Debido a que o tema é complexo, primeiro expliquemos brevemente o concepto de relación de compresión para entender por que o motor de compresión variable VC-T de Nissan é tan extraordinario? Así que vou tentar simplificar, a risco de cometer algunha inexactitud; se iso ocorre, sempre podes pasar polo noso Facebook e deixarnos un comentario.
Valorar que?
A relación de compresión é a cantidade de veces que se comprime un determinado volume dentro do cilindro. Exemplo práctico: un motor de catro cilindros de 1,0 litros cunha relación 10:1 ten cilindros de 250 cm³ que, no seu punto morto superior, comprimen a mestura ata un volume de só 25 cm³, é dicir, a un décimo do seu volume ( 10:1). A versión complexa da explicación da relación de compresión pódese ver aquí.E por que é isto tan importante?
Porque canto maior sexa a relación de compresión do motor, maior será a súa eficiencia. Canto maior sexa a compresión do motor, máis rápida será a expansión dos gases resultantes da explosión e, en consecuencia, máis rápido será o descenso do pistón e da biela e, polo tanto, máis rápido será o desprazamento do cigüeñal; rodas. É por iso que os coches deportivos teñen relacións de compresión máis altas; por exemplo, o motor V10 do Audi R8 comprime 12,7 veces o seu volume.
Entón, por que non todos os coches teñen altas relacións de compresión?
Por dous motivos: o primeiro é que a mestura detona previamente e o segundo é que é caro facer un motor cunha alta relación de compresión. Pero imos primeiro ao primeiro motivo. A medida que aumenta a relación de compresión, tamén aumenta a temperatura da mestura de aire-combustible dentro da cámara de combustión e este aumento da temperatura pode provocar a ignición antes de que o pistón chegue ao punto morto superior. O nome deste fenómeno é pre-detonación e é por este efecto que as marcas de automóbiles vense obrigadas a producir motores con relacións de compresión conservadoras, con mapas de ignición e inxección deseñados para protexer o motor deste fenómeno a costa da máxima eficiencia.Por outra banda, producir motores con altas relacións de compresión tamén é caro (para as marcas e, polo tanto, para os clientes...). Porque para evitar a predetonación en motores con altas relacións de compresión, as marcas teñen que recorrer a materiais máis nobres e resistentes que disipen a calor xerada no motor dun xeito máis eficiente.
Nissan atopa (¡por fin!) a solución
Durante os últimos 25 anos varias marcas tentaron superar sen éxito as limitacións dos motores a este nivel. Saab foi unha das marcas que máis se achegou, presentando mesmo un motor revolucionario que, grazas ao movemento lateral da cabeza do motor, conseguía aumentar ou diminuír a cilindrada da cámara de combustión. e, polo tanto, a relación de compresión. Problema? O sistema tiña fallas de fiabilidade e nunca chegou á produción. Felizmente…
A primeira marca en atopar unha solución foi, como dixemos, Nissan. Unha marca que presentará en setembro no Salón do Automóbil de París o primeiro motor de compresión variable do mundo. Trátase dun motor 2.0 Turbo de 274 CV e 390 Nm de par máximo. Este motor inicialmente só se lanzará nos Estados Unidos, substituíndo ao motor 3.5 V6 que equipa actualmente os modelos Infiniti (división de modelos premium de Nissan).
Como conseguiu Nissan?
Era bruxería. Estou de broma... era pura enxeñería. Nos motores convencionais as bielas (ese brazo que "agarra" o pistón) están unidas directamente ao cigüeñal, no motor VC-T de Nissan isto non ocorre. Como podes ver na seguinte imaxe:
Neste revolucionario motor Nissan reduciuse a lonxitude da biela principal e conectouse a unha panca intermedia pivotada ao cigüeñal e conectada a unha segunda biela móbil oposta á biela que varía a extensión do movemento do pistón. Cando a unidade de control do motor determina que é necesario aumentar ou reducir a relación de compresión, o actuador cambia o ángulo da panca intermedia, subindo ou baixando a biela e, polo tanto, variando a compresión entre 8:1 e 14:1. Así, o motor Nissan consegue combinar o mellor de ambos os mundos: máxima eficiencia a baixas revolucións e máis potencia a altas revolucións, evitando o efecto de pre-detonación.
Esta variación na relación de compresión do motor só é posible de forma eficiente e en calquera rango de revolucións, grazas a unha infinidade de sensores repartidos por todo o motor. Estes envían centos de miles de información por segundo á ECU en tempo real (temperatura do aire, cámara de combustión, admisión, turbo, cantidade de osíxeno na mestura, etc.), permitindo que a relación de compresión se modifique en consecuencia. do vehículo. Este motor tamén está equipado cun sistema de sincronización de válvulas variable para simular o ciclo Atkinson, no que as válvulas de admisión permanecen abertas máis tempo para permitir que o aire escape a través delas, reducindo así a resistencia aerodinámica do motor na fase de compresión.
Aqueles que anuncien repetidamente o fin do motor de combustión interna deben volver para "gardar a guitarra na bolsa" . Os "vellos" motores de combustión interna xa teñen máis de 120 anos e parecen estar aquí para quedarse. Queda por ver se esta solución será fiable.
Un pouco máis de historia?
Os primeiros estudos sobre os efectos da relación de compresión na eficiencia do ciclo de traballo dos motores de combustión interna remóntanse a 1920, cando o enxeñeiro británico Harry Ricardo dirixiu o Departamento de Desenvolvemento Aeronáutico da Royal Air Force (RAF). Unha das súas misións máis importantes foi buscar unha solución para o alto consumo de combustible dos avións da RAF e, en consecuencia, para o seu curto alcance de voo. Para estudar as causas e solucións deste problema, Harry Ricardo desenvolveu un motor experimental con compresión variable onde comprobou (entre outras cousas) que algúns combustibles eran máis resistentes á detonación. Este estudo culminou coa creación do primeiro sistema de clasificación de octanos de combustible.
Foi grazas a estes estudos que, por primeira vez, se concluíu que as relacións de compresión máis altas son máis eficientes e requiren menos combustible para producir a mesma enerxía mecánica. Foi a partir deste momento cando os xigantescos motores de 25 litros de cilindrada –que coñecemos polos avións da Primeira Guerra Mundial– comezaron a dar paso a unidades máis pequenas e eficientes. As viaxes transatlánticas convertéronse nunha realidade e as limitacións tácticas durante a guerra (debido á gama de motores) foron aliviadas.
