Sistemi di Iniezione Benzina & Diesel

[hawui1]

Rispondo prima per l'EGR..
In realtà  molti la chiudono per evitare che le tubazioni che portano l'aria al motore e il motore stesso si riempiano di schifezza.. specialmente nel diesel dove i gas di scarico contengono particolato, quello che viene ricircolato dall'EGR, prima di essere bruciato nel motore, in gran parte si deposita nei condotti, sul fungo delle valvole etc.. C'è da dire però che con l'EGR attiva il rendimento è migliore ed i consumi diminuiscono leggermente.. inoltre le temperature in camera di scoppio sono inferiori..
Ovviamente anche questo ricircolo di gas combusti è un compromesso.. troppo pochi vuol dire praticamente non avere vantaggi e avere maggiori emissioni di NOx.. troppi vuol dire far bruciare male anche la carica fresca (maggiori emissioni di HC e di particolato).. infatti le case investono moltissimo sulla ricerca delle strategie migliori per ricircolare i gas a seconda delle condizioni di lavoro del motore e fanno lunghe prove al banco per ottimizzare le emissioni sia degli HC (idrocarburi incombusti) che dei famigerati NOx (composti azotati responsabili delle piogge acide).. In genere quindi chiudere l'EGR fa rimanere il motore e i condotti più puliti ma peggiora leggermente i consumi oltre a far decollare le emissioni di NOx (specialmente sul Diesel)..

Per la carburazione. Parlando di motori benzina, quasi tutte le auto girano vicino allo stechiometrico.. poco sotto (magro) a velocità  di crociera e ai bassi carichi, poco sopra (grasso) se viene richiesta più potenza (ad es. in accelerazione). Le sonde lambda montate sulle auto infatti sono normalmente in grado di leggere rapporti lambda solo nella banda vicina allo stechiometrico. Fanno eccezione solo i motori ad iniezione diretta di benzina.
Una miscelazione magra porta maggiore propensione del motore a girare alto ma uno svilimento delle prestazioni ai regimi medio bassi. La carburazione magra inoltre fa aumentare parecchio le temperature in camera di scoppio fino, in casi estremi, a far grippare il motore o fondere i pistoni con relativo sfondamento dei medesimi (specie sui motori turbo). La carburazione magra inoltre, proprio per questa sua propensione a far aumentare le temperature può causare facilmente preaccensioni indesiderate e sui motori turbo la famigerata detonazione, che in pochi secondi porta alla distruzione del motore. Per questo nei motori sovralimentati benzina la carburazione è di ESTREMA importanza ed eventuali fluttuazioni della pressione turbina possono essere pericolosissime. La carburazione grassa per contro, riduce le temperature di esercizio del motore, aumenta i consumi e tende a peggiorare il rendimento agli alti regimi.

Nei motori diesel invece curiosamente avviene per certi versi il contrario. Il gasolio in eccesso fa aumentare le temperature, specie oltre i limite in cui comincia a produrre dosi consistenti di particolato (punto di fumo).. Rapporti invece molto alti 50:1 non comportano alcun problema nel Diesel, tranne la famosa produzione di NOx

[Colex]

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Il common rail è un sistema di alimentazione montato su motori diesel ideato nel 1997 dalla Fiat (con brevetto Magneti Marelli).


"Parto dalla fine, il "common-rail" o più semplicemente "collettore comune" è nato da una geniale idea di Robert Bosch nato ad Albeck, 23 settembre 1861 e morto a Stoccarda, 12 marzo 1942 e su questo non ci piove! "


Robert Bosch riuscì per primo a creare un dispositivo meccanico in grado di realizzarlo praticamente, ma solo molti decenni dopo la nascita del motore a scoppio: una pompa di iniezione in grado di far aprire a pressione una serie di polverizzatori (valvole meccaniche di iniezione) che iniettano il gasolio all'interno dei cilindri del motore.

