Motore Diesel

[Simbor]

Ma come fa la compressione ad accendere la miscela?

La miscela è formata da aria e gasolio (in questo caso)....
L'elevato rapporto di compressione fa si che, una volta che il pistone arriva al PMS, il surriscaldamento dell'aria è tale da innescare l'accensione del volume di miscela intrappolato.
Su motori benzina, questo fenomeno è molto indesiderato e prende il nome di detonazione....
Solitamente si ha una detonazione quando la miscela aria benzina (rapp. stechiometrico) è molto magra (eccesso d'aria), oppure quando vi sono delle protuberante indesiderate in camera di scoppio che diventano dei veri e propri "punti d'innesco" a causa del calore accumulato dalle precedenti accensioni.
I motori Diesel lavorano SEMPRE in eccesso d'aria: per variare la loro velocità di rotazione viene variato il rapporto stechiometrico tra aria e gasolio: + gasolio entra, più lo scoppio sarà "corposo" e ne deriva una spinta maggiore, di conseguenza un aumento di giri/minuto....
I primi common-rail (letteralmente binario comune) erano esattamente come lo schema sopra riportato....
L'evoluzione in questi anni, dovuta alle sempre maggiori restrizioni delle normative sull'inquinamento, hanno portato ad evoluzioni ben maggiori...
Ora abbiamo motori Diesel con ottimi rapporti potenza/consumi: sono stati eliminati molti problemi che si avevano sulla prima generazione, ma con i nuovi sistemi se ne sono creati altri

I primi sistemi erano comunque rumorosi, l'iniezione vera e propria era gestita maluccio, i consumi erano accettabili per l'epoca, ma non paragonabili agli attuali....( è più corretto parlare di rendimento, più che di efficienza)....
La pressione dell'impianto di HP si attestava su 1400/1500 bar..oggi arriviamo tranquillamente a 2000/2500..
Già allora si avevano problematiche di condensazione, ovvero l'umidità contenuta inevitabilmente nei serbatoi condensava grazie al ritorno del gasolio "rovente" nel serbatoio, dovuto all'eccessiva compressione a cui era stato sottoposto il gasolio (parlo di quello di ritorno, non utilizzato per quel ciclo)...a questo si è ovviato egregiamente inserendo sia un radiatore/scambiatore sulla linea del ritorno, sia risolvendo parzialmente il problema alla fonte: viene compresso dalla pompa HP SOLO il gasolio necessario in quel dato momento, grazie ad un regolatore di portata.
La rumorosità è stata efficacemente soppressa (rispetto ai primi modelli) utilizzando iniezioni multiple per ogni ciclo (il multijet): in questi motori, ad ogni ciclo di iniezione, vengono effettuati 2/3 pre-iniezioni, un'iniezione principale (a volte anche 2) e una serie di post-iniezioni... Utilizzando questo sistema, si rende molto più omogenea la miscela aria gasolio in camera di scoppio, ma richiede iniettori capaci di sopportare sia 2000/2500 bar, che velocità di attuazione mai utilizzate prima... L'adozione di condotti di aspirazione idonei, riesce anch'essa a miscelare meglio la miscela (swirl e tumble)...come anche sfruttando l'esclusione di un condotto ai bassi regimi, si riesce a migliorare la velocità del fluido in ingresso e la sua "omogenuinità" .....
Ecco che vengono inseriti gli iniettori piezoelettrici, molto, molto più veloci dei tradizionali ad induzione.....
Su queste tipologie di motori (multijet) le candelette svolgono maggiormente un compito assai diverso dal solito "schema": solo in determinati periodi dell'anno (quando fa veramente freddo) esse fungono anche da preriscaldamento, ma la loro funzione principale è quella di agevolare l'innesco della miscela a regimi di rotazione bassi e medio-bassi, TUTTO l'anno, anche con 50° di temperatura ambiente.....
Ultimamente, per rientrare nelle sempre più restrittive norme EURO, alcune vetture (di sicuro le Mercedes Classe A e B Diesel) vengono messe in moto coi SOLI gas di scarico: non appena il motore fa 2 scoppi, il parzializzatore dell' EGR si chiude (non permettendo all'aria fresca di entrare) e l'EGR stessa si spalanca per fa defluire i gas di scarico in aspirazione.... Questo sistema permette di portare molto in fretta il catalizzatore a temperatura d'esercizio, abbassando decisamente i gas nocivi nei primi minuti di funzionamento... Come molti sanno, le valvole EGR (exaust gas recircle) nei Diesel sono molto soggette a "imbrattamenti"...con questo sistema, una volta che diventa MOLTO imbrattata, il motore non si mette più in moto (i difetti a cui mi riferivo prima).....

