motori diesel di ieri di oggi a confronto

[andrea-cesenat]

come funziona il common rail ( TDi )esiste anche in versioni aspirate ( DCi )

La pompa ad alta pressione mette il gasolio in pressione in genere con pochi giri e la trasferisce al condotto comune
La pressione viene regolata grazie ad una valvola controllata elettronicamente in modo da mantenere nel condotto comune, comunemente chiamato "flauto", la pressione richiesta dalla centralina elettronica e il combustibile giunge quindi gli iniettori andando in due zone, uno posto al di sopra ed uno al di sotto dell'ago polverizzatore, le due forze contrastanti si annullano e l'ago resta in posizione di chiusura grazie alla piccola forza applicata da una molla, dove il vano superiore, detto camera di comando, ha uno sfogo regolato da una elettrovalvola.
Quando la centralina elettronica comanda l'apertura della valvola il vano superiore all'ago si svuota, la pressione presente nel vano inferiore comanda l'apertura dell'ago e inizia il processo di iniezione nella camera di combustione, che finisce solo quando viene interrotto il comando alla valvola e la formazione di pressione nella camera di comando determina la chiusura dell'ago polverizzatore.
Con la sonda lamba che non ho aggiunto in precedenza, è un'altro sensore che serve per capire se c'è presenza di CO o NOx, quindi viene anche regolato l'iniezzione, mentre andiamo.
I primi sistemi sono stati a una iniezzione, cosa attuale nei mezzi pesanti che soro riusciti ad arrivare intorno ai 6 kmt/Lt e quelli grossi attorno i 3,5 4 Kmt/Lt, mentre nei mezzi diciamo che si usa la B si ha lavorato anche sull iniezzioni.
Viene regolato la fasatura e quanto gasolio iniettare, quindi si utilizza meno gasolio, perchè una volta arrivato ad un'andatura desiderata, al giusto anticipo e dosaggio, si può calare l'iniezzione.
Nei prossimo post spiegerò la pompa, ce ne sono diverse.
una pompa di alta pressione dei moderni common rail
[video]http://www.youtube.com/watch?NR=1&feature=endscreen&v =WQsBMPLYMDA[/video]
ciao

 

[Noyz]

All'ora è stato detto che i motori a 4 tempi aspirati girano a max 2000 giri/min , il perchè il suo fronte di fiamma è lento e viaggia a 0,0025 sec eppure sono stati usati sia nelle vetture che nei mezzi pesanti, poi solo per i secondi e spesso con più di 4 cilindri con la distinzione come è stato spiegato nel post #2, che le automobili disponevano della precamera con l'aggiunta della candeletta (iniezzione indiretta), mentre i mezzi pesanti e agricoli con iniezzione diretta.
Con la sovralimentazione si può alzare i regimi e potenza, consiste nel calettare in aspirazione un compressore volumetrico o centrifugo in allumionio e per dare il moto a esso collegandolo al volano con cinghia o ingranaggi, direttamente nel volano dei servizi o con un'alberino comandato da un'altra turbina calettata negli scarichi in ghisa.

pricipio turbina FGT
Con la geometria fissa s'intende una turbina con pale aleicoidali (le pale danno una figura di un'elica) o centrigugo (in un disco metallico dove sono fissate pale a raggio, ma curve) che non varia inclinazione di esse e per non comprimere troppo in'aspirazione con rischi di rotture al motore per eccesso, si utilizzano diversi modi.
Un modo è quello con una farfalla che "socchiude" in aspirazione comandata con una valvola sensibile alla deppressione creata nel filtro dell'aria, un'altro aprire una valvola che scavalca la turbina nello scarico comandata o dalla compressione presente in aspirazione presente prima del cilindro o comandata dalla depressione presente nel filtro d'aspirazione.
pricipio turbine VGT
la geometria variabile il compressone ha pale elicoidali, dove sono collegate spesso così, all'albero la parte anteriore snodabile e posteriore viaggia in un binario a forma di cerchio comandato da un'asticella con i soliti metodi citati sopra per le fisse o con un'elettrovalvola gestita dalla centralina, un condotto che potra al filtro strozza o apre con richiamo a molla l'asticella , che allontanandosi e avvicinandosi il binario, può inclinare più o meno le pale, permettendo una compressione "variabile".
Con la sovralimentazione si mette più aria in camer di combustione e iniettando più gasolio, però bisogna calcolare sia la grandezza del compressore, dove in casi estremi si può persino "fondere", un apropriato Intercooler per "raffreddare" l'aria compressa, se c'è una turbina calettata negli scarichi anche lei deve essere proporzionata, ci sono casi dove si tronca di netto l'alberino che accoppia i due organi.
ciao

