In articolul de astazi vom vorbi despre un motor foarte popular, primul tip de motor cu ardere interna produs vreodata, cel de la care a plecat totul.
Vom vorbi despre motorul aspirat natural. Poate va ganditi ca motorul cu ardere interna, aspirat natural nu va ofera performante prea bune si ca este unul foarte simplu atunci va inselati, deoarece sunt motoare aspirate natural de 2.0 litri care dezvolta peste 200 cp.
De asemenea fiabilitatea motoarelor aspirate natural este foarte mare si foarte cunoscuta. Dar mai intai de toate trebuie sa incepem cu inceputul si anume un scurt isotric sa vedem cand a aparut prima si prima data un motor cu ardere interna.
Tot in articolul de astazi vom vorbi despre fiabilitatea acestora, despre intretinere, despre avantajele si dezanvatajele unui motor aspirat natural, cum de se obtin puteri asa de mari din motoare aspirate, topul celor mai fiabile motoare aspirate natural, metoda de functionare, modele etc.
Motorul cu ardere interna
Motorul cu ardere interna, este “dispozitivul” care transforma energia chimica a unui combustibil in energie mecanica prin intermediul unor arderi controlate.
Mai exact caldura degajata in camera de ardere se transforma prin intermediul presiunii in miscare ciclica, rectilinie, dupa care in miscare de rotatie uniforma, obtinuta la arborele cotit. Combustibilul (benzina, motorina sau gaz petrolier lichefiat) in amestec cu aerul se numeste carburant.
Arderea poate fi initiata ori prin punerea carburantului in contact direct cu o sursa de caldura (o bujie electrica) sau chiar doar prin simpla comprimare (in cazul motoarelor diesel) unde amestecul se aprinde multumita compresiei.
In momentul arderii combustibilului in camera de ardere temperatura ajunge undeva la peste 2000 de grade. Dupa ardere rezulta gaze foarte fierbinti care sunt eliminate in galeria de evacuare (dupa in catalizator, in tobe si in final in atmosfera).
Pentru ca arderea sa se efectueze complet cantitatea de oxigen trebuie sa fie calculata destul de atent altfel se risca ca amestecul sa fie prea bogat in combustibil lucru care face doar sa mareasca consumul inutil deoarece surplusul de combustibil va fi eliminat in evacuare.
Motorul cu ardere interna (motorul Otto) a aparut pentru prima data in anul 1854 in prima sa versiune. Dar trebuie sa stim ca primul motor termic a fost cel cu aburi, aparut in anul 1700. Dupa cativa ani de la aparitia primului motor cu ardere interna (cel pe benzina, natural aspirat) a aparut si motorul diesel iar in anul 1910 apare primul motor cu inductie fortata de aer (cu turbo).
Cum clasificam motoarele
Acum ca am precizat cateva lucruri esentiale si de baza putem trece la treburi mai serioase si mult mai intreesante. In zilele de astazi daca te uiti pe strada masinile noastre sunt dotate cu motoare cu ardere interna care pot fi catalogate dupa multe criterii. Le putem cataloga fie dupa carburantul folosit, fie dupa numarul de pistoane, fie dupa pozitionarea lor sau dupa modul in care aerul intra in camera de ardere.
Pe noi ne intreseaza cum pot fi catalogate masinile dupa felul in care este admis aerul in camera de ardere. Sunt motoare natural aspirate (despre care vom vorbi in mare parte astazi), turbo, cu compresor sau cele care au “dubla inductie” adica au si turbo si compresor.
Care este cel mai bun? Pai aici nu prea putem raspunde concret deoarece variaza in functie de necesitati. Pana si cei mai mari producatori nu pot raspunde la aceasta intrebare “care este mai bun?” deoarece la un secol distanta de la aparitia primelor motoare cu ardere interna, mari dezvoltatori nu s-au decis inca, se mai fabrica motoare aspirate natural si motoare turbo, deci nu putem raspunde momentan la aceasta intrebare, fiecare motor are avantajele si dezavantajele lui.
Motor aspirat vs motor turbo
Vom incepe cu o mica comparatie intre motorul aspirat natural si unul turbo pentru a vedea mai bine diferentele. Pentru inceput trebuie sa stim ca motorul aspirat natural este mult mai fiabil decat cel turbo.
Motorul aspirat natural va fi mereu mai fiabil decat unul turbo deoarece in primul si in primul rand sunt mai putine piese in miscare (nu mai avem turbina sau compresorul, nu mai avem electrovalve si senzori asa de multi, nu mai avem intercooler si alte piese care ar putea ceda in timp).
De asemenea componenetele unui motor aspirat natural sunt supuse la tensiuni mult mai mici decat cele ale unui motor turbo (la un motor turbo, temperatura si presiunile din interiorul motorului sunt mult mai mari decat la unul aspirat).