Penso di averti già oltremodo tediato....non vado oltre

[Ayrton]

Ma come fa la compressione ad accendere la miscela?

è una domanda retorica o lo vuoi sapere davvero...?

[A320 Pilot]

quindi in sostanza se non abbiamo più l'alternatore e la batteria , il FADEC non funziona più e non alimenta gli iniettori ...quindi FADEC failure = engine failure .......ora capisco perchè un mio amico parlava di backup battery sul DA42.................

[tartan]

Ma come fa la compressione ad accendere la miscela?

è una domanda retorica o lo vuoi sapere davvero...?

Era retorica, ma la domanda iniziale era questa di seguito

salve a tutti, se prendiamo in considerazione un motore a scoppio...rispetto a quello a benzina quali sono le differenze ????' quello a diesel è per forza dotato di sistema a iniezione ??? cioè non può essere dotato di carburatore a vaschetta ??? inoltre da quello che ho studiato per la patente di guida ....nei motori a gasolio la combustione della miscela all'interno del cilindro avviene per compressione di essa e non per scintilla della candela......mi confermate che avviene questo anche nei motori aeronautici ???

e allora mi sembrava che dire che nel diesel l'accensione è per compressione non fosse sufficiente.

Per simbor: Non mi hai tediato per niente, anzi grazie.

[Flyfree]

Mi permetto di precisare che nei diesel moderni la miscela viene nebulizzata molto più finemente rispetto ai vecchi motori con precamera, e questo rende la miscela facilmente combustibile per compressione anche all’avviamento. Negli attuali common-rail le candelette hanno un ruolo secondario di contenimento delle emmissioni inquinanti soprattutto ai bassi regimi.

@Tartan: gli iniettori nel diesel servono a nebulizzare la miscela ad alta pressione e renderal infiammabile per compressione. Nel motore a benzina la miscela invece viene solo aspirata e incendiata dalla candela.

[A320 Pilot]

ok , ma allora se in un normale motore a scoppio il motore si accendeva cosi :

starter on = elica in rotazione = rotazione albero motore = rotazione magneti = creazione corrente e alimentazione candele = avvio combustione....

invece in un motore diesel lo starter dove agisce ???

[Zapotec]

ok , ma allora se in un normale motore a scoppio il motore si accendeva cosi :

starter on = elica in rotazione = rotazione albero motore = rotazione magneti = creazione corrente e alimentazione candele = avvio combustione....

invece in un motore diesel lo starter dove agisce ???

starter on = elica in rotazione = rotazione albero motore

Due sensori (nel caso di iniezione elettronica, ovviamente), uno sull'albero della distribuzione e uno sull'albero motore permette alla centralina di conoscere la "fase" del motore e iniziare l'iniezione nei cilindri corretti. L'energia elettrica in questa fase deve essere fornita dalle batterie. Poi quando il motore è in moto, l'alternatore carica la batteria e fornisce energia alle altre utenze

ciao ciao

[noone]

Riguardo alle candelette, intendeva dire che sui Diesel moderni il loro funzionamento è gestito interamente dalla centralina di gestione del motore.
Paolo

esattamente: considerando che in un motore diesel aeronautico la centralina è una della funzioni del FADEC, si può ammettere che il FADEC di un centurion controlli le candelette.

Parlando d'altro, e' da notare come la tecnologia abbia migliorato il rendimento e le prestazioni del motore diesel, ma allo tesso modo abbia trasformato un otore totalmente indipendente dalla corrente elettrica (dopo l'accensione) in un motore totalmente dipendente dalla corrente elettrica... l'unica soluzione è la rindondanza, doppie batterie e, nel caso dei monomotori, anche doppi generatori... per i bimotori ovviamente il probblema è meno sensibile...