Fino a circa 10 anni fa, l'unico modo di far andare un motore diesel era quello di adottare una pompa di iniezione meccanica del tutto analoga a quella inventata decenni or sono da Robert Bosch, dotata di sistemi di regolazione elettronica, miglioramenti di vario tipo, ma pur sempre una pompa meccanica.

Questo è stato un limite del diesel fino alla nascita del Common Rail


Il common rail (creato nel centro ricerche FIAT) realizza qualcosa di eccezionale per chi abbia studiato il motore diesel: un sistema di iniezione del gasolio completamente elettronico.

Il common rail è quindi dotato di un collettore comune mantenuto in pressione da cui si diramano 4 o 5 tubazioni (una per ogni cilindro) in corrispondenza di altrettanti elettroiniettori. Gli elettroiniettori si aprono quando ricevono un opportuno comando elettrico dalla centralina elettronica di gestione.

é difficile da tradurre L'inglese?

http://en.wikipedia.org/wiki/Common_rail ci troviamo nel 1960 ed era appena stato inventato

[hawui1]

Non capisco cosa intendi Colex

[Colex]

Era un quote proveniente da questa discussione : viewtopic.php?p=701082#p701082 Mi ero scordato di specificarlo

[hawui1]

Ancora con la questione della FIAT ed il Common Rail?
La FIAT NON ha inventato il Common Rail .. e neanche il principio della sua applicazion motoristica che fu studiato dai ricercatori del politecnico di Zurigo a partire dagli anni '30.. per contro ha guidato un gruppo di sviluppo (composto da Magneti Marelli, Elasis e FIAT appunto) per la sua prima applicazione sui motori automobilistici.. Le ricerche di questo gruppo comunque non si rivelarono conclusive tanto che FIAT decise di comune accordo con i partners di cedere il brevetto alla BOSCH per l'industrializzazione con il solo vincolo di NON fornirlo in licenza al gruppo VAG (che all'epoca era concorrente diretto di FIAT).. BOSCH poi ne ha fatto uno standard mondiale e ha incassato delle cifre da spavento..
Quindi dire che l'ITALIA ha contribuito molto all'introduzione del Common Rail in campo automobilistico è VERISSIMO.. dire che FIAT ha inventato il Common Rail non è corretto..
Un pò come il discorso del desmodromico che molti pensano sia stato inventato da Taglioni e dalla Ducati.. mentre Taglioni ha il grande merito di averne realizzato la prima applicazione ad un motore motociclistico e di averne affinato le potenzialità .. ma il desmodromico non è neppure un brevetto Ducati !
La prima applicazione del Desmo (su un motore F1) è della Mercedes.. che poi lo abbandonò..

[Colex]

...con il solo vincolo di NON fornirlo in licenza al gruppo VAG (che all'epoca era concorrente diretto di FIAT)..

Questa non la sapevo è spiegherebbe il motivo per cui vag ha puntato al'iniettore pompa...
Ma VAG nello sviluppo di esso si è affidato a partner esterno oppure per lo più in casa?

[hawui1]

Questa non la sapevo è spiegherebbe il motivo per cui vag ha puntato al'iniettore pompa...

Infatti

Ma VAG nello sviluppo di esso si è affidato a partner esterno oppure per lo più in casa?

non ho capito quale dei due sistemi intendi per "esso" comunque sia l'iniettore pompa che il più recente CR sono sviluppati da VAG in collaborazione con BOSCH
per la cronaca.. anche l'iniettore pompa come sistema esisteva già .. il gruppo VAG in partnership con BOSCH ne ha studiato l'applicazione a sistemi propulsori leggeri..

[Colex]

Mi riferivo all'iniettore pompa

So che quello che dirò è una boiata ma è giusto per curiosità , con le opportune modifiche il sistema dell'iniettore pompa non sarebbe applicabile anche a un motore benzina

[MIKIXT]

So che quello che dirò è una boiata ma è giusto per curiosità , con le opportune modifiche il sistema dell'iniettore pompa non sarebbe applicabile anche a un motore benzina

Non avrebbe senso perchè la pressione d'iniezione sui motori benzina è molto più bassa e non richiede una nebulizzazione così raffinata come sul diesel, almeno per motori "normali". Almeno questo è quello che so io.