Din pacate in ultimi 10 ani din cauza poluarii si din motive comerciale nu se mai fabrica motoare asa de longevive, asa cum se fabricau pe vremuri, adica cele mai fiabile motoare sunt v8-urile aspirate sau diesel-urile aspirate care pur si simplu parca nu au moarte.
Adica ati mai vazut motoare turbo de ultima generatie care sa depaseasca 1 milion de kilomteri, de fapt nu sa depaseasca, macar sa ajunga la 1 milion de kilometri? Nu prea, sunt multe motoare de generatie noua care de pe la 100.000 de kilomteri incep sa aiba probleme destul de mari si de costisitoare si la maxim 250.000 de kilometri incep sa cedeze pe capete.
Nu se mai fabrica motoare ca pe vremuri, precum motoarele celor de la Chevrolet, Mercedes-Benz, Ford sau cele din grupul VAG care erau nemuritoare. In cazul unui motor diesel, fara turbo acesta este foarte “puturos” si nu dezvolta prea multi cai putere si nici prea mult cuplu ( dezvolta un cuplu rezonabil dar nu impresionabil), dar in cazul acestui tip de motor chiar si cu turbo ramane foarte fiabil (daca este intretinut si exploatat corect).
Totusi trebuie sa stiti ca un motor diesel aspirat, chiar daca nu este asa de performant, este pe departe cel mai fiabil motor construit vreodata. Un astfel tip de motor depaseste cu usurinta valoarea de 1 milion de kilometri.
De exemplu am vorbit cu mai multi mecanici si ingineri si mi-au povestit ca au intrat pe usile garajului masini diesel aspirate care aveau 1.5 milioane de kilometri, se auzeau si functionau impecabil, nu ai fi spus niciodata ca are atati kilomteri tindand cont de cum suna un motor de generatie noua pe la 200.000 de kilometri.
Au vazut si masini turbo- diesel de generatie putin mai veche (1995- 2003) care faceau saptamanal curse in afara tarii si aveau 2.2 milioane de kilometri si abia atunci incepeau sa aiba putina uzura la arborele cu came, adica ganditi-va ce inseamna 2.2 milioane de kilometri si motorul sa nu aiba nevoie decat de ulei si filtre, ce ti-ai putea dori mai mult.
Mai sunt si motoare celebre, diesel, aspirate natural care au 2.5 milioane de kilometri si inca funtioneaza destul de bine si nu necesita repratii majore.
Daca la diesel sa zicem ca merita sa alegeti unul turbo, mai ales datorita faptului ca fiabilitatea nu este scazuta cu mult (aici vorbim despre motoarele de generatie putin mai noua, deoarece cele abia iesite acum sunt cu semnul intrebarii deoarece au cam dezamagit in ultimul timp).
Motor diesel aspirat natural inca se gaseste dar de generatie veche, toate motoarele diesel noi sunt echipate cu turbo. Daca in cazul unui motor diesel poti alege doar unul turbo, atunci trebuie sa stii ca in cazul benzinei poti alege intre aspirat natural si turbo (da, inca se mai fabrica motoare aspirate natural).
Chiar daca deja majoritatea producatorilor auto nu mai comercializeaza motoare aspirate natural, ci doar supraalimentate (cu turbo sau cu turbocompresor) mai sunt si producatori “de masa” care produc masini compacte si sub-compacte care va mai pun la dispozitie optiunea de a alege un motor aspirat natural.
Sa luam ca si exemplu cel mai cunoscut brand auto de la noi din tara, Dacia, care vinde si motoare aspirate natural. Ei va pun la dispozitie un motor de 1.2 aspirat natural pe benzina care dezvolta 75 cp. Dar de asemenea pun la dispozitie un motor de 0.9 benzina –turbo care dezvolta 90 cp. Dintre aceste doua motoare pe care l-ati alege? Pai ce avantaje si ce dezavantaje ar avea fiecare motor?
In primul rand avantajul unui motor aspirat natural este costul de intretinere mai mic, fiindca are mai putine piese in miscare, dar si datorita faptului ca lipseste turbina, pe termen lung vei cheltui mai putini bani pe intretinere.
Un motor aspirat natural nu va manca niciodata ulei cum va manca unul turbo, dar sunt si motoare aspirate natural care mananca mult ulei, dar nu toate, in acele cazuri au fos cateva erori de proiectare (precum in cazul motorului 1.6 bezina aspira din grupul VAG).
De asemenea nu trebuie sa fii la fel de atent cu un motor aspirat precum cu unul turbo (nu trebuie sa mai astepti sa se incalzeasca sau sa se raceasca turbina). Fiabilitatea pe termen lung este de partea motorului aspirat natural si nu de partea celui turbo.