[A320 Pilot]

ok , ma allora se in un normale motore a scoppio il motore si accendeva cosi :

starter on = elica in rotazione = rotazione albero motore = rotazione magneti = creazione corrente e alimentazione candele = avvio combustione....

invece in un motore diesel lo starter dove agisce ???

starter on = elica in rotazione = rotazione albero motore

Due sensori (nel caso di iniezione elettronica, ovviamente), uno sull'albero della distribuzione e uno sull'albero motore permette alla centralina di conoscere la "fase" del motore e iniziare l'iniezione nei cilindri corretti. L'energia elettrica in questa fase deve essere fornita dalle batterie. Poi quando il motore è in moto, l'alternatore carica la batteria e fornisce energia alle altre utenze


ma per albero della distribuzione intendi quel condotto collegato ai vari iniettori ??
ciao ciao

[noone]

L'albero della distribuzione dovrebbe essere quello collegato alle valvole ridotto 1:2, condotto di solito a cinghia, catena o cascata di ingranaggi. Solo raramente e' collegato agli iniettori, ed e' il caso dei diesel ad iniettore pompa.

[Flyfree]

Due sensori (nel caso di iniezione elettronica, ovviamente), uno sull'albero della distribuzione e uno sull'albero motore permette alla centralina di conoscere la "fase" del motore e iniziare l'iniezione nei cilindri corretti.

aggiungo che il sensore sull'albero della distribuzione serve per il riconoscimento del primo cilindro, in seguito per la fasatura si utilizza solamente il sensore sull'albero motore.

[vihai]

Solitamente si ha una detonazione quando la miscela aria benzina (rapp. stechiometrico) è molto magra

Temo che tu abbia frainteso cosa significa "stechiometrico".

Il rapporto quantitativo di una miscela è stechiometrico se e solo se le moli dei reagenti corrispondono ai coefficienti stechiometrici della reazione.

Quindi, se il rapporto è stechiometrico la miscela non può essere magra, per definizione.

È magra *proprio* perché c'è meno benzina rispetto al rapporto stechiometrico.

Ciao,

[Simbor]

@vihai:
Non ho frainteso....era solo per semplificare e restare nel "gergo"...
per definizione è corretto quanto dici...ed è giusta la correzione (almeno evitiamo spiacevoli malintesi)
Per applicazione in campo motoristico (in gergo appunto) si utilizza denominare un valore stechiometrico uguale a 1 quando corretto, inferiore o superiore quando "magro" o "grasso"....

in seguito per la fasatura si utilizza solamente il sensore sull'albero motore.

Non sempre......dipende !!!

.......... ed e' il caso dei diesel ad iniettore pompa.

...che ad ogni modo, richiede corrente elettrica per essere "regolato"....

[Flyfree]

in seguito per la fasatura si utilizza solamente il sensore sull'albero motore.

Non sempre......dipende !!!

Hai ragione, non ho specificato che mi riferivo allo stato attuale della tecnica common rail.

[nickthenava]

vorrei invece sapere come ha origine il processo di avviamento.
so che una volta venivano energizzati i magneti e poi c'era il tecnico o l'amico di turno che ti dava il primo giro di pale dell'elica a mano.

ora invece come ha inizio il tutto??
c'è le scintille suppongo si genereranno in una certa fase del moto del cilindro (circa 15/20° prima del punto morto superiore)e quindi chi sposta il cilindro in quella posizione prima che avvenga la prima scintilla??

ciauz

[Flyfree]

Forse è meglio ricordare che il sistema a iniezione diretta non è solo prerogativa dei motori diesel ma anche dei moderni motori a ciclo otto a benzina.

[Simbor]

Forse è meglio ricordare che il sistema a iniezione diretta non è solo prerogativa dei motori diesel ma anche dei moderni motori a ciclo otto a benzina.

