Come funzionano i motori a compressione a gas

Mazda SKYACTIV-X engine ” ” Il motore Mazda SKYACTIV-X è il primo motore a benzina commerciale al mondo ad utilizzare l’accensione a compressione. Mazda

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Nell’estate del 2017, Mazda ha fatto un annuncio: la società automobilistica ha trovato un modo per realizzare motori a benzina ad accensione per compressione per le autovetture. Mazda ha affermato che il suo nuovo motore potrebbe migliorare il risparmio di carburante del 20-30 per cento, che è un risultato considerevole per un motore a benzina.

Prima di fare un tuffo in questa tecnologia, vale la pena di notare che il motore ad accensione per compressione non è un concetto nuovo. Le auto di Formula 1 utilizzano motori ad accensione per compressione, e diverse altre case automobilistiche hanno tentato di sviluppare una versione commercialmente valida per le autovetture. Ma il motore Mazda, soprannominato Skyactiv-X, sarà il primo motore di questo tipo prodotto in serie e disponibile in commercio. Grazie a Jay Chen, un ingegnere della motorizzazione di Mazda, HowStuffWorks è stato in grado di apprendere come è stata realizzata questa svolta. Per prima cosa, però, dobbiamo dare un’occhiata alle funzioni di base di un motore.

Un motore funziona accendendo il carburante in due modi: calore e compressione. I motori ad accensione a scintilla si trovano nella maggior parte delle auto a benzina. In questi tipi di motori, le candele di accensione si incendiano per accendere il carburante nella camera di combustione, mentre la miscela di carburante e aria viene anch’essa compressa. Questa è una versione molto semplificata del processo, naturalmente, solo per illustrare la differenza principale tra i due tipi di motore. I motori ad accensione a scintilla seguono un ciclo e richiedono una tempistica precisa per funzionare, ma sono generalmente affidabili in una varietà di condizioni [fonte: Knight ].

I motori ad accensione a compressione funzionano più come i motori diesel . I motori diesel sono progettati per una compressione molto più elevata (che richiede componenti più pesanti e una costruzione più robusta) e utilizzano candelette come fonte di calore piuttosto che candele di accensione. Le candelette riscaldano la camera di compressione, che a sua volta aumenta la compressione all’interno della camera. Quando il combustibile viene aggiunto alla camera, viene spruzzato sulla punta della candeletta, ma il processo si basa più sulla compressione che sul contatto del combustibile e della candeletta. La mancanza di “scintilla” aiuta i motori diesel a raggiungere valori di EPA più alti rispetto ai motori a benzina con specifiche altrimenti simili [fonte: Stewart ].

Se ci stiamo concentrando sul gas, vi starete chiedendo: che senso ha spiegare come funziona un motore diesel? Semplicemente, per illustrare l’importanza della compressione. Il modo migliore per migliorare il motore a gas è capire come aumentare la compressione, che permette al motore di utilizzare il carburante in modo più efficiente.

Un motore a benzina ad accensione per compressione combina le parti migliori di questi processi. Il motore è programmato per intrappolare l’aria (tipicamente, lo scarico del motore) nel cilindro del motore regolando la fasatura delle valvole di scarico e di aspirazione. Gli iniettori di carburante aggiungono carburante a questo scarico intrappolato, e poiché la miscela intrappolata è sotto una compressione molto alta, la quantità relativamente piccola di carburante è in grado di accendersi.

I motori ad accensione a compressione possono anche essere suddivisi in due diversi tipi [fonte: Lindberg ].

  • Accensione a compressione di carica omogenea (HCCI): Questo motore miscela aria e carburante, e poi comprime la miscela fino a quando non si accende. Il motore Mazda sarà il primo motore di tipo HCCI ad essere prodotto in serie.
  • Accensione a compressione diretta della benzina (GDCI): Questo motore spruzza la benzina in una miscela di aria e gas di scarico che è già stata compressa.

La differenza principale tra questi due motori è il punto del processo in cui il carburante viene aggiunto, ottenuto attraverso le regolazioni dei cicli e dei tempi dei motori. Per il resto, i motori funzionano in modo simile; la compressione è il fattore più importante.

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