La motorul aspirat trebuie doar sa-i faci schimbul de ulei si filtre, uneori sa mai schimbi si bujiile iar in rest benzina si multi kilometri, pe cand la cel turbo trebuie sa ai grija cum exploatezi turbina deoarece poate ceda cand iti este lumea mai draga iar reparatia ei nu este absolut deloc ieftina si vei fi nevoit sa bagi adanc mana in buzunar pentru a scoate o suma frumusica de bani.
Care ar fi avantajele unui motor turbo? Pai avem putere mai mare, care are in medie cu 25-40% mai multa putere decat un motor de aceeasi capacitate cilindrica dar fara turbo. Sincer sa fiu la ce depasiri se fac la noi in tara sau la ce depasiri esti nevoit sa faci la noi in tara ai nevoie de aceasta putere in plus.
De asemenea si drumurile nu sunt asa de bune, adica sunt foarte multe dealuri si serpentine unde motorul va trage din greu asa ca acel plus de putere este bine venit. Din nou din cauza tarii in care traim, avantajul unui motor turbo este ca impozitul este mai redus daca ne raportam la putere.
Cum asa? Pai daca doresti sa ai un motor de 300 cp ai doua optiuni, ori iti achizitionezi un V8 aspirat natural sau un 2.0 turbo. De asemena un motor turbo va scoate in anumite conditii si consumuri mai bune.
Pentru ca ai o capacitate mai mica, dar putere mai mare, poti conduce obisnuit in oras fara sa fortezi motorul, asa ca vei avea un consum decent. Iar la drum intins, turbina iti ofera o putere mult mai mare de la turatii joase, asadar nu vei mai fi nevoit sa turezi asa de tare motorul, pentru a realiza o depasire.
Per total un motor turbo daca nu este fortat va scoate un consum mai mic decat unul aspirat natural.
Ca si dezavantaje avem asa, un motor turbo va avea mereu o intretinere mai scumpa si o fiabilitate pe termen lung mai mica. Motorul aspirat natural va avea o putere mai mica decat cel turbo, taxe mai mari raportandu-ne la putere si un consum mai crescut pentru aceeasi capacitate ( aici in unele cazuri este discutabil in functie de sofer si de modul de exploatare).
Ca si o mica sinteza pentru prima parte a articolului, pentru traficul din Romania noi suntem de parere ca cel mai bun motor ar fi cel aspirat natural, in cazul in care folosim masina in mod normal, zi de zi. De ce? Pai in primul rand nu avem sosele si drumuri pe care sa folosim toata puterea, asa ca ne putem lipsi de plusul de putere oferit de turbina.
Mai bine alegem un motor aspirat natural pentru costurile de intretinere mult mai mici, dar si pentru faptul ca te poti urca la volan, pornesti motorul, astepti 30 sec si poti pleca fara sa astepti sa se incalzeasca motorul.
De exemplu la un motor turbo daca accelerezi cu motorul rece sau opresti brusc masina cu motorul incins atunci vei scadea drastic viata turbinei.
Parerea noastra este ca mai bine optezi pentru un motor mai mic (sub 2000 cmc), pentru taxele mai mici, pentru rezistenta in aglomeratia infernala din orasele noastre si pentru ca nu este asa de solicitat precum unul turbo.
Daca circulam preponderent in afara orasului atunci mai bine optam totusi pentru un motor turbo, el va consuma mai putin si plusul de putere ne va fi de ajutor daca va trebui sa depasim un tir in doar cateva secunde.
Totul tine de preferintele soferului, de cat de mult merge, unde merge si cum merge. Daca este un tataita care nu se grabeste, speriat de vizitele in service si care tine de ultimul banut, atunci isi va lua un motor aspirat.
Daca este un sofer care o mai calca, cu bani in plus de achitat pe o motorizare turbo, dar care isi va recupera banii din diferenta de la impozite, atunci isi va lua un turbo. Totul depinde de sofer, el este cel care alege pana la urma.
Daca ar fi sa facem un top al motoarelor cele mai fiabile el ar arata cam asa: Pe primul loc ar fi celebrul motor 1.9 D de la Vw, un motor diesel, aspirat natural, care pur si simplu nu are moarte, a fost exploatat in conditii foarte vitrege si tot rezista cu brio.
Majoritatea exemplarelor din ziua de astazi au cel putin 700.000- 800.000 kilometri, rar daca gasim ceva pana in 500.000 de kilometri, dar avantajul acestui motor este ca la aceasta valoare el inca este “tanar” si mai are viata in el, nu este precum alte motoare care la acesti kilometri sunt moarte, abia mai au compresie si le curge uleiul pe la toate imbinarile.
Desi are numai 65- 68 cp isi fac foarte bine treaba pe cam orice masina pe care au fost montate si de asemenea scot consumuri uluitoare de mici.
