Nelle note precedenti ho discusso dell'ibrido meccanico, pensando al tutto con un unico motore che funzioni alternativamente a scoppio ed in pressione meccanica. Per non sbilanciare fortemente i componenti, avevo supposto che nel funzionamento in pressione meccanica la pressione fosse all'incirca la stessa di quella ottenuta durante lo scoppio, dunque una pressione media diciamo 40 bar. Il tutto sarebbe stato ottenuto a mezzo di una camera di pre-espansione dell'aria compressa, che avrebbe ridotto la pressione da 700 a 40 bar e da li' l'aria sarebbe andata nella camera formata dal pistone e dal cilindro. C'e' pero' un piccolo ma importante particolare. Si ricordi la legge:

L = nRT ln(p2/p1)

dove p1 e' un'atmosfera. Evidentemente decrementando la pressione da 700 a 40 bar non si fa altro che diminuire il lavoro e dunque l'energia. In altre parole si disperde il patrimonio energetico elastico accumulato nel serbatoio da 700 bar.
Per ovviare a questo basilare inconveniente conviene allora pensare il motore ibrido in modo piu' complesso, e dunque un po' come si era fatto per l'idrogeno si introduce una camera piu' piccola, questa volta completamente separata, in cui far funzionare a 700 bar un pistoncino ausiliario collegato allo stesso albero motore con un perno di manovella opportuno. Quanto piu' piccolo? La risposta e semplice: per non sbilanciare l'albero motore tra il funzionamento a scoppio ed il funzionamento in pressione la forza esercitata sul pistoncino deve essere piu' o meno la stessa di quella esercitata durante lo scoppio. Ora ricordiamo che la forza e' la pressione per l'area e dunque si ha:

dette allora:
---------------------------------------
Fs forza dello scoppio

Fp forza della pressione

ps pressione dello scoppio

pp pressione della pressione meccanica

as alesaggio del pistone per lo scoppio

ap alesaggio del pistone in pressione

pi pi greco
----------------------------------------

si ha:

Fs = Fp => ps * pi as^2/4 = pp * pi * ap^2/4 =>

=> ps as^2 = pp ap^2 => ap = as sqrt(ps/pp)

ovvero:

1) [ ap = as sqrt(ps/pp) ]

Ad esempio, con un alesaggio del pistone di scoppio di 38mm ed una pressione media di scoppio di 40 bar ed infine una pressione meccanica di 700 bar si ha:

ap = 9.1mm

Cioe' l'alesaggio del pistoncino in pressione a 700 bar deve essere di circa 9mm all'equilibrio delle forze. Questo dunque ci dice due cose:

a) E' comunque necessario un set di cilindri additivo anche per l'ibrido meccanico

b) Le dimensioni del set di cilindri additivo e' molto ridotta in relazione al set di cilindri di base e dunque l'ingombro ed il peso additivi sono molto ridotti.

Si nota che ora un motore siffatto, esattamente come nel caso dell'ibrido elettrico, puo' funzionare nelle tre modalita':

1) Solo a scoppio

2) Solo meccanico

3) A scoppio + meccanico

Ecco allora le varie fasi del motore a cui ad ogni cilindro a scoppio e' associato un cilindretto in pressione. In questo caso e' stata rappresentata la terza strada cioe' il caso di massima potenza con lo scoppio piu' la pressione meccanica.
Le fasi attive sono indicate con ">>>" Si nota che nello scoppio la messa in pressione del pistone di pressione puo' essere opzionale

Codice:
ASPIRAZIONE
                                    >>>
|   (1)   | (1) |       |   (1)   |(700)|       |   (1)   | (1) |
|---------|-----|       |         |     |       |         |     |
|---------|-----|       |         |     |       |         |     |
|         |     |       |---------|-----|       |         |     |
|         |     |       |---------|-----|       |         |     |
|         |     |       |         |     |       |         |     |
|         |     |       |         |     |       |---------|-----|
                                                 --------- -----
      PMS                                             PMI


COMPRESSIONE

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|---------|-----|
|---------|-----|
|         |     |
|         |     |
|         |     |
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      PMS 

SCOPPIO

   >>>     [>>>]
| (100)   |     |      |   (1)   | (1) |
|---------|-----|      |         |     |
|---------|-----|      |         |     |
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      PMS                     PMI 

SCARICO

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Opinioni in merito sono gradite.

Regards,
Francesco 8)