Scuderi Motoru ve klasik 4 silindirli motoru kabaca kıyasladığınızda arada zekice bir fark görürsünüz. Her iki motor da 4 silindire sahiptir, düz, V ya da boxer tipi olabilir ve her ikisi de kendini ispatlamış piston, valf, krankmili, bağlantı milleri, yakıt enjektörler, vs gibi parçalardan oluşan teknolojiyi kullanır. Ama, benzerlikler ancak bu kadardır.
Scuderi’nin bölümlenmiş çevrim motorundaki üst ölü nokta sıkıştırma çevriminden sonrası aralarında bağlı sıkıştırma ve genleşme silindirlerine bölünmüştür. Krank milinin her bir dönüşü için bir yanma çevrimini tamamlar. Çift silindirlerden her biri, motorun dört çevriminden ikisiyle sorumludur: bir silindir emme ve sıkıştırma çevrimlerini üstlenirken, diğer silindir genleşme ve egzoz çevrimlerini üstlenir.
Bu iki silindir birbirine geçiş kanalı ile bağlıdır. Bu kanalın görevi ise havanın silindirler arasında yüksek basınçla düzenli şekilde geçişini sağlamaktır. Geçiş kanalının her iki ucunda da tamamen değişken ve dışa açılan valfler bulunur.
Geçiş kompresör valfi (XovrC) kompresör silindirinden geçiş kanalına hava transferini kontrol ederken, geçiş genleşme valfi (XovrE) geçiş kanalından genleşme silindirine hava transferini kontrol eder.
Yakıt genleşme kısmına doğrudan ya da genleşme silindirinden transferi sırasında havaya enjeksiyon portundan enjekte edilebilir. Geçiş kanalında oluşan sonik akış ve yüksek türbülans hava – yakıt karışımını iyileştirecektir ve yanma prosesinin kararlılığını arttıracaktır. Yanma hızı yüksektir ve %10-90 yanma süresi 120’lik krank açısına denk gelir. Aşırı hızlı yanma prosesi ve yakıtın geç eklenmesi sayesinde vuruntuyu önleme imkanı sağlar ve genleşme çevriminin hızlı olması, egzoz gazı devridaimi olmadan konvansiyonel motorlara göre NOx emisyonunun ciddi miktarda düşürülmesine olanak verir.
Ayrı ve ölçüleri itibariyle asimetrik olan silindirlerin bileşimi ve tamamıyla değişken subap mekanizması, motorun optimizasyonu için yüksek derecede esneklik sağlar. Deplasman oranı, çapın piston strokuna oranı, sıkışma-genleşme oranı, sıkışma genleşme fazları ve gaz transfer fazı, optimizasyon şartlarına göre ayarlanabilir.
Miller çevrimi ile SCUDERI™ bölümlenmiş çevriminin kıyaslaması
Frank Miller, Miller çevrimini geliştirdiğinde amacı, supergüçlendirilmiş dört zamanlı motorun, sıkıştırma strokunu, genleşme strokundan kısa tutarak termal verimliliği arttırmaktı.
Miller’in çözümü valf zamanlamasını ayarlayarak emme valfini, piston alt ölü noktasına ulaşmadan önce kapatmaktı. Erken zamanlama yaklaşımı sıkıştırma strokunu kısaltırken, genleşme strokunu uzatmıyordu. Ancak, bu yaklaşımda valf zamanlaması maksimum hacimsel verimi alacak şekilde optimize edilemiyordu ve silindir hacminin bir kısmı kullanılamıyordu. Öte yandan, valf erken kapanırken piston ve hava hızının yüksekliğine bağlı olarak pompalama kaybı söz konusuydu.
SUCERI bölümlenmiş çevrim motorunda ise turbosarjdan ve uzatılmış genleşme strokundan dolayı, Miller motorunda mümkün olmayan önemli bir avantaj söz konusudur
Emme valfi zamanlamasını değiştirmek yerine Scuderi bölümlenmiş çevrim motorunda genleşme strokunun uzaması sıkıştırma silindirinin sabit hacminin genleşme silindirine göre küçük tutulması ile başarılmış. Silindir boyutlarını farklılaştırarak emme zamanlaması düşük piston hızına denk gelmiş ve optimum düzeyde sıkıştırma pompa kayıpları söz konusu olmadan sağlanmış.
Gerektiğinde güç, gerekmediğinde depolama
Kompresör, jeneratör ya da araba motoru olarak kullanılırken, Scuderi motoru’nın sıkışmış hava enerjisini düşük enerji talebi süresince saklayıp, yüksek talep sırasında kullanması, motorun boyutlarının, ağırlığınun düşürülebilmesine, spesifik güç ve torkunun yükseltilebilmesine, yakıt tüketiminin ve emisyonunun düşürülebilmesine olanak sağlamış.
Diğer içten yanmalı motor teknolojilerinden farklı olarak Scuderi motorunun bölümlenmiş çevrim teknolojisi sıkıştırma prosesini genleşme prosesinden ayırarak, sıkıştırmayı ve genleşmeyi birbirinden bağımsız hale getirmiş, bir proseste üretilen enerjiyi, bir diğerinde ihtiyaç duyuluncaya kadar saklamayı mümkün kılmış.