cavolo andrea hai scritto tutto mentre ero in vacanza!!! :WC:

aggiungo qualche cosa sulla turbina:
come è fatta lo sappiamo tutti, due chiocciole che contengono le giranti; queste due giranti sono messe in collegamento tra loro da un alberello che solitamente poggia su un velo d'olio che garantisce lo "stacco" della bronzine e una bassissima resistenza nel suo movimento (esistono anche cuscinetti ceramici ma quà siamo più sulle competizioni). La prima girante mossa dai gas di scarico è contenuta in una chiocciola solitamente in ghisa per resistere alle altissime temperature dei gas, l'altra chiocciola solitamente è in alluminio e la girante al suo interno può avere varie forme in base alle esigenze e, come già detto, può avere geometria fissa (FGT) o variabile (VGT).
la turbina, come detto, "pompa" l'aria in camera di scoppio e per fare ciò deve girare velocissima, una piccola turbina, ad esempio, con poco meno di 100 mila giri al minuto riesce a portare mezzo metro cubo di aria al secondo, aumentando i giri al minuto la portata di aria cresce di 4 volte e la pressione di 8!!

Turbina FGT:
ha geometria fissa, andrò a descrivere le valvole che regolano le pressioni.
- valvola waste-gate: il suo compito è proteggere la turbina (e il motore) ed fermare l'aumento di pressione del turbo che, essendo collegato alla quantità di gas di scarico, aumenterebbe costantemente con l'aumentare dei giri fino alla rottura del motore. questa valvola può essere a controllo elettronico (centralina) o meccanico/pneumatica. quella meccanico/pneumatica (quella "classica") sfrutta un polmoncino metallico posto subito dopo la chiocciola in allumino (quella che sovralimenta il motore) tra turbina e intercooler (o motore se l'intercooler non è presente) su di un ramo parallelo. In questo polmoncino è presente un "piatto" sotto cui sta una molla con una certa taratura: se l'aria in entrata al polmoncino ha una pressione tale da abbassare il piatto e vincere la forza della molla sotto di esso si apre la valvola waste-gate che fa scaricare la pressione in eccesso. In questo modo il polmoncino "sente" sempre la pressione del turbo, quando questa è eccessiva apre la waste-gate che fa sfiatare la pressione in eccesso.
-valvola by-pass: il suo compito è evitare il colpo d'ariete che si avrebbe togliendo il pedale dall'acceleratore, la turbina infatti per inerzia continuerebbe a pompare aria in camera. Sostanzialmente si tratta di una valvola posta tra intercooler (se presente) e motore che, aprendosi, porta l'aria in pressione a monte della turbina evitando sovralimentazioni indesiderate in fase di cut-off del motore (taglio del carburante perchè si sta decelerando) e allo stesso tempo tiene in pressione la turbina diminuendo i ritardi di risposta alla successiva accelerata. l'attuazione può essere elettronica (sui diesel) o meccanica (sui benzina).
(Giusto per completezza, sui benzina la valvola by-pass si apre per depressione essenso posta subito dopo la valvola a farfalla: quando si alza il piede dall'acceleratore la farfalla si chiude e il collettore si svuota di aria (l'aspira il motore) e per depressione apre la valvola contenuta in un polmoncino che viagga in parallelo alla valvola a farfalla scavalcandola). esiste anche un altra valvola comandata da un relè che si aziona quando il pedale dell'acceleratore va a fondo corsa, questa valvola regola l'overboost e non fa altro che ingannare la lettura della pressione del polmoncino a permettendo pressioni della turbina maggiori per un breve lasso di tempo.
-valvola pop-off: identica alla by-pass, la differenza che l'aria non viene riportata a monte della turbina ma fatta sfiatare nel vano motore con il caratteristico suono. viene utilizzata quando le pressioni sono molto alte (solitamente nelle competizioni)

turbina VGT:
sfrutta un attuatore elettronico che varia la geometria delle palette della girante che sovralimenta: in sostanta in questa girante la parte finale delle palette è mobile, muovendo questa parte varia il profilo della girante aumentandone la portata di aria. a giri bassi il profilo è quello minimo per ovviare all'inerzia di una girante grande, ai regimi medi "si apre" per sfruttare la massima portata, a regimi alti si richiude per diminuire la portata svolgendo le funzioni della valvola waste-gate (che sulla VGT non è presente)


nella foto una turbina con valvole waste-gate e by-pass (però è di un benzina... è l'unica che avevo...)
1)condotto verso by-pass
2)condotto azionamento by-pass
3)by-pass
4)condotto che riporta l'aria a monte della turbina
5)relè waste-gate
6)condotto waste-gate
7)valvola overboost
8)waste-gate
9)polmoncino waste-gate
10)valvola a farfalla