Certamente Fly
Non è da molto (circa un decennio) che l'iniezione diretta è stata introdotta sul mercato automotive....
Ma se vuoi, siamo già oltre, col CGI (da almeno 4 anni)....
Esso funziona come un motore Diesel per regimi bassi e carichi motore molto "dolci", per poi passare al funzionamento normale nei restanti range....
Praticamente abbiamo che nei bassi regimi e carichi, la miscela viene di proposito tenuta magra, detonando come se fosse un ciclo Diesel............

[Luke3]

vorrei invece sapere come ha origine il processo di avviamento.
so che una volta venivano energizzati i magneti e poi c'era il tecnico o l'amico di turno che ti dava il primo giro di pale dell'elica a mano.

ora invece come ha inizio il tutto??
c'è le scintille suppongo si genereranno in una certa fase del moto del cilindro (circa 15/20° prima del punto morto superiore)e quindi chi sposta il cilindro in quella posizione prima che avvenga la prima scintilla??

ciauz

I motori a benzina automobilistico hanno l'anticipo di accensione variabile, che viene regolato a seconda del numero di giri. Sugli aeroplani invece questo non avviene. Siccome i motori aeronautici lavorano per la maggior parte del tempo alla potenza di crociera, l'anticipo di accensione e' fisso e ottimizzato per il numero di giri corrispondente alla potenza di crociera. Il problema e' che durante l'accensione l'anticipo deve essere zero, ossia l'accensione deve avvenire esattamente al punto morto superiore. Il problema e' stato risolto con un semplice congegno a contrappesi che secondo me e' puramente geniale. Quando il motore e' a giri di starter i contrappesi rimangono nella loro posizione iniziale e l'anticipo di accensione e' zero, appena il motore si accente la forza centrifuga della rotazione dell'albero motore scaraventa i contrappesi verso l'esterno, attivando un interruttore meccanico che inserisce l'anticipo fisso di accensione. Non ho mai guardato bene le schematiche quindi non so dirti esattamente dove sono questi pesi. Comunque se ci fai caso quando spegni il motore di un qualsiasi aereo a pistoni senti chiaramente tre stacchi netti dei pesi che ritornano nella loro posizione di riposo iniziale. Il sistema dovrebbe essere lo stesso anche per aeroplani come il Piper Cub che sono sprovvisti di starter

[Simbor]

@Luke: interessante.....

conoscevo l'anticipo meccanico dei vecchi spinterogeni auto a masse centrifughe.......



Che sia simile ????

[A320 Pilot]

ma quindi albero della distribuzione sei intende anche albero a camme ?? ovvero qeull'albero collegato alle valvole di aspirazione e scarico del cilindro ???

[JT8D]

ma quindi albero della distribuzione sei intende anche albero a camme ?? ovvero qeull'albero collegato alle valvole di aspirazione e scarico del cilindro ???

L'albero della distribuzione è l'albero a camme, che tramite le punterie va ad azionare le valvole di aspirazione e di scarico del motore.

Paolo

[A320 Pilot]

ok ottimo ..grazie ancora

[a_ndrea]

Fustigatemi pure a volonta' se dico una corbelleria, ma, forse, uno sviluppo meno spinto del Diesel in campo areonautico puo' essere dovuto anche alle temperature di esercizio piu' estreme?
Mi spiego: tra i posti piu' freddi del pianeta ove i motori (i diesel dei grossi camion) si trovano ad operare sistematicamente e' la Siberia; qui i motori risentono, almeno in alcuni periodi, di grossi problemi di avviamento, ad esempio, e di problematiche elettriche non indifferenti (per il freddo le reazioni chimiche avvengono piu' lentamente, ad esempio.)
Ora, se non ricordo male, le temperature ad una certa altezza, sono decisamente piu' basse di quelle siberiane.

Per cui il motore Diesel potrebbe avere una certa difficolta' a funzionare, quando la paraffina, freddandosi, diventa decisamente troppo densa.

