Il ciclo di combustione miller nei nuovi motori TSI Volkswagen
Il ciclo di combustione è determinante per il grado di efficienza di un motore.
Nel motore TSI di 1,5 litri da 96 kW, adottato su molte vetture del gruppo Volkswagen, il rendimento di combustione è stato aumentato sensibilmente con l’impiego del ciclo di combustione Miller. Vediamo come funziona e quali sono le sue caratteristiche.
COME FUNZIONA IL CICLO MILLER
Iniziamo col dire che ciò che contraddistingue il ciclo di combustione Miller è la particolare apertura delle valvole di aspirazione.
Analizzando il diagramma caratteristico, si nota che le valvole di aspirazione chiudono molto prima del punto morto inferiore (PMI). Ne risulta il grande vantaggio per cui la miscela racchiusa nel percorso verso il punto morto inferiore si dilata e quindi si raffredda, con la conseguenza che la temperatura finale di compressione diminuisce e il rapporto di compressione può essere aumentato.
Si ricorda che il rapporto di compressione è il rapporto fra il volume totale racchiuso nel cilindro con il pistone al punto morto inferiore, diviso per il volume della sola camera di combustione. Normalmente questo rapporto nei normali motori benzina è fra 10 e 11, raramente si supera un rapporto di 11,5. Alcuni motori, molto performanti, raggiungono anche valori superiori. Come nei motori motociclistici o in alcuni auto sportive (Ferrari), dove il valore raggiunge anche 13. Recentemente Mazda, con il motore Skyactive G ha raggiunto un valore di 14 grazie all'adozione di diversi accorgimenti, fra cui un particolare sistema di scarico.
I VANTAGGI
Vantaggi del ciclo di combustione Miller rispetto ai cicli di combustione comuni sono principalmente che grazie a una miscela più fredda diminuisce la temperatura finale di compressione e quindi la tendenza al battito dovuto alla detonazione del carburante per auto accensione.
Il rapporto di compressione può salire fino a 12,5:1, per cui il rendimento termico aumenta e il carburante brucia in modo più efficiente. Poiché il tempo a disposizione per l’ingresso della necessaria massa d'aria nel cilindro è minore, a carico parziale si apre ulteriormente la valvola a farfalla.
Grazie alla miscela più fredda diminuisce il battito in testa in fase di combustione a pieno carico, e quindi si può guidare in una fascia di carico o di coppia più ampia con Lambda 1, che consente di far funzionare meglio il convertitore catalitico.
NOTE
Ovviamente, avendo una apertura inferiore delle valvole di aspirazione, il sistema di sovralimentazione e di raffreddamento dell'aria compressa (intercooler) devono essere studiati appositamente, diventa indispensabile adottare una turbina a geometria variabile.
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