Che cos'è l'iniezione diretta e come funziona?

Non ci sono molti proprietari di auto là fuori che prendono in considerazione l'iniezione di carburante. Per questo, devi guardare i riduttori più seri. Certo, un sacco di gente parla delle macchine con il miglior consumo di carburante. Parlano di quali auto ti permettono di ottenere il massimo dal tuo budget ogni volta che fai benzina. Tuttavia, dovresti anche preoccuparti dei fattori che contribuiscono a questo enorme punto di vendita.

Come funziona un motore standard?

Poiché questo potrebbe non essere noto a molte persone, inizieremo parlando di come funziona il motore di un'auto. Questo può sembrare intimidatorio, visto che richiede l'intenso coordinamento di centinaia di parti in movimento. Ai fini di questa discussione, devi solo ricordare che un motore ha bisogno di carburante, aria e una scintilla per generare la forza necessaria per muovere un veicolo. Il modo in cui il carburante si incontra con questi altri due elementi varia da un motore a benzina standard a un motore a iniezione diretta. Quest'ultimo, essendo più recente, è attualmente salutato come l'opzione più efficace. Discutiamo la differenza tra il modo in cui funzionano i due.

In un motore a benzina standard, il carburante viaggia dal serbatoio del carburante attraverso le varie linee del carburante e negli iniettori del carburante tramite una pompa specializzata. Questo viaggio non si ferma qui; tuttavia, poiché gli iniettori spruzzano il carburante scelto - in questo caso, la benzina - in una parte nota come collettore di aspirazione. Qui è dove carburante e aria si combinano in una nebbia fine e combustibile utile al motore dell'auto.

Successivamente, questa nebbia entra nei diversi cilindri del motore dell'auto, mentre le valvole di aspirazione si aprono e si chiudono in modo preciso. I pistoni nei cilindri scendono per far entrare il carburante e poi salire per comprimerlo. La candela in ciascun cilindro quindi accende il carburante contenuto all'interno di ciascuno dei cilindri per far girare l'albero motore, che invia la potenza necessaria per muovere le ruote.

I motori ad iniezione diretta lo fanno diversamente

D'altra parte, i motori ad iniezione diretta sono più efficienti a causa del fatto che saltano un passo in questo complicato processo. Invece di far sospendere il combustibile e mescolarlo con l'aria in un collettore di aspirazione, viene inviato direttamente nella camera di combustione. Un altro modo in cui i motori ad iniezione diretta sono più efficienti è perché utilizzano una miscela più sottile di aria e carburante. Ciò significa che c'è più aria rispetto al carburante - un rapporto 40: 1. Nel frattempo, se c'è più carburante che aria, allora è una miscela ricca. L'uso di una miscela relativamente magra aiuta a allungare il carburante, quindi non devi spendere i tuoi soldi guadagnati duramente in ricariche ogni paio di giorni.

Le miscele di carburante magro possono essere bruciate in modo più conservativo, rispetto alla loro controparte "ricca". Anche le miscele di carburante più magre vengono bruciate più completamente in un'auto, specialmente se utilizzate insieme a un motore ad iniezione diretta. Un motore ad iniezione diretta erogherà il carburante direttamente nella parte della camera di combustione con la temperatura più alta. Nella maggior parte dei casi, questo è da qualche parte vicino alle candele dell'auto. Ciò significa che c'è meno spreco rispetto alla tecnica di dispersione dell'aria utilizzata in un motore a benzina standard.

I vantaggi dell'iniezione diretta

Ci sono anche parti sul motore ad iniezione diretta che non sono disponibili su quello standard e viceversa. Ad esempio, i motori ad iniezione diretta hanno qualcosa chiamato binario del carburante che aiuta a portare il carburante direttamente agli iniettori. Questa è la parte che consente di bypassare il collettore di aspirazione dell'aria. Esistono anche programmi specializzati sui computer di gestione del motore che possono dirti come è necessario misurare cose come la portata e la dimensione delle goccioline. A parte i confronti chiave che abbiamo discusso in precedenza in questo articolo, non c'è davvero molto contrasto tra i due. Nonostante ciò, la differenza in termini di prestazioni è abbastanza evidente.

I motori ad iniezione diretta sono anche migliori per l'ambiente rispetto ai motori standard a causa delle loro emissioni più pulite. I motori ad iniezione diretta hanno convertitori catalitici che riducono notevolmente gli effetti negativi degli alti ossidi delle emissioni di azoto (NOx) che provengono dall'iniettore diretto di carburante nei cilindri del motore. Questo effetto è più evidente nei motori a iniezione diretta a due tempi che si trovano in veicoli come motociclette fuoristrada e moto d'acqua.