[Luke3]

Beh ma i motori a pistoni sugli aeroplani vengono usati a quote piu' basse di quelle dei voli di linea. La maggior parte di questi aeroplani vola sotto i 12000 piedi visto che in media (poi dipende dalla persona e dal tipo di operazioni che si svolgono) al di sopra di quella quota serve l'impianto di ossigeno. Se dovesse essere installato comunque con turbocompressore e tutto in pochi casi si superano i 20000 piedi. Le temperature a quella quota vanno sotto zero ma non credo sotto quelle siberiane. Parlo di benzina pero', non conosco il service cieling dei diesel non avendoci mai volato.
Comunque e' una bella sfida anche avviare un normale Lycoming per il primo volo della giornata alle 8 del mattino di Gennaio quando fanno 2 gradi fuori, sotto una certa temperatura credo che senza il preheat non vai da nessuna parte. Il club qui' proibisce addirittura di tentare un avviamento sotto i 35F senza preheating (che ad Atlanta capitera' magari due giorni l'anno ).

[noone]

Ciao!
escludendo l'avviamento mattutino a base temperature, che è difficoltoso anche (soprattutto)con i benzina aeronautici, per il volo in quota non vedo particolari problemi: in primo luogo i diesel finora sviluppati sono motori raffreddati a liquido, dove una termovalvola bypassa i radiatori quando il liquido è sotto una certa temperatura rimandando l'acqua pescata dai cilindri direttamente ai cilidri, o mischiandola se necessario con acqua fredda del radiatore.
In'oltre ad alta quota da quel che mi ricordo i problema è l'opposto: è vero che fa molto freddo, ma l'aria è più rarefatta e l'umidità molto bassa: il motore ha poche molecole con cui scambiare calore quindi tende a scaldarsi, ma potrei aver detto una ca***ta...
Vanni

[Zortan]

Forse è meglio ricordare che il sistema a iniezione diretta non è solo prerogativa dei motori diesel ma anche dei moderni motori a ciclo otto a benzina.

Certamente Fly
Non è da molto (circa un decennio) che l'iniezione diretta è stata introdotta sul mercato automotive....
Ma se vuoi, siamo già oltre, col CGI (da almeno 4 anni)....
Esso funziona come un motore Diesel per regimi bassi e carichi motore molto "dolci", per poi passare al funzionamento normale nei restanti range....
Praticamente abbiamo che nei bassi regimi e carichi, la miscela viene di proposito tenuta magra, detonando come se fosse un ciclo Diesel............

ma cosa stai dicendo ??? ma quale detonazione ? non esiste pistone al mondo che regge alla detonazione di una miscela troppo magra aria benzina, si buca il pistone come se gli avessi tirato una fucilata. I componenti meccanici in grado di reggere a questa cosa li devono ancora inventare.

[noone]

la tecnologia descritta esiste, si chiama DiesOtto, è stata portata avanti da MB e funziona circa come descritto, un motore benzina che a bassi regimi funziona come un diesel ed a alti come un otto
http://en.wikipedia.org/wiki/DiesOtto
Quello che ritengo sia sbagliato è, come fatto notare, parlare di detonazione, si tratta piuttosto di autaccensione della carica. la detonazione è una conbustione a velocità supersonica, non applicabile al motore (il fronte di fiamma nella camera di scoppio è subsonico). che poi ogni detonazione in un motore si trasformi in un buco nel pistone, da esperienza personale, mi sembra un tantino eccessivo...
Just my two cent
Vanni

[nickthenava]

Scusate se non ho ancora capito, ma quindi c'è un un motorino di avviamento o no negli aerei a pistoni ?i pesetti di cui si e' parlato non penso si possano mettere in moto da soli o comunque ci sara'un organo che darà il primo abbrivio al sistema. O no??
Grazie
Ciao

[Flyfree]

Scusate se non ho ancora capito, ma quindi c'è un un motorino di avviamento o no negli aerei a pistoni ?i pesetti di cui si e' parlato non penso si possano mettere in moto da soli o comunque ci sara'un organo che darà il primo abbrivio al sistema. O no??
Grazie
Ciao

Certo che si!!!
Metti in moto chiudendo i contati e girando la chiave e/o premendo un pulsante.

[Simbor]

ma cosa stai dicendo ??? ma quale detonazione ? non esiste pistone al mondo che regge alla detonazione di una miscela troppo magra aria benzina, si buca il pistone come se gli avessi tirato una fucilata. I componenti meccanici in grado di reggere a questa cosa li devono ancora inventare.

