Qual è la connessione tra rapporto di compressione e risparmio di carburante?

Alcuni motori sono super-efficienti, grazie ai loro ingegneri che giocano con una piccola cosa chiamata rapporto di compressione. Vedi le immagini dei motori delle auto . Duangkamon Khattiya/Photographer’s Choice/Getty Images

Avete notato l’ondata di auto con un grande chilometraggio a benzina che ha colpito il mercato? La Mazda3 con il motore SkyActiv può fare 42 miglia per gallone (17,9 chilometri per litro). La Chevrolet Cruze Eco può fare 40 miglia per gallone (17 chilometri per litro), e anche la Hyundai Elantra. E sentite questa: Anche se queste auto ottengono alcuni dei migliori chilometraggi di gas del settore, non utilizzano la tecnologia ibrida benzina-elettrica, carburanti alternativi o altri trucchi ecologici. Sono alimentate 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 della vostra auto di base funziona trasformando l’energia chimica di un’esplosione controllata della miscela di aria, benzina e scintilla in un movimento meccanico. Per un’analisi più dettagliata di questo processo, date un’occhiata a come funziona un motore per auto. Ma, la storia di base è che ogni motore di un’auto ha un certo numero di cilindri che ospitano i pistoni. L’esplosione controllata fa muovere il pistone su e giù, che fa girare l’albero motore (che è la conversione dell’energia chimica in energia meccanica), che a sua volta alimenta le ruote.

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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 e il risparmio di carburante progettando motori con alti rapporti di compressione. Più alto è il rapporto, più l’aria nel cilindro è compressa. Quando l’aria è compressa, si ottiene un’esplosione più potente dalla miscela aria-combustibile, e più carburante viene utilizzato. Pensatela in questo modo: Se dovessi essere vicino ad un’esplosione, probabilmente sceglieresti di stare vicino ad una di queste da qualche parte all’esterno, perché la forza dell’esplosione si disperderebbe, e non sembrerebbe così potente. In una piccola stanza, invece, la forza sarebbe contenuta, facendola sembrare molto più potente. È la stessa cosa con i rapporti di compressione. Mantenendo l’esplosione in uno spazio più piccolo, si può sfruttare maggiormente la sua potenza. Aumentando il rapporto di compressione da 8:1 a 9:1, ad esempio, si può migliorare il risparmio di carburante di circa il 5-6 per cento.

Il tipo di rapporto di compressione che abbiamo appena appreso è quello che è noto come rapporto di compressione statico . Si chiama statico perché viene misurato solo quando la valvola di aspirazione è chiusa. C’è un altro tipo di rapporto di compressione che tiene conto dell’apertura e della chiusura della valvola di aspirazione. Ne parleremo nella prossima pagina.

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