:decoccio::decoccio:

 

[andrea-cesenat]

Ben tornato dalle vacanze Noyz
cosa pensi ci sia da aprofondire?
ciao
:decoccio:

 

[Noyz]

Ben tornato dalle vacanze Noyz
cosa pensi ci sia da aprofondire?
ciao
:decoccio:

ciao Andrea, grazie..

io credo che dopo la descrizione delle varie pompe del gasolio si possa già iniziare a parlare dei primi diesel Alfa, cioè dal 1995 TD della VM (Alfetta e Giulietta auto diesel più veloci al mondo nel1982, record sulla pista di Nardò) fino ai vari 1.8, 2.4 e 2.5 sempre VM.

poi mi sembra di aver letto da qualche parte su internet, un annetto fa, di un progetto Alfa abbandonato dopo l'acquisizione di Fiat (strano...) per un diesel boxer.... provo a vedere se trovo qualcosa in più o era solo una delle tante leggende...

:decoccio:

 

[andrea-cesenat]

Sì, anche per me può essere considerato anche per un motore boxer, teniamo presente che stanno pensando i marchi importanti di utilizzarlo anche nelle corse, nel 2006 ci hanno fatto la "24 ore" , però da un pò c'è la FIA sarebbe la corsa dei camion e il tractor pulling ecco un video
Turbine e Ricambi Nuovi o Seminuovi Elaborazioni â?¦. - TURBOPLANET
Spieghiamo la pompa, iniezioni e poi parliamo dele nostre Alfa.
ciao a domani

 

[Melo81]

Ragazzi mi permetto di aggiungere qualcosa sul sistema di gestione Common rail e Common-rail M-jet, tratti da un lavoro fatto con l'università e il centro ricerche Fiat, dove vengono evidenziati gli aspetti innovativi principali che hanno consentito l'installazione dell'Iniezione diretta sulle auto di serie:
I sistemi Common Rail di prima generazione gestiscono una piccola iniezione, detta Pilot, attuata alcuni millisecondi prima dell’iniezione principale (Main). Tale iniezione garantisce una forte riduzione del rumore di combustione, una migliore avviabilità a freddo e un incremento della coppia a bassi regimi a scapito di un certo peggioramento del particolato. In aggiunta, una iniezione Post può essere attuata per gestire sistemi di post-trattamento dei gas.
Come detto subito sopra, a fronte dei notevoli vantaggi prodotti dalla combinazione di iniezioni descritta si ha un certo peggioramento delle emissioni di particolato, peggioramento accettabile per soddisfare i limiti delle emissioni EURO 3, ma insufficiente nei confronti delle prossime emissioni EURO 4. Qui entra in gioco la tecnologia Multijet di seconda generazione.​

Il concetto che sta alla base delle iniezioni multiple è di suddividere l’iniezione principale in una sequenza di tre iniezioni ravvicinate (Pre-Main-After), mantenendo la possibilità di attuare le iniezioni Pilot e Post con molta più flessibilità temporale.
Con questo approccio la durata dell’iniezione principale può essere gestita indipendentemente dalla pressione di iniezione. Le potenzialità delle iniezioni multiple sono state verificate sul motore Alfa Romeo 1.9 JTD 16v ed, in seguito, su altri motori diesel del gruppo Fiat-GM Powertrain e in particolare sul motore 1.3 Small JTD.
Entriamo più nel dettaglio per quanto riguarda la descrizione le funzioni assolte dalle inezioni sopra descritte.
La Pre permette di controllare la velocità di combustione della fase premiscelata, riducendo ulteriormente il rumore di combustione rispetto al common rail di prima generazione e favorendo l’accendibilità e quindi il comportamento del motore a freddo in termini di rumorosità ed emissioni di idrocarburi (fumosità azzurra). La pre iniezione si comporta quindi in modo simile alla iniezione Pilot, garantendo però un contenimento del particolato (soot) e del CO.
L’iniezione After, posizionata alcune centinaia di microsecondi dopo la main, produce un innalzamento della temperatura in camera di combustione favorendo una post-ossidazione del soot generato precedentemente nella fase di combustione, e consente di migliorare, entro un certo limite, il compromesso tra le emissioni di NOx e quelle di particolato.

