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Motore a Compressione Variabile: Infiniti VC-T

Nella scorsa edizione del Salone di Parigi (1-16 ottobre 2016) è stata presentata una vera e propria rivoluzione nel mondo dei motori endotermici: L’Infiniti VC-T Engine (Variable Compression- Turbocharged).

Il corpo umano è in grado sia di fare sprint che di correre una maratona: due forze e meccanismi opposti coesistono in un solo e unico corpo. Un’impresa considerata impossibile per un motore…  o almeno così si è creduto finora.

Nascita e sviluppo:

Dopo i motori con tecnologia selettiva di disattivazione dei cilindri ,progettati per la prima volta da Alfa Romeo nel 1981, si è giunti ad un nuovo importante traguardo per lo sviluppo tecnologico legato all’automotive.

Parliamo del primo motore messo in commercio a rapporto di compressione variabile. Teniamo a precisare però che, a differenza di quanto molti affermano: non è il primo propulsore a disporre di tale tecnologia; bensì la Saab molti anni prima aveva sviluppato il sistema SVC (Saab Variable Compression).

Wikipedia.org

Gregory J. Larsen di Lakeland (Florida, USA) brevettò questa tecnologia, la quale, dopo aver vinto per ben due anni di fila (2000-2001) il concorso Best Engine of the Year, rimase solo un “progetto di sviluppo“. Ecco perché non ha riscontrato lo stesso successo che, invece, ha ottenuto l’Infiniti VC-T Engine.

Al Team di ingegneri della Infiniti (luxury brand dell’alleanza Renault-Nissan) sono serviti ben venti lunghi anni, per lo sviluppo.

Ma perché disporre di un motore a compressione variabile? La risposta è semplice, ma non banale: la variazione continua della compressione in camera di combustione, garantisce numerosi vantaggi in termini di prestazioni, consumi ed emissioni.

Caratteristiche tecniche:

L’architettura del blocco motore è composta da un quattro cilindri da 2l di cilindrata. La tecnologia VC-T debutterà sulla QX50 nella prima metà del 2017, con una potenza dichiarata attorno ai 272 CV ed una coppia massima di 390 Nm. Riguardo il rapporto di compressione, come avete già intuito, non è possibile fornire un valore preciso; oscilla in un range tra 8:1 e 14:1.

Funzionamento:

I due valori limite definiscono due tipi di compressione: Bassa ed Alta. Vediamo in cosa differiscono.

Ricordiamo che il rapporto di compressione è definito come il rapporto tra il volume totale del cilindro quando il pistone è nel PMI (punto morto inferiore) dopo la fase di aspirazione e il volume che rimane nel cilindro quando il pistone è nel PMS (punto morto superiore) dopo la fase di compressione.

COMPRESSIONE BASSA (8:1): 

infiniti.it

Il sistema Biella-Manovella in questa configurazione si contrae, come in figura, non appena viene premuto il pedale dell’acceleratore. A tale contrazione del dispositivo meccanico consegue, quindi, una riduzione della corsa dei pistoni. Il pistone vedrà abbassare il PMS aumentando il volume della camera di combustione e ciò comporta la diminuzione del rapporto di compressione. Il risultato? Aumento della potenza erogata dal motore in termini puramente prestazionali.

COMPRESSIONE ALTA (14:1):

infiniti.it

In questa configurazione il dispositivo meccanico si distende, come in figura, non appena viene rilasciato il pedale dell’acceleratore. La distensione porta ad una corsa del pistone maggiore. Il PMS è più in alto e ciò riduce il volume della camera di combustione, aumentando il rapporto di compressione a 14:1. L’aumento di tale rapporto garantisce l’efficienza termica del motore, nonché un minor spreco di carburante (in fase di combustione) e il contenimento delle emissioni.

Domande utili:

Come ottenere la variazione del rapporto di compressione?

La variabilità del rapporto di compressione si ottiene mediante un attuatore elettromeccanico che attiva un braccio meccanico. Quest’ultimo ha il compito di gestire la rotazione dell’albero a gomiti andando a modificare la corsa del pistone.

In base a quali parametri varia il rapporto di compressione?

La centralina, tramite sensori ed unità elettroniche di controllo, rileva le condizioni in cui è necessario o meno, far variare la compressione. I fattori determinanti sono:

  • lo “sforzo” di cui risente il motore (in condizioni avverse);
  • la “richiesta di potenza” tramite il pedale dell’acceleratore;
  •  il rapporto di velocità innestato.

greencarcongress.com

Considerazioni VehicleCuE:

In definitiva abbiamo visto un’alternativa interessante alla tecnologia di disattivazione dei cilindri in merito all’efficienza termica del motore (prestazioni e consumi).

Abbiamo capito come la variazione del rapporto di compressione generata dalle differenti “portate dei pistoni modifica anche la cilindrata del motore stesso.

I vantaggi del VC-T su un propulsore turbo-compresso sono mirati a: minimizzare i consumi, garantire elevate prestazioni e ridurre drasticamente rumori e vibrazioni.

Il futuro del propulsore endotermico è già arrivato in casa Infiniti

 

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Antonello Volzahttp://vehicle.closeupengineering.it
Nato ad Alberobello (BA) , laureato in Ingegneria Meccanica presso il Politecnico di Bari nel luglio 2018. Grande appassionato di tecnologia e di meccanica dei veicoli. Attualmente frequenta un corso di laurea magistrale in Ingegneria del Veicolo con specializzazione Automotive Powertrain, presso il dipartimento Enzo Ferrari dell'università di Modena. Nel 2016 entra a far parte del team Close-up Engineering come responsabile del reparto Vehicle.