, è chiaro che i motori a compressione variabile possono fornire una significativa riduzione del consumo di carburante nei motori a benzina turbocompressi.

Sullo sfondo della crisi globale del carburante, nonché del costante inasprimento degli standard ambientali, questi motori consentono non solo di bruciare il carburante in modo efficiente, ma anche di non limitare la potenza del motore.

In altre parole, un tale motore a combustione interna è perfettamente in grado di offrire tutti i vantaggi di un potente motore turbo a benzina ad alta velocità. Allo stesso tempo, in termini di consumo di carburante, un'unità del genere può avvicinarsi alle controparti turbodiesel, oggi popolari, principalmente per il loro.