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Un motore che consuma carburante
Un progetto di ricerca nel Regno Unito ha sviluppato un motore a benzina che, a suo dire, può ridurre il consumo di carburante del 15% senza perdere potenza.
Combustione di prova : Un motore di prova di Lotus Engineering utilizzato per sviluppare un nuovo design efficiente del motore.
La chiave del nuovo design è il modo in cui il carburante e l'aria vengono introdotti separatamente nei cilindri del motore. Sperimentando diversi regimi per l'iniezione diretta di carburante variando l'apertura e la chiusura delle valvole di ingresso dell'aria, i ricercatori affermano di aver raggiunto un importante passo avanti in termini di prestazioni e sviluppato un motore di concept-car che sta suscitando l'interesse delle grandi case automobilistiche.
L'obiettivo del progetto, una collaborazione tra due aziende leader nello sviluppo di motori per auto, Lotus Engineering e Continental Powertrain , e due università, Loughborough e University College London , è quello di ridurre le perdite causate dall'acceleratore del motore. Nei motori convenzionali, la farfalla viene mantenuta parzialmente chiusa tranne durante la piena accelerazione, ostruendo il flusso d'aria e riducendo la pressione e la densità dell'aria che entra nel cilindro. Questo costringe il motore a lavorare di più per tirare l'aria nel cilindro. Quell'energia sprecata può essere risparmiata controllando la massa d'aria che entra nel cilindro non con l'acceleratore, ma variando la fasatura delle aperture delle valvole su ciascun cilindro. Ciò consente anche di rendere i motori più piccoli ed efficienti.
Tali regolazioni non sono possibili con i motori a valvole variabili convenzionali, che utilizzano controlli meccanici che ne limitano il funzionamento. Ma Lotus Engineering ha sviluppato un sistema idraulico che, a suo dire, consente il controllo completo della fasatura, della durata e dell'alzata delle valvole. I ricercatori hanno concluso che la migliore configurazione di valvole era quattro per ogni cilindro, due per l'aspirazione dell'aria e due per lo scarico. Secondo l'ingegnere principale dell'azienda, Graham Pitcher, l'uscita del motore potrebbe essere controllata chiudendo una valvola di aspirazione e aprendo leggermente l'altra.
Un'altra importante differenza rispetto ai modelli precedenti è che l'iniettore di carburante è posizionato centralmente nella testa del cilindro, piuttosto che lateralmente. Ciò consente al carburante e all'aria di miscelarsi meglio, anche se significa che l'iniettore si trova nella parte più calda del motore e quindi richiede un flusso d'acqua migliore per mantenerlo fresco. Un ulteriore vantaggio di una migliore combustione è una minore quantità di carburante incombusto nello scarico, con conseguente riduzione delle emissioni di idrocarburi.
Lotus Engineering e Continental Powertrain hanno già adottato la tecnologia in una concept car a basse emissioni di carbonio. Un motore a tre cilindri da 1,5 litri basato sul concetto di combustione è stato montato su Opel Astra e ha dimostrato di ridurre le emissioni di anidride carbonica del 15% rispetto al motore standard a quattro cilindri di Astra da 1,8 litri. Allo stesso tempo, la concept car produce un aumento del 36 percento della coppia e un aumento del 14 percento della potenza.
Secondo Geraint Castleton-White, leader del gruppo propulsore presso Lotus Engineering, il risultato è un'auto che emette 140 grammi o meno di anidride carbonica per chilometro. Nel 2007, le auto vendute in Europa hanno una media di 158 grammi di anidride carbonica per chilometro; La legislazione proposta al Parlamento europeo richiederebbe alle auto di soddisfare gli standard di 130 grammi per chilometro entro il 2012.
Abbiamo riscontrato un enorme interesse da parte dei produttori di tutto il mondo e il concetto sarà in produzione in futuro, afferma Castleton.
Il prototipo del motore è più conveniente rispetto ad altri motori a iniezione diretta ea combustione magra, perché evita la necessità di apparecchiature costose per intrappolare gli ossidi di azoto, afferma.
John Heywood, professore di ingegneria meccanica al MIT, non è sorpreso dai miglioramenti. C'è stato un miglioramento quasi lineare nelle prestazioni dei motori a combustione interna negli ultimi due decenni circa, sottolinea. Dobbiamo perseguire tutte le possibilità che sembrano promettenti. Ma suggerisce che ci sono altri potenziali modi per aumentare l'efficienza del motore, come ridurre l'attrito, che potrebbe finire per essere più conveniente. Ci sono domande sull'attrattiva del mercato a lungo termine della tecnologia delle valvole variabili, dice.