Sarebbe un costo e una complicazione non da poco visto che il PDE è più complesso, ad esempio, del CR.

[Cbx-FR]

La mia domanda è: cosa succede alla benzina se viene compressa (in piccole dosi) ad oltre 2000 bar?

[Colex]

Infatti questa era una delle mie curiosità 

[MIKIXT]

La mia domanda è: cosa succede alla benzina se viene compressa (in piccole dosi) ad oltre 2000 bar?

Termonuclear global war (cit.)

Si accenderebbe da sola senza bisogno di candele

[hawui1]

Si accenderebbe da sola senza bisogno di candele

senza aria non si "accende" (=ossida) niente..
quanto all'atomizzazione la viscosità  della benzina è molto inferiore a quella del gasolio.. per questo l'importanza della pressione di iniezione è inferiore.. inoltre c'è il fenomeno del ritardo di accensione dovuto alla complessità  delle catene di idrocarburi nel gasolio che può essere contrastato da un'atomizzazione più fine.. nel caso della benzina le frazioni sono più leggere e questo problema è molto meno stringente. Per ultimo un sistema di iniezione come l'iniettore pompa è troppo poco flessibile per adattarsi ad una tipologia di iniezione sofisticata come quella a carica stratificata.. teniamo infatti presente che su un motore a gasolio non c'è il problema della carburazione.. su un motore benzina iniezione diretta sono ben tre le modalità  di funzionamento.. quindi il PD sarebbe costoso, inutile e insufficientemente flessibile per questo scopo..
Nel passato si sono visti esempi di iniezione meccanica anche sul benza ma solo di tipologia indiretta.. ora che c'è l'iniezione diretta a gestione elettronica e tutte le normative antinquinamento che obbligano a sofisticati controlli delle fasi di utilizzo del motore in ogni dettaglio non penso proprio che si ritorni indietro..

[MIKIXT]

senza aria non si "accende" (=ossida) niente..

si beh questo sicuramente, non intendevo dire quello


domanda: in passato alcune case automobilistiche commercializzavano motori benzina con i.d. (es Mitsu 1.8GDI, Ar 2.0 JTS...).

Perchè tali sistemi sono stati abbandonati per tornare all'iniezione tradizionale, al contario di VW che dopo l'FSI ha sviluppato il TSI?

[hawui1]

I motivi possono essere molteplici.. io ti dico quello che ho sentito, voci che girano..
I motori iniezione diretta benzina sono, in teoria, una scelta molto efficiente e sulla carta portano molti vantaggi... nella pratica però ci si scontra con situazioni alquanto differenti da quelle di progetto e con difficoltà  tecnologiche di non facile risoluzione.. in particolare:

- La riduzione dei consumi promessa su strada è quais sempre molto inferiore al dato teorico, questo perchè l'utilizzo prevalente del motore specie in città  impedisce ella maggior parte dei casi il funzionamento in regime supermagro. Alla fine quindi hai un costo notevole per la ricerca/industrializzazione che riversi sull'utente ma il beneficio è limitato.
- Lo studio della "stratificazione" e dei regimi a carico parziale è estremamente complesso, per le case comporta studi sugli iniettori, sul cielo dei pistoni e sulla conformazione della camera di scoppio che utilizzano programmi di simulazione estremamente sofisticati e siamo ancora in regime di industrializzazione iniziale per molte case. In particolare GDI se mi ricordo bene aveva deluso abbastanza le attese (forse era arrivato troppo presto). JTS stesso non è stato una rivoluzione e appare più come uno step intermedio.
- Il sistema di iniezione alta pressione per i motori i.d. è più costoso e delicato di quello per i "cugini" ad iniezione indiretta

