Con la crescente consapevolezza della protezione ambientale e l'intensificazione della crisi energetica, il miglioramento dell'efficienza del carburante dei motori a benzina è diventato un problema importante nel settore automobilistico. Di seguito sono riportati diversi mezzi tecnici che hanno svolto un ruolo importante nel migliorare l'efficienza dei motori a benzina.
1. Ottimizzazione del sistema di aspirazione e di scarico
Timing della valvola variabile (VVT)
La tecnologia di temporizzazione delle valvole variabili ottimizza i processi di aspirazione e di scarico regolando il tempo di apertura e chiusura delle valvole, migliorando così l'efficienza del motore. Questa tecnologia può regolare la fase della valvola in base alle diverse condizioni di lavoro, in modo che il motore possa mantenere un'alta efficienza in varie condizioni operative1.
Sollevamento della valvola variabile (VVL)
La tecnologia di sollevamento della valvola variabile ottimizza ulteriormente i processi di aspirazione e di scarico regolando l'altezza del sollevamento della valvola. Questa tecnologia può realizzare il passaggio di più modalità di ciclo (come Otto, Miller, Atkinson), migliorando così l'utilizzo del carburante1.
2. Miglioramento del sistema di iniezione
Iniezione diretta ad alta pressione
Il tradizionale sistema di iniezione di molteplici è stato sostituito da un sistema di iniezione diretta ad alta pressione. La tecnologia di iniezione diretta ad alta pressione migliora l'atomizzazione del carburante iniettando carburante direttamente nel cilindro ad alta pressione, promuovendo una combustione più completa, migliorando così l'efficienza del carburante1.
Strategia di iniezione multipla
La strategia di iniezione multipla raggiunge la combustione stratificata iniettando carburante più volte durante il processo di combustione, migliorando ulteriormente l'utilizzo del carburante1.
3. Innovazione del modello di combustione
Design ad alto rapporto rompe
Il design moderno del motore è cambiato da pistonguide o sparkguide a aereo. L'elevato rapporto di caduta accelera la velocità di combustione e aumenta il pMAX aumentando il flusso d'aria nel cilindro, migliorando così l'efficienza del carburante1.
4. Ottimizzazione del sistema accessorio
Miglioramento EGR esterno
La tecnologia di ricircolo dei gas di scarico esterno (EGR) riduce la temperatura di combustione e riduce le emissioni di ossido di azoto reintroducendo parte del gas di scarico nella camera di combustione, migliorando al contempo l'efficienza del carburante1.
Aggiornamento del modulo di gestione termica
L'aggiornamento del modulo di gestione termica migliora l'efficienza operativa del motore ottimizzando la gestione termica del motore, migliorando così l'efficienza del carburante1.
5. Applicazione di tecnologia all'avanguardia
Tecnologia del rapporto di compressione variabile
Il motore di compressione variabile di Nissan (VC-T) raggiunge una combustione ottimale in diverse condizioni operative regolando il rapporto di compressione, migliorando così l'efficienza del carburante1.
Tecnologia Lean Burn
La tecnologia Lean Burn (come i motori SPCCI e HCCI) migliora l'efficienza termica bruciando con un rapporto di alimentazione aerea inferiore, migliorando così l'efficienza del carburante1.
Tecnologia di recupero dell'energia del gas di scarico
Il motore Prius Hybrid di quarta generazione di Toyota utilizza la tecnologia di recupero dell'energia di gas di scarico per migliorare l'efficienza complessiva del carburante recuperando l'energia dal gas di scarico1.
Tecnologia della turbina elettrica
Il motore Mercedes-Benz M256 utilizza la tecnologia della turbina elettrica per migliorare la velocità di risposta del motore e l'efficienza del carburante attraverso il turbo elettrico1.
6. Tecnologia ibrida
La tecnologia ibrida combina i vantaggi dei motori a combustione interna e dei motori elettrici, consentendo al motore di funzionare solo al punto di alta efficienza, mentre altre condizioni operative sono compensate dal motore e dalla batteria, ottenendo così una maggiore efficienza complessiva1.
Conclusione
Migliorare l'efficienza del carburante dei motori a benzina è un processo complesso che richiede l'uso completo di mezzi tecnici multipli. L'efficienza del carburante dei motori a benzina è stata significativamente migliorata ottimizzando continuamente i sistemi di assunzione e scarico, sistemi di iniezione, modelli di combustione e sistemi accessori, nonché applicazione di tecnologie all'avanguardia e tecnologie ibride. Tuttavia, poiché il miglioramento dell'efficienza termica entra in un periodo di collo di bottiglia, l'industria si concentrerà maggiormente sull'ottimizzazione dell'efficienza completa in futuro per ottenere un maggiore risparmio di carburante e minori emissioni.