Pe urmatorul loc ar fi tot un diesel aspirat si anume motorul 2.0 D fabricat de cei de la Mercedes- Benz, care dezvolta doar 55 cp. Motor montat pe Mercedes W123 numit si “Cobra”. Motoarele Mercedes de la acea vreme erau proiectate sa fie capabile sa atinga 1 milion de kilometri lejer fara interventii prea mari, indiferent ca erau pe benzina sau pe motorina, erau foarte bine gadite si foarte fiabile pe termen lung.
Dar acest motor de 2 litri, aspirat natural, care dezvolta doar 55 cp, a ramas in istoria automobilistica ca fiind cel mai fiabil motor conceput vreodata, desi cu performante foarte slabe el rezista in orice conditii.
Mereu se spune despre acest motor ca nu stia multe, decat una si buna, sa functioneze pana cand nu mai ramane nimic din restul masinii, lucru foarte adevarat deoarece cedeaza caroseria (din cauza ruginei) dar motorul inca merge perfect.
Alte motoare fiabile ar mai fi: motorul de 2.0 SDI de la Vw care dezvolta 68 cp si a fost montat pe masini ceva mai noi (golf 5 si caddy). Se numeste SDI deoarece nu are turbina, este aspirat natural, puterile fiind de 68 sau 75 cp, dar performantele nu erau scopul principal ci acela sa consume putin si sa fie fiabil.
Motorul de 2.0 benzina de la Honda (k20) care dezvolta 221 cp. Honda a facut foarte multe motoare fiabile, daca stam si ne gandim nu prea am auzit de motoare Honda stricate. Insa ce e special la Honda este faptul ca stie sa faca motoare aspirate natural foarte puternice si foarte fiabile.
Despre acest lucru vom vorbi in scurt timp. Cazul motorului prezentat, de exemplu, are 4 pistoane si o capacitate de 2 litri, dar produce undeva de la 160 cp pana la 221 cp in cea mai performanta varianta.
Acest motor a fost instalat pe Civic Type-R, dupa care a fost imbunatatit pentru Honda S2000 unde scoatea aproximativ 240 cp. De asemenea si motoarele celor de la Bmw sunt foarte fiabile, de exempliu motorul de 2.5 benzina s-a remarcat prin fiabilitatea sa.
Acest motor botezat M50B25 care dezvolta 192 cp a fost montat pe mai multe modele din gama Bmw si face fata cu brio si pe caroserii mai grele precum cele de Seria 5 sau Seria 7.
De fapt cam toate motorizarile pe benzina a celor de la Bmw sunt fiabile, sunt niste motoare in 6 cilindri foarte reusite.
Motorul 4.2 V8 aspirat natural cu 40 de supape de la Audi s-a facut cunoscut nu numai prin puterea sa ci si prin fiabilitatea pe termen lung. El echipeaza masini precum Audi A8 sau A6 dar a fost montat si pe S8, S6 si S4.
Fiabilitatea acestui motor este foarte iesita din comun, adica este un motor fara defect. Revenind la Honda si motorul de 3.2 litri (C32A ) care dezvolta 235 cp si echipeaza limuzinele japonezilor este o adevarata legenda, din pacate nu se mai comercializeaza in Europa, doar in America.
Acest motor a dat dovada de o fiabilitate foarte buna pe termen lung tinand cont ca a fost montat pe masini cu caroserii destul de mari si grele (a fost montat in mare parte pe limuzine ).
Cam acesta a fost micul nostru top cu cele mai fiabile motoare aspirate natural, atat pe benzina cat si pe motorina. Acum sa trecem la lucruri mai interesante.
Chiar daca nu sunt echipate cu o turbina sau un compresor de supraalimentare, sunt motoare aspirate care dezvolta o putere destul de mare. De exemplu motoarele de la Honda care sunt echipate cu un sistem VTEC.
Desi va parea destul de complicat acest sistem de distributie variabila, el daca functioneaza corect si este intretinut asa cum trebuie face minuni si va va da o senzatie unica la condus. Pentru inceput trebuie sa stim ca un sistem de distributie clasic (adica fix ), este gandit in asa fel incat sa ne asigure o functionare stabila a motorului la turatii mici, un consum mai scazut de combustibil si o putere decenta.
Este calea de mijloc, sa ai un consum redus, o functionare stabila si o putere decenta. Arborii cu came au o “geometrie” (adica cand si cat timp sa deschida fiecare supapa), iar aceasta geometrie este fixa in cazul acestui sistem de distributie (distributie clasica), care realizeaza un compromis intre stabilitate si consum scazut la turatii mici- medii si putere la turatii mari.
Ca sa explicam in termeni ce tin fizica, pentru cei care stiu cateva notiuni va fi mai simplu, dar pentru cei mai incepatori poate va fi necesar sa citeasca de cateva ori pentru a intelege, asa ca voi incerca sa explic cat pot eu de simplu. Inaltimea de ridicare a supapelor influenteaza foarte mult “randamentul volumetric” al motorului.
