Promjenjivi omjer kompresije

Koliko puta smo samo čuli i pročitali pojam kompresijski omjer, no znamo li uistinu što znače navedene brojke koje susrećemo pod tehničkim podacima motora! Poput primjerice 12:1, 20:1 i slično. Omjer kompresije u biti predstavlja odnos između volumena svakog pojedinog cilindra motora kada je klip u donjoj mrtvoj točki i volumena cilindra kada je klip u gornjoj mrtvoj točki. Što su veći omjeri, veće su i razlike između volumena navedenih stanja i obrnuto. U pravilu, manje kompresijske omjere imaju benzinski motori, a veće dizelski motori. Veći kompresijski omjer znači i veću iskoristivost motora, odnosno manju potrošnju goriva, dok manji kompresijski omjer u pravilu rezultira većom trenutnom snagom. Kombiniranjem omjera kompresije kod motora moguća je veća iskoristivost te prilagođavanje rada motora uvjetima vožnje. Ideja o promjenjivom kompresijskom omjeru motora datira još od 1920-ih godina, a jednu od prvih serijskih primjena imala je tijekom II. svjetskog rata u kojem je sovjetski tenk T34 bio pokretan upravo motorom sa mogućnošću promjenjivog kompresijskog omjera. Glavni razlog ovakvog motora bila je mogućnost korištenja razne vrste goriva. Sama ideja je dugo godina ostala zaboravljena u inženjerskim ladicama, a početkom 21.stoljeća čuveni proizvođač izvanbrodskih motora Evinrude, predstavio je dvotaktni motor sa promjenjivom kompresijom koji može raditi na više vrsta goriva, specijalno razvijen za vojne postrojbe. U modernoj automobilskoj povijesti švedski Saab je 2000. godine predstavio svoju viziju VCR (variable compression ratio) motora s promjenjivim omjerom kompresije. Prototipni benzinac je iz zapremine od samo 1500 kubičnih centimetara razvijao čak 218 konjskih snaga i 350 Nm okretnog momenta. No, financijski problemi ovog uglednog proizvođača na neko vrijeme su odgodili službeno predstavljanje modela. Ipak, mnogi drugi proizvođači poput Nissana, Mercedesa te malo poznatog francuskog MCE-5, nastavili su gdje je Saab stao.

Osnovna zamisao ovakvih motora je mogućnost automatskog reguliranja visine hoda klipa ovisno o režimu rada motora. Da bi se navedeno ostvarilo potreban je posve novi mehanizam pokretanja klipova koji će putem aktuatora i u ovisnosti o centralnom kompjuteru motora podešavati visine podizanja u svega 100 milisekundi. Pri tome najveći problem predstavlja način promjene obujma kompresije te izvedbe klipnjače i pojedinih zupčanika. Kako bi se navedeno ostvarilo potrebna je potpuno nova koncepcija motora sa blokom motora integriranim zajedno sa koljenastim vratilom odnosno radilicom, posebnim mehanizmom vođenja klipova, a sve to sa materijalima izdržljivijim nego kod klasičnih motora. Kod ovakvih motora radilica svojim ekscentričnim produžetkom pomiče klipove pomoću dodatnog produžetka bočno spojenog na klipove. U praksi, ovisno načinu vožnje centralna jedinica motora putem aktuatora na svakom cilindra aktivira mehanizam koji daje određeni hod klipovima. Svaki cilindar ima svoj vlastiti sustav za podešavanje, tako da se kompresijski omjer svakog cilindra može mijenjati neovisno od drugih cilindara. Gotovo nevjerojatno zvuči činjenica da se hod klipa može podešavati s preciznoćšu od 0.01 milimetra. Zahvaljujući ovakvoj koncepciji motora moguće je ostvariti visoke brzine vrtnje, ali i veliki okretni moment pri niskim okretajima čime se u biti u jednom motoru sjedinjuju najbolje karakteristike benzinskih i dizel motora. Motori s promjenjivom kompresijom mogu bez problema ostvarivati specifičnu snagu od preko 130 konjskih snaga po litri obujma i vrijednosti okretnih momenata rezervirane samo za turbo dizelaše impresivnog obujma. Francuski proizvođač MCE-5 je tijekom prošle godine iznio svoj koncept u završnoj fazi motora s promjenjivom kompresijom kod kojega je u djeliću sekunde moguće mijenjati omjer kompresije od 7:1 do 20:1. Budućnost je pred vratima!