 

[Noyz]

Ragazzi mi permetto di aggiungere qualcosa sul sistema di gestione Common rail e Common-rail M-jet, tratti da un lavoro fatto con l'università e il centro ricerche Fiat, dove vengono evidenziati gli aspetti innovativi principali che hanno consentito l'installazione dell'Iniezione diretta sulle auto di serie:

I sistemi Common Rail di prima generazione gestiscono una piccola iniezione, detta Pilot, attuata alcuni millisecondi prima dell’iniezione principale (Main). Tale iniezione garantisce una forte riduzione del rumore di combustione, una migliore avviabilità a freddo e un incremento della coppia a bassi regimi a scapito di un certo peggioramento del particolato. In aggiunta, una iniezione Post può essere attuata per gestire sistemi di post-trattamento dei gas.
Come detto subito sopra, a fronte dei notevoli vantaggi prodotti dalla combinazione di iniezioni descritta si ha un certo peggioramento delle emissioni di particolato, peggioramento accettabile per soddisfare i limiti delle emissioni EURO 3, ma insufficiente nei confronti delle prossime emissioni EURO 4. Qui entra in gioco la tecnologia Multijet di seconda generazione.​

Il concetto che sta alla base delle iniezioni multiple è di suddividere l’iniezione principale in una sequenza di tre iniezioni ravvicinate (Pre-Main-After), mantenendo la possibilità di attuare le iniezioni Pilot e Post con molta più flessibilità temporale.
Con questo approccio la durata dell’iniezione principale può essere gestita indipendentemente dalla pressione di iniezione. Le potenzialità delle iniezioni multiple sono state verificate sul motore Alfa Romeo 1.9 JTD 16v ed, in seguito, su altri motori diesel del gruppo Fiat-GM Powertrain e in particolare sul motore 1.3 Small JTD.
Entriamo più nel dettaglio per quanto riguarda la descrizione le funzioni assolte dalle inezioni sopra descritte.
La Prepermette di controllare la velocità di combustione della fase premiscelata, riducendo ulteriormente il rumore di combustione rispetto al common rail di prima generazione e favorendo l’accendibilità e quindi il comportamento del motore a freddo in termini di rumorosità ed emissioni di idrocarburi (fumosità azzurra). La pre iniezione si comporta quindi in modo simile alla iniezione Pilot, garantendo però un contenimento del particolato (soot) e del CO.
L’iniezione After, posizionata alcune centinaia di microsecondi dopo la main, produce un innalzamento della temperatura in camera di combustione favorendo una post-ossidazione del soot generato precedentemente nella fase di combustione, e consente di migliorare, entro un certo limite, il compromesso tra le emissioni di NOx e quelle di particolato.

aggiungo... con il sistema Multijet con 5 iniezioni si può avere un ulteriore iniezione per lo spurgo del DPF.

:decoccio:

 

[Melo81]

aggiungo... con il sistema Multijet con 5 iniezioni si può avere un ulteriore iniezione per lo spurgo del DPF.

:decoccio:

....Quella che dici è la "AFTER".....che viene attivata per la rigenerazione....

 

[Noyz]

....Quella che dici è la "AFTER".....che viene attivata per la rigenerazione....

la 5°

io sapevo: la 1° per le partenze a freddo aiuta a ridurre il tipico "balla tutto" che si avevano nei JTD (quindi gli unijet), la 2° è la pre, la 3° la main e la 4° la "post", nel senso che non è la principale ma serve comunque ad ottimizzare la combustione. la 5° per la rigenerazione.

cavolo stiamo correndo troppo! forse conviene dire qualcosa sui VM prima di passare al 1.9 JTD 105cv (direi storico per l'innovazione che ha dato) e tutti gli unijet fino al multijet e multijet TST (anche se per ora su alfa non si è visto....).


il primo VM fu il 2.0, motore storico in quanto regalo all'alfa il primato di auto diesel più veloce (poco meno di 158km/h a Nardò). la sua evoluzione fu il 2.4, il basamente infatti in comune (4 cilindri), ma la vera particolarità è la distribuzione che non è ne a catena ne a cinghia: a cascata di ingranaggi!

su Alfetta il 2.0 TD è il primo motore diesel sovralimentato di una casa italiana, sviluppa 82cv a 4200 giri, raggiunge i 155km/h e consuma circa 8,4/100km. Il 2.4 (uscito dopo) ha 95cv a 4200 giri e porta l'Alfetta a 165km/h con un consumo medio di 8,1km/litro.


in realtà il primo diesel su Alfa fu nel 1976 il 1.8 aspirato Perkins, 52cv a 4000 giri, 136km/h di massima e 0-100 in 26 secondi. inutile aggiungere che fu un flop clamoroso su un auto sportiva come la Giulia........