Randamentul volumetric reprezinta raportul dintre volumul de aer care intra in motor si volumul geometric disponibil, cilindreea motorului. Cu cat randamentul volumetric este mai mare cu atat puterea dezvoltata de motor este mai mare, deoarece primeste aer suficient pentru ardere.
La motoarele aspirate natural, cu cat turatia este mai mare cu atat acest randament este mai scazut. Din cauza inertiei aerului si a sectiunii de curgere ( data de inaltimea de ridicare a supapelor) la turatii mari nu poate aspira suficient aer, asa ca motorul va merge “sufocat sau gatuit”.
Dar aceasta problema poate fi rezolvata cu ajutorul unui aarbore cu came cu o geometrie speciala pentru turatii inalte care va creste inaltimea de ridicare a supapei de admisie. Practic asta face sistemul de distributie variabila (VTEC ) de la asta vine si acest acronim de VTEC de la “Variable Valve Timing and Lift Electric Control” conceput de cei de la Honda.
Acest sistem utilizeaza came cu profil diferit, o cama cu un profil mai mic destinat utilizarii normale la turatii mici si medii si o a doua cama cu un profil mai agresiv pentru turatii inalte (peste 4000 rpm). Poate ati mai auzit de expresia “intra VTEC-ul”, pai da, de aici vine, dupa 4000 rpm intra in functiune cama agresiva si motorul dezvolta mult mai multa putere decat in mod obisnuit.
Sistemul VTEC consta in introducerea unei came suplimentare (atat pentru admisie cat si pentru evacuare) cu profil special pentru turatiile mari. Cama cu profil agresiv este pusa in functiune la comanda calculatorului de injectie in functie de punctul de functionare a motorului.
Functioarea pe toata plaja de turatii este urmatoarea: cand motorul functioneaza la turatii mici si medii, supapele sunt actionate de camele cu profil mic prin intermediul culbutorilor. Cama cu profil agresiv actioneaza si ea asupra culbutorilor doar ca se misca in gol (independent de restul sistemului, asteptand sa intre in functiune si sa-si faca treaba).
Cand motorul ajunge la turatii ridicate, calculatorul de injectie comanda o supapa electrohidraulica care alimenteaza cu ulei sub presiune interiorul culbutorilor in care se afla un semi-bolt de fixare.
Acesta sub actiunea uleiului se deplaseaza in interiorul culbutorului si impinge boltul de fixare care se deplaseaza in interiorul culbutorului la dreapta. Aceasta procedura uneste trei culbutori care vor fi actionati de cama cu profil agresiv si asa este modificata geometria distributiei.
Cand se face revenirea, calculatorul de injectie comanda evacuarea uleiului iar pistonul de revenire va impinge semi-boltul in culbutor si boltul mare. Pare complicat cand este explicata in acest mod, dar daca a-ti vedea cu ochii vostri cum functioneaza totul atunci nu ar mai parea asa complicat.
Desi este putin mai complicat decat un motor aspirat natural simplu, acest sistem are foarte multe avantaje si daca este intretinut asa cum trebuie (schimbat uleiul la timp si mereu ulei de calitate) atunci nu vor fi probleme.
De asemenea acest sistem de distributie variabila extinde turatia maxima a motorului pana la 8000- 9000 de rpm. Datorita utilizarii camei cu profil mare, supapele de admisie se ridica mai mult si permit motorului sa aspire mai bine aerul la turatii ridicate astfel nu se va mai limita la 6500- 7000 rpm.
Exinderea plajei de turatie a motorului a permis obtinerea de puteri maxime mai mari, motoarele Honda aspirate VTEC avand o putere litrica de peste 100 CP/litru. Primul motor de acest tip (echipat cu distributie variabila de tip VTEC) a echipat Honda Integra RSI in anul 1989.
Acest motor avea o putere maxima de 160 CP la 7600 rot/min, dintr-o cilindree de numai 1.6 litri. Un alt automobil de referinta este Honda S2000, aparut in 1998, care cu un motor de 2.0 litri VTEC producea 250 CP la 8300 rpm, dar avea si turatia maxima in jurul valorii de 9000 rpm.
Un motor aspirat natural care este echipat cu distributie variabila de acest tip va scoate de exemplu din 2 litri undeva la 220- 250 cp, pe cand daca ne uitam la un motor Vw, de 2 litri (sa luam ca exemplu motorul de 2 litri TFSI care echipeaza Golf-urile GTI) care multumita turbinei scoate undeva la putin peste 200 cp stock.
