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Inviato: Mar Apr 15, 2008 8:46 pm Oggetto:
exzf ha scritto:
@ Strosek.
Condivido le considerazioni sulla geometria della camera di combustione, tuttavia:
Prendiamo ad esempio due motori Otto di pari cilindrata, quattro cilindri, con diversi valori di alesaggio e corsa ed uguale velocità lineare del pistone, pari (per comodità di calcolo) a 15,3 metri al secondo. Peso dell'aria 1,25 grammi al litro, rapporto stechiometrico 14,7 a 1.
Motore uno, alesaggio 85 mm e corsa 71 mm, cilindrata 1.611,56 cc, 15,3 m/s raggiunti a 6.500 rpm (per l'esatteza 15,383 m/s). Per cui, a 6.500 rpm, il motore respira 1,61156*6500/2*1,25 = 6,547 kg d'aria e brucia circa 445 grammi di benzina.
Motore due, alesaggio e corsa di 75,5 e 90 mm, cilindrata 1.611.71 cc, 15,3 m/s a 5.100 giri esatti. Ovvero: 1,61171*5.100/2*1,25/14,7 = poco meno di 350 grammi di consumo. (95 grammi in meno al minuto ma si tenga conto che stiamo parlando di motori a tavoletta)
Sono calcoli teorici ma che si avvicinano molto alla realtà.
Ora capisco il tuo discorso...e sono d'accordo. Diciamo che con i valori da te impostati, un motore a corsa lunga potrebbe avere la stessa potenza quindi, tralasciando un po' di cose, gli stessi consumi. Se ci si spinge al limite, quindi ai famosi 27 m/s, un motore a corsa lunga avrà una potenza inferiore.
Citazione:
Il secondo punto, per quanto ne ho capito, non lo condivido, il particolato lo si potrebbe combattere coi gasoli sintetici (o qualità dei combustibili), l'urea serve ad abbattere gli ossidi d'azoto ed ha effetti trascurabili sul particolato.
Per quanto ne so io, il particolato nei diesel c'è perché la combustione incontra comunque zone ricche di combustibile e zone dove il combustibile non è ancora evaporato, sopratutto ai carichi medi-elevati. Ci saranno sempre NOx perché il fronte di fiamma incontrerà zone ricche di aria col risultato di rendere reattivo l'azoto. Certo, usando combustibili differenti si riesce a ridurre l'effetto, è la combustione in sé, per come si sviluppa, che porta alla formazione di PM ed NOx..
Uno dei modi per evitare ciò è la combustione omogenea: per certi versi è una via di mezzo tra la combustione diesel e quella benzina. La combustione è sempre spontanea, però si sviluppa in nuclei premiscelati isolati in cui il rapporto aria/combustibile è tale da non generare particolato (sopratutto perché tutto il combustibile è già iniettato) e la forte presenza di EGR fa in modo da abbattere gli NOx, oltre a fungere da regolatore della combustione (che altrimenti sarebbe un'espolsione).
Detta così è un po' complesa da comprendere immagino.. In pratica, anziché iniettare nei pressi del PMS e avere una combustione che parte quando ancora si inietta, si inietta in anticipo, si controlla il miscelamento facendo in modo da avere piccole aree composte da gasolio evaporato e aria miscelate opportunamente, isolate da gas di scarico.
PM ed NOx quasi nulli. Il problema è riuscirci
Dialogare tramite post è abbastanza difficile, almeno per me, in quanto non c’è immediata interattività tra gli interlocutori. In ogni caso, ed in riferimento al motore inventato dal prussiano, nato a Parigi ed annegato nel canale della Manica, di nome Rudolf:
Io distinguerei nettamente la formazione del PM dalle emissioni di NOX.
E’ pur vero che ci siano delle sinergie sui mezzi per combatterle.
Non ricordo più chi, comunque un ing. del CRF affermò che il Diesel E’ la camera di combustione, dovrei averlo letto su Motori ad alta potenza specifica di Pignone e Vercelli, volume che penso tu abbia, tratta bene l’argomento della forma delle camere di combustione nei motori di F1, dove ho visto che hai dato una chiara descrizione.
Da un’altra parte ho letto che il particolato è da imputare, in larghissima parte, ai residui dei processi di cracking impiegati per ottenere dal greggio percentuali maggiori di gasoli che altrimenti non si potrebbero ottenere, ovvero i gasoli sono HC formati da molecole contenenti da 15 a 25 atomi di carbonio (e genericamente più il doppio + due di atomi di H), prendendo il resto del greggio (olii pesanti composti da HC con + di 26 atomi di C) è possibile, tramite il cracking, spezzare le molecole e portarle nel range 15-25.
Per fare ciò occorrono dei catalizzatori metallici che, consumandosi, rimangono in minuscole particelle nel gasolio, dopo la combustione diverranno PM. Una piccola parte è da imputare alle sabbie che la distillazione non è riuscita a bloccare.
E’ comunque vero che una imperfetta combustione genera del particolato “crudo” ed HC incombusti. I dispositivi di EGR, riciclando i gas esausti, non ovviano al problema, anzi contribuiscono all’imbrattamento di camera di combustione e valvole, con effetti dannosi a lungo andare. La soluzione “attiva” rimane la qualità dei combustibili, quelli vegetali da oleaginose producono pochissimo PM, la soluzione “passiva” è il FAP.
Discorso diverso per le emissioni di NOX, l’azoto è presente per circa il 78% nell’aria e l’ossigeno serve per la combustione.
Diversamente dagli Otto, dove la potenza si regola con principalmente con l’aria immessa (e di conseguenza poi col carburante) nei Diesel la potenza si regola col combustibile, l’aria immessa è sempre quella, infatti non c’è farfalla sull’aspirazione.
I NOX crescono al crescere della temperatura, per cui raffreddamenti ad aria bye bye e chiaramente sono in rapporto ai volumi di fluido trattato.
A questo punto per limitare l’aria in eccesso (e di conseguenza i NOX) devi rimetter in circolo aria “inerte” cioè gia combusta, ed allora via libera agli EGR, nelle sue varie forme più o meno evolute, da condotti che partono dallo scarico, vengono raffreddati e reimmessi nell’aspirazione, a semplici. ma molto efficaci, riprofilature dell’albero a camme dello scarico, si fa riaprire per un breve periodo la valvola di scarico durante l’aspirazione.
Attenzione però a non limitare troppo l’ossigeno, a parte la mancata resa del motore, una combustione in difetto di O genera molto CO, ben peggio della CO2, il monossido di carbonio si sostituisce all’ossigeno nell’emoglobina e prenota un viaggio di sola andata al Creatore nel caso d’inalazione prolungata.
In alternativa all’EGR si adotta l’ADBLUE (soluzione di acqua al 40% di urea) che però va immessa in un serbatoio separato dal gasolio ed iniettata nel collettore di scarico in misura, circa, dell’1,7% del combustibile consumato. L’impianto si chiama, se non ricordo male, SCR, riduzione catalittica selettiva, la riduzione è il processo contrario all’ossidazione, tramite un catalizzatore si avrà poi ammoniaca allo scarico.
I due sistemi possono anche convivere sullo stesso motore.
Ribadisco comunque che, una camera di combustione progetta con le giuste turbolenze, da sempre una mano in entrambi i casi.
Questo fino a ieri, da oggi con gli HCCI e con nuovi modi di pensare cadono molte barriere.