Lapidatemi...fucilatemi....torturatemi.....perchè HO sbagliato a scrivere un termine.... e qui, non è permesso sbagliare !!!!!
Non importa se poi il concetto è corretto: non si deve sbagliare nemmeno a scrivere un accento, altrimenti vieni lapidato !!!!

Noone (grazie per puntualizzazione ), nonostante io abbia scritto "fantascienza pura", ha perfettamente capito a cosa mi riferivo....senza nemmeno "tirarmi una pietra" !!!!

[nickthenava]

Scusate se non ho ancora capito, ma quindi c'è un un motorino di avviamento o no negli aerei a pistoni ?i pesetti di cui si e' parlato non penso si possano mettere in moto da soli o comunque ci sara'un organo che darà il primo abbrivio al sistema. O no??
Grazie
Ciao

Certo che si!!!
Metti in moto chiudendo i contati e girando la chiave e/o premendo un pulsante.

Ok tutto chiaro. Grazie

[Zortan]

la tecnologia descritta esiste, si chiama DiesOtto, è stata portata avanti da MB e funziona circa come descritto, un motore benzina che a bassi regimi funziona come un diesel ed a alti come un otto
http://en.wikipedia.org/wiki/DiesOtto
Quello che ritengo sia sbagliato è, come fatto notare, parlare di detonazione, si tratta piuttosto di autaccensione della carica. la detonazione è una conbustione a velocità supersonica, non applicabile al motore (il fronte di fiamma nella camera di scoppio è subsonico). che poi ogni detonazione in un motore si trasformi in un buco nel pistone, da esperienza personale, mi sembra un tantino eccessivo...
Just my two cent
Vanni

non esistono motori in produzione che funzionano ad autoaccensione con benzina, solo prototipi. Chi ci riesce diventa stramultimilionario perchè il rendimento passerebe dal 25% a oltre il 50, che per un motore a scoppio è un valore stellare.

[Zortan]

ma cosa stai dicendo ??? ma quale detonazione ? non esiste pistone al mondo che regge alla detonazione di una miscela troppo magra aria benzina, si buca il pistone come se gli avessi tirato una fucilata. I componenti meccanici in grado di reggere a questa cosa li devono ancora inventare.

Lapidatemi...fucilatemi....torturatemi.....perchè HO sbagliato a scrivere un termine.... e qui, non è permesso sbagliare !!!!!
Non importa se poi il concetto è corretto: non si deve sbagliare nemmeno a scrivere un accento, altrimenti vieni lapidato !!!!

Noone (grazie per puntualizzazione ), nonostante io abbia scritto "fantascienza pura", ha perfettamente capito a cosa mi riferivo....senza nemmeno "tirarmi una pietra" !!!!

scusa non volevo essere offensivo. però di fatto motori ad accensione spontanea in produzione non ce n'è, quando ce ne saranno li monteranno sulle auto e prima che venga montato su un aereo passeranno eoni, visti i criteri di affidabilità e ridondanza richiesti.

[DragonFly]

Il problema e' stato risolto con un semplice congegno a contrappesi che secondo me e' puramente geniale. Quando il motore e' a giri di starter i contrappesi rimangono nella loro posizione iniziale e l'anticipo di accensione e' zero, appena il motore si accente la forza centrifuga della rotazione dell'albero motore scaraventa i contrappesi verso l'esterno, attivando un interruttore meccanico che inserisce l'anticipo fisso di accensione. Non ho mai guardato bene le schematiche quindi non so dirti esattamente dove sono questi pesi. Comunque se ci fai caso quando spegni il motore di un qualsiasi aereo a pistoni senti chiaramente tre stacchi netti dei pesi che ritornano nella loro posizione di riposo iniziale. Il sistema dovrebbe essere lo stesso anche per aeroplani come il Piper Cub che sono sprovvisti di starter

stai probabilmente parlando dei motori cosiddetti "counterweighted".
Comunque per info ci sono anche i "non-couterweighted".

[noone]

stai probabilmente parlando dei motori cosiddetti "counterweighted".
Comunque per info ci sono anche i "non-couterweighted".

Sei sicuro che non sirferisca al sistema di govrnor con o senza contrappesi?!?