Dar avantajele unui motor aspirat natural sunt fiabilitatea si consumul, dar au dezavantajul ca se limiteaza la cresteri mai mari de putere, dar totusi trebuie sa tinem cont ca nu toate motoarele aspirate natural sunt si lenese sau au nevoie de capacitati cilindrice foarte mari pentru a dezvolta ceva putere.
Un sistem asemanator au si cei de la Bmw, numit VANOS, care poate fi doar pe partea de admisie sau poate fi pe ambele parti si se numeste Dublu-Vanos.
In continuare vom vorbi despre noul motor SkyActive. Poate ati auzit recent ca cei de la Mazda au scos pe piata un motor revolutionar, care se aseamana foarte mult cu cel VTEC dar este mult mai special si mult mai performant.
Cei de la Mazda au demarat acest proiect in anul 2008 si au propus sa imbunatateasa pe cat posibil toate componentele motorului care au un impact mare asupra performantelor si asupra consumului. Vorbind din punct de vedere fizic si chimic, intr-un motor cu ardere interna normal, aproximativ 70-80% din energia rezultata in urma arderii este disponibila, restul sunt pierderi care nu mai ajung sa fie utilizate.
Aici inginerii de la Mazda au avut o cea mai stralucita idee si anume se uneasca un motor diesel (care consuma putin, are un cuplu mai mare dar este puturos fara turbo) si un motor pe benzina (care are putere dar nu are cuplu si consumul este mai ridicat). Au crescut raportul de comprimare astfel incat sa imbunatateasca procesul de combustie.
Skyactive-G este programul Mazda care optimizeaza motorul pe benzina. Raportul de compresie este cel care imbunatateste eficienta termica a motorului. Motoarele normal pe benzina au un raport de compresie de la 10:1 pana la 12:1. Daca raportul de compresie este marit de la 10:1 pana la 15:1, eficienta termica a motorului va fi mai mare cu aproximativ 10%.
In functie de tehnologia utilizata pentru sistemul de injectie si pentru sistemul de distributie, motoarele pe benzina actuale ajung la valori ale raportului de comprimare in jurul de 10.0:1 sau 11.0:1. Ferrari 458 Italia are un motor pe benzina cu raport de comprimare de 12.5:1, dar utilizeaza doar combustibil premium cu cifra octanica 98 sau 100.
Dar odata ce este crescuta compresia, pierderile de cuplu vor creste si ele (adica vei obtine putere dar nu si cuplu, lucuru nu prea bun deoarece si cuplu este foarte necesar). De asemenea detonatiile se vor intensifica si din acest motiv raportul de comprimare este limitat.
Detonatia este procesul prin care carburantul (amestecul aer- benzina) se autoaprinde si arde foarte rapid si foarte agresiv. Acest fenomen apare in mare parte din cauza temperaturii si presiunii foarte inalte.
Pentru a combate riscul aparitiei detonatiei, temperatura din cilindru, la finalul cursei de comprimare trebuie redusa. Gazele reziduale, remase in urma arderii nu pot fi evacuate in intregime de fiecare data si au un impact extrem de mare asupra temperaturii din cilindri.
Sa luam un exemplu mai concret, daca avem un motor pe benzina, cu un raport de comprimare de 10:1, daca temperatura gazelor de evacuare este de 750 °C iar temperatura aerul de admisie este de 25 °C, daca 10% din gazele arse raman in cilindru, dupa evacuare, temperatura amestecului aer-combustibil din cilindru va creste cu 70 °C inainte de comprimare si cu 160 °C la sfarsitul cursei de comprimare.
Asta ca sa vorbim mai tehnic si sa intelegi exact ceea ce incerc sa explic. In ritmul acesta procentul de gaze arse reziduale din cilindru se poate reduce de la 8% la 4% temperatura la sfarsitul cursei de comprimare (PMI) are aceeasi valoare ca in cazul in care am mari raportul de comprimare de la 11:1 la 14:1. Exact acesta era si procesul pe care se bazeaza dezvoltarea motorului Skyactive –G, reduce procentul de gaze reziduale pentru a permite functionarea fara detonatii.
Pentru asta au conceput si o galerie si un sistem de evacuare special, care colecteaza gazele de evacuare de la cate 2 cilindri in parte si apoi le uneste. Cam asta este principiul motorului Skyactive- G.
Dar la inceput inainte sa dezvolt subiectul despre proiectul Skyactive- G am spus ca cei de la Mazda s-au gandit sa uneasca un motor pe benzina cu unul pe motorina dar nu am mai spus nimic despre asta, deoarece acesta este proiectul Skyactive- X. Acest proiect este cel mai inovator si dupa parerea mea este ceva unic si reprezinta viitorul motoarelor cu ardere interna.