Se installi un turbocompressore nella tua auto, potresti ritrovarti a risparmiare ancora più carburante. Questo perché un turbocompressore aiuta a fornire ulteriore energia a un veicolo aspirando aria fredda e soffiando aria fredda. Se questo suona familiare, è perché funzionano in modo simile a un motore a reazione. Questa aria calda è diretta verso la parte posteriore dell'unità dove passa una turbina, che a sua volta aiuta a guidare un compressore vicino alla parte anteriore del motore. Poiché più aria viene pompata in quest'area, il carburante viene bruciato in modo più efficiente, producendo più "energia al secondo". Un compressore funziona allo stesso modo, ma è invece alimentato dall'albero motore.

Alcune auto provengono già dai rispettivi produttori turbo o sovralimentato. A causa della potenza aggiuntiva prodotta da queste parti, gli esperti affermano che il consumo di carburante è ridotto del 15%. Dicono anche che l'iniezione diretta di benzina conferisce a un'auto una coppia enorme di fascia bassa del 50% in più rispetto a una variante di motore standard. Queste cifre da sole possono essere molto interessanti per qualsiasi proprietario di auto là fuori.

Contro possibili

Sebbene abbiano molteplici vantaggi, i motori ad iniezione diretta non sono necessariamente perfetti. Per cominciare, producono quantità piuttosto elevate di NOx, come menzionato in precedenza. Le emissioni prodotte sono complessivamente più pulite, ma ciò non cambia il fatto che siano lì. Questo è il motivo per cui è importante mantenere i motori a iniezione diretta ben mantenuti - per ridurre al minimo il deflusso di questi malsani particolati.

Per ora, i motori ad iniezione diretta sono anche più costosi da produrre rispetto ai motori a benzina standard. Sono circa il 5% più costosi rispetto ai motori normali. Avere un'auto che spruzza direttamente carburante per la combustione potrebbe costare diverse centinaia di dollari in più in virtù delle rotaie del carburante diretto e dei convertitori catalitici. Mentre questo può sembrare un investimento pesante in anticipo, se prevedi di utilizzare frequentemente la tua auto a iniezione diretta di benzina, a lungo termine risparmierai più denaro grazie alla sua efficienza del carburante superiore.

Il futuro dei motori ad iniezione diretta

In precedenza, i motori a iniezione diretta - come quelli usati di default nelle auto diesel - erano più lenti e rumorosi. Ciò ha spento molti piloti durante l'offerta iniziale in cui questi motori si basavano fortemente sull'efficienza del carburante per vendere. Tuttavia, sono passati i tempi di questa inferiorità. Poiché il rumore e la mancanza di accelerazione non erano così importanti in Giappone e in Europa, entrambi hanno compiuto enormi sforzi in termini di sviluppo di motori ad iniezione diretta per il mercato di massa. In effetti, entrambi affermano di essere i primi a farlo. Grazie a queste nazioni, questi motori sono ora molto più silenziosi e offrono più potenza che mai.

È positivo che i produttori stiano già esaminando come affrontare gli effetti negativi di questi svantaggi. Ad esempio, gli NOx dei motori a iniezione diretta hanno iniziato a scomparire grazie alla combinazione degli effetti dei convertitori catalitici e alla più recente tecnologia nota come ricircolo dei gas di scarico. Funziona prendendo una parte del gas di scarico di un veicolo e restituendolo ai cilindri del motore per un'ulteriore combustione. Non solo è migliore dal punto di vista ambientale, ma aiuta anche a migliorare l'efficienza del carburante portando più aria.

Le case automobilistiche stanno inoltre valutando i prezzi dei loro motori ad iniezione diretta in modo più competitivo a causa della recente impennata di questa tecnologia nel mercato di oggi. A parte le parti che ora sono molto più convenienti di prima, stanno anche sviluppando tecniche che riducono notevolmente i costi di sviluppo di queste macchine a basso consumo di carburante. Questi non solo rendono i motori più economici, ma consentono anche di produrli a una velocità maggiore. Sarà interessante vedere come si evolveranno i motori a iniezione diretta, soprattutto ora che devono competere con i motori ibridi a benzina e le auto elettriche.

C'è così tanto in serbo per il futuro dei motori a iniezione diretta. Ad esempio, le case automobilistiche degli Stati Uniti stanno iniziando a risparmiare carburante. General Motors (GM) offre un motore Ecotec che più di una dozzina di veicoli della loro gamma utilizzava dall'inizio di questo decennio. Ford è un altro sviluppatore statunitense all'avanguardia di questa tendenza. Offrono un motore EcoBoost che può essere trovato in milioni di loro veicoli, risalente al 2009. Sono ufficialmente nove anni che Ford utilizza l'iniezione diretta e non mostrano assolutamente alcun segno di rallentamento.

Ora sai quanto è diretta l'iniezione e come funziona. Se hai intenzione di acquistare un'auto nel prossimo futuro, potresti prendere in considerazione l'idea di acquistarne una con questo tipo di motore. Non solo è più efficiente in termini di consumo di carburante, ma è anche migliore per l'ambiente.