 

[andrea-cesenat]

YouTube - EXTREME MACHINES - TRUCK RACING

Tranquillo Noyz, siamo quì per parlare proprio di loro i motori ciclo diesel, infatti mi so preprarando una lista di tutte le alfe di ieri e di oggi e magari le guardiamo rispetto le altre.
Il common rail è un sistema semplice, perchè non richiede un fasamento "preciso" della pompa facendo lavorare la centralina con i suoi sensori per "capire" il motore, però necessita di una pompa ad alta pressione.

La pompa
A stantuffi
Nel post #7 avevo spiegato una pompa con i piatti contrapposti, ma inclinati formando una V, questa è chiamata "a presa di forza" , mandandola a notevoli giri, mentre quella in linea potrebbe funzionare anche lei ma a regimi minori, perchè l'aberino lavora come gli alberi a cammes, collegando i rispettivi tubini tra loro convogliandoli al flauto( più idoneo per il TDi ).
A stantuffo nei mezzi industriali pesanti viene accompagnato spesso alla pompa del gasolio, due stantuffi a comando idraulico a alta pressione da una pompa idraulica sempre a statuffi, come la pompa idraulica dei muletti, dove viene caricato "apirando" gasolio uno, mentre l'altro comprime per l'impianto d'iniezzione.
Centrifugo
Un piatto con pale raggiali curve dentro a una cancassa, dove sia il piatto che la spalla delle alette sono molto ravvicine come il pistone nel cilindro (per capirci), permettendo a notevoli giri dell'alberino una compressione del gasolio.
Assiale
Una vite senza-fine dentro a un cilindro molto preciso come sopra, semplice e può essere mandata a notevoli giri generando compressione.
A ingranaggi
Due ingranaggi contrapposti (un sistema analogo viene usato anche nei compressori), spesso la dentatura è a spirale formano una vite senza-fine, anch'essi devono avere una carcassa con l'entrata e l'uscita all'opposto e i denti scoperti devono avere la parete molto vicina come sopra, a un medio regime.
non viene più usata perchè si cerca l'alta pressione, ma su un CDi, può farcela.

La pompa serve a getto continuo, ma sopratutto è "tarata" per quella cilindrata, cioè se è stata progettata per un 1.9 non sarà uguale a un 2.4, poi esiste il turbo e non, quindi andando a "rimappare" rosicchierà quel surplus di gasolio in più che era stato tenuto per la tolleranza, ma devi allungare l'iniezzione se hai un turbo-compressore.
Una cosa che non l'ho mai letto in giro per il forum, il gasolio che è composto di C13H28, ma può arrivare a C18H38, quindi vuole la prima 40 O (mollecola di ossigeno), che si trova a circa 15% nell'aria e visto che comprime aria il motore anche in sovralimentazione, poca aria anche se nel PMS garantisce la combustione, deve essere sufficente per garantire una perfetta combustione senza troppo gasolio ne troppa aria, il giusto.

La temperatura come ha spiegato Melo ha la sua importanza con la combustione e con gli euro 1, 2,..... infatti da un rapporto di compressione 12:1 si è arrivati a circa 16:1, perchè anche il rapporto di compressione nel diesel è sensibile e può rende meglio o peggio, diciamo al minimo e dintorni e agli alti regimi, deve essere a basso rapporto di compressione, mentre a medio regime deve avere altro rapporto di compressione.
Nei link ci sono camion da competizione, quelli avranno compressori all'ordine di 10 bar con un rapporto di compressione a 6:1 e arrivano circa, non tutti sono uguali, a 7000 giri, oltrepassando i 400 km/h, dove possono, mentre un generatore elettrogeno lavorando a 1500 giri/min continuo, è più favorito da un rapporto di compressione maggiore.
Il perchè nei alti regimi con sovralimentazione un rapporto eccessivo nel PMS ci ritroviamo una temperatura che fonderebbe la parte alta del motore.
ciao