Asa cum declara marele producator japone de masini, motorul Skyactive- X este primul motor comercial pe benzina cu un sistem de aprindere prin compresie controlata cu scanteie, fiind primul motor de serie de acest tip din lume. Aceasta tehnologie produce mai multa putere, mai putine emisii si utilizeaza mai putin combustibil decat un motor normal pentru a livra performante mult mai mari fara sa trebuiasca sa facem compromisuri.
Acronimul SPCCI vine de la Aprindere prin compresie controlata de scanteie. SPCCI combina practic eficienta consumului de combustibil al unui motor diesel si comportamentul si puterea unui motor pe benzina. Motorul se comuta intre aprinderea conventionala cu scanteie si un mod de aprindere prin compresie unde amestecul va fi mai sarac si multumita compresiei va arde si mai eficient.
Ca si avantaje putem spune ca acest motor pe benzina este foarte puternic, are o turatie maxima destul de ridicata dar in acelasi timp consuma la fel precum un motor diesel. Mai exact acest motor isi poate modifica compresia (compresie variabila).
Acest motor are 2 randuri de biele care modifica compresia, de la compresie de motor normal pe benzina pana la o compresie putin mai mare decat a unui motor diesel, acesta este secretul acestui motor. In aceasta combinatie motorul este foarte eficient si combina avantajele celorlalte 2 motore clasice. In principal aceste motoare sunt aspirate natural, dar cum era prea de tot ca japonezii sa se opreasca aici, ei s-au gandit sa supraalimenteze acest motor. Asa ca vor aparea in scurt timp, daca deja nu au aparut si motoare supraalimentate de tipul Skyactive- X.
Aici multi soferi au intrebat daca trebuie sa conduca altfel pentru a nu dauna motorului. Raspunsul la aceasta intrebare este ca nu, masina poate fi condusa oricum deoarece in principal motorul va functiona pe modul de aprindere prin compresie si cand ai nevoie de toata puterea atunci el se comuta la aprinderea prin scanteie si va oferi puterea maxima.
Parerea mea este ca acesta va fi viitorul motoarelor, dar am o mica retinere asupra fiabilitatii pe termen lung deoarece este putin cam complex acest motor, desi nu are turbo el tot este putin cam complicat la interior si sunt multe lucruri care pot incepe sa mearga prost daca nu sunt intretinute cum trebuie. Dar totusi inventia este una foarte buna si atat timp cat totul functioneaza corect motorul are numai avantaje fata de unul normal.
In incheiere vom mai discuta putin despre un motor celebru, care a ramas in istorie si anume despre motorul Wankel sau cum mai este numit “motorul rotativ”. Aici sunt multe intrebari la care voi incerca sa raspund scurt dar cuprinzator. Prima si cea mai adresata este urmatoare: Cum poate un motor sa functioneze fara cilindri si sa produca si multa putere? Pai aici tot japonezii si-au facut de cap. Ca in cazul motorului Skyactive- X si G, motorul Wankel a fost si este o descoperire sau o inovatie care a marcat istoria automobilistica.
Daca tot vorbeam de istorie ar fi bine sa incepem cu inceputul si sa aflam de unde a pornit toata aceasta nebunie. Acest motor a fost inventat de Doctor Felix Wankel si dateaza dinainte de 1900 dar nu a fost facut niciodata un motor de serie. Se pare ca primul care a creat si patentat un astfel de motor este Felix Millet, in 1888, care a facut un motor rotativ cu 5 cilindri care invartea o roata de bicicleta.
Inventia lui a fost pusa pe o masina in 1900 de catre Darracq. Dar acest motor era destinat mai mult pentru avioane. Dar nu mai intram in amanunte neimportante, ce trebuie sa tinem minte este ca de aici a pornit primul motor rotativ.
Pentru ca nu are pistoane, motorul Wankel este numit si motor rotativ fara pistoane. Incepand cu anii ’60 s-a inceput dezvoltarea in forta a motorului creat de Wankel, dar chiar si asa, numai Mazda a reusit sa modifice cu succes designul initial si sa-l integreze in identitatea brandului, fiind singura marca ce a pus motorul pe masini de serie.
Cum funtioneaza acest motor “fara pistoane”? Pai acest motor este un motor cu combustie interna ce foloseste aceleasi principii de a converti presiunea in miscare de rotatie, ca si motoarele cu pistoane. Dar fara vibratiile si stresul mecanic la rotatii mari. Dezvoltarea acestui motor are o poveste interesanta.
Dr. Wankel a inceput sa creeze motorul astfel: o roata dintata exterioara a fost fixata pe o coala alba. A urmat integrarea unei alte roti dintate mai mari cu dinti pe interior, cu raport dintre cele doua roti de 2:3.
Urmatorul pas a fost atasarea unui brat cu un creion pe exteriorul rotii mari. Cand se invartea roata cea mica, creionul desena pe coala un oval cu laturi neregulate (interiorul blocului motor). Cam asa a fost inventat motorul Wankel care a echipat modelul Rx-8. Desi este diferit, acest motor face si el toti cei 4 timpi ca si unul cu piston normal, doar ca timpii sunt realizati de catre rotorul central.