Da questo punto di vista Audi è stata la casa che ha creduto di più in questa tecnologia sviluppando l'iniezione diretta in ambito sportivo con investimenti notevoli, questo ha comportato un accumulo di conoscenze e lo sviluppo di una tecnologia già  più avanzata della maggior parte delle altre case. Questo bagaglio tecnologico consente ad Audi di industrializzare motori i.d. estremamente sofisticati pur con un ricarico sull'utente sufficientemente contenuto da poter mantenere un buon margine di guadagno. Nel caso dei motori Turbo, che con la corsa al downsizing stanno diventando un must per ottenere potenze ragionevoli anche da motori di piccola cilindrata, diventa prioritario sviluppare una tecnologia che riduca sensibilmente i consumi permettendo una flessibilità  sufficiente per poter controllare efficacemente le emissioni. Questa tecnologia passa per forza dall'iniezione diretta, quindi penso che le altre case siano solo in ritardo rispetto ad Audi, ma presto vedremo un fiorire di questa tecnologia prima sui modelli a più alto costo per via via estendersi ai modelli di minore costo quando l'industrializzazione e quindi i costi di produzione verranno abbattutti.

[Colex]

E il Multi Air Fiat come lo collocheresti sopratutto a livello di iniezione, perchè non ho ben capito se si tratta comunque di un motore a I.D... poi parere personale secondo me Fiat con questa tecnologia è entrata in un tunnel come VAG fece con il pompa iniettore ma non credo che fiat abbia un ritorno economico e un successo come VAG ha avuto con lo sviluppo del Pompa iniettore Visto anche che comunque il ritorno economico investendo sul Diesel sia nettamente superiore sopratutto negli anni passati

[hawui1]

Se mi ricordo bene questi primi modelli MutliAir sono a iniezione indiretta.. per quanto riguarda la tecnologia in se direi che per ora i vantaggi promessi non si sono concretizzati.. la riduzione dei consumi è ben inferiore a quello che avrebbe dovuto essere ed il motore ad alto numero di giri tende ad essere più "opaco" del corrispondente motore con alimentazione ordinaria tramite farfalla.. inoltre l'affidabilità  nel tempo è ancora da verificare.. Sono stati preannunciati miglioramenti che dovrebbero includere anche il passaggio all'iniezione diretta.. vedremo..

[follo]

Il multiair NON è a iniezione diretta. Durante i vari slogan pubblicitari degli anni scorsi lo si considerava sempre i.d. ma poi è stato stranamente lanciato silenziosamente a iniezione indiretta promettendo che in futuro si sarebbe convertito.
Anche io ho guardato con interesse le prestazioni ed i consumi dei primi multiair provati e fin'ora sembra proprio un molto fumo e niente arrosto. Annunciato come la novità  tecnologica del secolo, si è rivelato niente di chè.
Ho giusto sottomano le rilevazioni di quattroruote della nuova punto evo 1.4 multiair da 105cv confrontati con la 1.4 normale 95CV:
Multiair - Normale
Vmax: 180,9 - 174,8
0-100: 11,2 - 13,6
70-120: 30,0 - 37,8
Cons.urbano: 11,4 - 11,2 (multiair con start&stop)
Cons.extra: 13,9 - 13,5
Cons.autos.: 12,2 - 10,9

Considerato che la base di riferimento (il 1.4 benzina fiat è tutt'altro che un motore di riferimento) è già  abbastanza scarsa, io noto consumi praticamente uguali a prima in città  e statale (in autostrada entrano in gioco anche le gomme montate e l'aerodinamica). Inoltre i tanto dichiarati miglioramenti di coppia hanno portato ad una mostruosa coppia di 130Nm a 4000 giri

Vogliamo dirlo o no che col multiair i motori fiat sono arrivati a quanto le altre case sono già  arrivate da anni con motori normali?