Si motorul clasic si motorul Wankel functioneaza dupa aceleasi principii, diferentele fiind la transformarea miscarii in forta mecanica. La motorul Wankel camera de combustie este rotativa, presiunea este aplicata pe o parte a rotorului. Rotorul este triunghiular iar interiorul blocului oval este impartit in 3 parti, adica 3 camere de functionare. Adica fiecare timp motor are loc in alta parte a blocului, numai unul se va repeta, pe cand la motorul clasic toti timpii au loc in acelasi loc, in cilindru.
Care ar fi avantajele unui motor Wankel? Pai in primul si in primul rand dimensiunea este mai mica si implicit si greutatea. Acest lucru este foarte important in creearea unei masini usoare cu un motor puternic.
Distributia greutatii va fi de asemena mult mai buna si dinamica masinii mult imbunatatita. Un alt amanunt interesant este plaja cuplului motor care este constanta indiferent de turatie.
Un motor rotativ cu 2 rotoare produce un cuplu similar cu cel al unui motor clasic V6, iar unul cu 3 rotoare produce cuplul unui motor V8. Deci va dati seama ca acest motor desi este mic, ascunde o forta foarte mare in el.
Aici putem aplica zicala “buturuga mica rastoarna carul mare”. Dar acest motor are si el dezavantajele lui, de exemplu primul ar fi consumul mare de benzina. Din cauza ca un ciclu motor dureza cu 50% mai mult decat la un motor clasic, iar in functionare motorul lasa mai mult dioxid de carbon sa iasa pe evacuare, adica gaze nearse complet, ceea ce-l face sa nu fie asa de ecologic.
Desi are o capacitate de doar 1.300 cmc, sau cum spun unii de 2.600 cmc, aici este o poveste foarte lunga deoarece multa lume se contrazice in masurarea capacitatii cilindrice a motorului. Teste comparative arata ca un Mazda RX8 consuma mai mult decat o masina mai grea, cu motor V8, cu o capacitate cilindrica mai mare de 4 ori, obtinand performante similare.
Dar nu stiu ce sa spun despre acest test, deoarece mai sunt si videoclipuri pe internet unde propietarii si pasionatii de aceste motoare spun ca la un mers normal motorul poate scoate lejer si consumuri de sub 10%, uneori se poate apropia si de valoarea de 8.5%, un consum respectabil pentru ceea ce ofera.
Un alt dezavantaj ar fi acela ca ajunge ulei in camera de ardere, mai ales daca masina este condusa sportiv, atunci aceasta va “manca” ulei. Dar cel mai mare dezavantaj pentru noi (cei care locuim in Romania) este ca nu exista mecanici care sa se priceapa cu adevarat la acest motor si in plus daca motorul este condus sportiv si turat in mod obisnuit pana la linia rosie atunci in timp va pierde drastic din compresie.
Trebuie sa stim ca Mazda a inventat si motorul rotativ Renesis. Acesta este un motor de 654 cc x 2, ce produce 250 cp la 8.500 rpm si un cuplu de 216 Nm la 5.500 rpm. Motorul a castigat premiul de “Motorul Anului” in 2003. Ultima evolutie a motorului rotativ este in dezvoltare si si-a facut o prima aparitie pe conceptul Mazda Taiki.
Acesta promite o capacitate mai mare, de 1600 cc, adica 800 x 2, asadar o putere mult mai mare, de peste 300 cp. Si chiar daca problema poluarii s-a rezolvat, Mazda va continua sa se confrunte cu cele legate de consumul de ulei si benzina, care vor ramane in continuare, din cauza designului initial.
Dar aici vrem sa punctam doar faptul ca exista si motoare aspirate natural care sa dezvolte puteri impresionante si sa nu fie plictisitoare la condus, adica cum sa te plictisesti cand linia rosie este la 9000 rpm.
In concluzie motorul aspirat natural nu este doar pentru “cei batrani”, doar ca depinde ce motor aspirat natural iti alegi, fiindca daca iti alegi motorul 1.2 benzina, aspirat natural de la Dacia atunci da, te vei plictisi si te vei ruga in depasiri, dar totusi si acest motor este bun pentru oras si naveta zilnica deoarece este destul de fiabil si consuma putin.
Dar daca vrei fiabilitatea unui motor aspirat natural dar vrei si putere atunci poti opta pentru un motor VTEC, Skyactive- G sau X sau chiar pentru un motor Wankel de ce nu?
Sursa foto: sourcereader.com, ro.pinterest.com, hotrod.com, holtsauto.com, youtube.com, greencarreports.com, motor1.com, australiancar.reviews
