Appunti Macchine a fluido II prova

Accensione a Scintilla

1. Schema base
2. Sistema a magnete
3. Sistema a spinterogeno
4. Sistema a 3 livelli
5. Iniezione elettronica

L'accensione a scintilla è presente nei motori ad accensione comandata a 4T, o più comunemente conosciuti come motori Otto: durante la fase di aspirazione all'interno del cilindro entra una miscela di aria e carburante (benzina) che permette l'accensione e quindi il funzionamento del motore. Nei cicli Otto il rapporto di compressione è più basso rispetto a quello di un ciclo Diesel: è che fa in chi non dà autoaccensione, o meglio non si raggiungono temperature pari a quelle di autoaccensione. Affinché vi sia l'innesco è necessaria la presenza di una candela che genera una scintilla che permette l'accensione della miscela. La scintilla avviene in una zona definita punto caldo, dove avviene l'innesco del quale poi parte il fronte fiamma che si propaga nella camera di combustione del cilindro.

1) Il sistema base di accensione è costituito da 2 parti: una parte definita primaria ed una definita secondaria. La parte primaria è formata da un commutatore, da un generatore, un ruttore/interruttore e da un avvolgimento (primario). La parte secondaria invece è costituita da un avvolgimento (secondario), un distributore e dalla candela.

• C: condensatore
• R: ruttore
• P: primario
• S: secondario
• D: distributore
• Cb: candela
• H: barra ferromagnetica

La tensione che garantisce la scintilla per l'innesco è data dalla seguente relazione V_S = M di_P/dt dove i_P è la corrente al primario. Il ruttore permette, se chiuso, il passaggio di corrente.

La scintilla picchia attraverso l'avvolgimento primario e la massa ferromagnetica, rimane una corrente indotta sull'avvolgimento secondario. L'andamento della tensione è possibile rappresentarlo con il seguente diagramma qualitativo.

S: può operare in corrente continua o alternata. Se si opera in corrente alternata, allora abbiamo un sistema a magnete.

2) Lo schema di un sistema a magnete può essere rappresentato da uno sistema qualitativo rappresentato in seguito.

comunicazioni con la torre di controllo. Per evitare ciò si inizia un sistema a 3 livelli schematizzato in seguito.

5) La soluzione più adottata oggi per l'accensione e l'inizio me elettronica. Lo schema qualitativo di un sistema a iniezione elettronica è riportato di seguito.

• circuito di base (secondario)
• principale

Il transistor PNP sostituisce il ruttore: può essere schematizzato come segue.

• C: collettore
• E: emettitore

μ = _Pc/^P √¹/_c

pmi’ = μ _λv’/^V pmi + (pc - pi)

Il termine _λv’/^V considera l’aumento apparente della cilindrata mentre (pc - pi) tiene conto della fase di aspirazione - scarico.

I gas, all’aprirsi della valvola di aspirazione, passano nello spazio morto da P a Pc comprimendosi con un volume minore; Vc < V_c secondo una politropica di esponente μ. I gas freschi di conseguenza hanno a disposizione un volume maggiore; ciò determina un aumento apparente della cilindrata.

_λv’/^λv = _{V + Vc - Vc’}/^V

_λv’/^λv = 1 + ₁/^{ρ - 1} [_{1 - Vc’/^Vc}] = 1 + ₁/^{ρ - 1} [_{1 - P/^Pc}]

La pme rappresenta il lavoro di ciclo meno il lavoro per vincere le resistenze passive.

pme’ = pmi’ - pvi’

4/10/2005

Come visto in precedenza, per calcolare _ps è necessario conoscere la _T5. Per calcolarla considero il primo principio della termodinamica in forma lagrangiana che ci dice che la variazione di energia interna è pari alla variazione del lavoro fornito più il calore fornito.

Consideriamo il cilindro in fase di scarico consumata.

_M' rappresenta la massa di gas combusti presente nel cilindro durante la fase di scarico. Una parte di tale massa rimarrà intrappolata nel volume di spazio morto noi trascureremo tale quantità nel nostro calcolo. Inoltre consideriamo i gas combusti gas perfetti.

• Δ_U = _{M' (u5 - u4)}: variazione dell'energia interna totale
• Δ_L = ps V₄ - ps V₅: dove (ps V₅) rappresenta il lavoro fatto dai gas per sostituirsi i gas del ciclo precedente
• Δ_L - Δ_U = ps V₄ - ps V₅ - ps M'₁(V₄ - V₅) = _M'(u5-u4) = 0
• k _M'(u5-u4) = ps M'₁(V₄ - V₅) = 0
• u = cv*_T
• v = _RI
• T₅ = 1/_k T₄ [ 1 + (K-1) _Ps/P₄] - Δ_T

_K rappresenta l'esponente dell'espansione per i gas combusti. Δ_T lo si valuta in base all'esperienza e rappresenta il...

Sistema Accoppiato: Motore Freno

Questa tipologia di accoppiamento è tipica nelle prove effettuate in laboratorio per rilevare le prestazioni della macchina. È necessario fare delle previsioni attendibili se:

• Utenza
• Consumo specifico

Entrambe le previsioni sono misure sperimentali indirette, ovvero ricavate tramite altre grandezze.

La coppia è fornita dalla macchina.

La potenza è fornita dalla seguente relazione:

• P = C · W

Quando effettuiamo misure e non calcoli, non si possono effettuare approssimazioni. In questo caso dobbiamo effetturare misure di coppia e velocità angolare.

W è legata al n° di giri dei motori; quindi possiamo effetturare la misura tramite tachimetri che possono essere:

1. Magnetici
2. Ottici
3. A contatto (poco usati)

Albero rotante → Il caso di gomma che cattura a contatto (attrito) la w. Il meccanismo consta di due ruote che per forza centrifuga vengono spinte verso l'esterno. Questo sistema ha degli inconvenienti: risulta essere impreciso e rischioso per l'eventuale danneggiamento ad organi rotanti.

1) ACCOPPIAMENTO MOTORE - GRUPPO di SOVRALIMENTAZIONE

2) VALVOLA WEST-GATE

3) TURBINA a GEOMETRIA VARIABILE

1) Nell'accoppiamento scegliamo un motore e un gruppo sovralimentatore ben definiti: questo vuol dire che devono essere note le caratteristiche del motore e del gruppo, in regio del compressore e della turbina. In pratica conosciamo la Ts e diverse condizioni di funzionamento del motore, la V in funzione del numero di giri, grafico di portata e rendimento bici, uo, portata e rendimento compressore; portata e β dalla turbina (funzionamento parabolico) e curva rendimento (β piccola). Partiamo dal calcolo della portata del motore non sovralimentato.

• G = 1/νe √ (V/m) / 2 (motore δT)
• νc = νve πν/νv = v/νm → caratteristica nota del motore non sovralimentato.
• G = 1√ Tc/T √ (νv/νv) √ f/p → 1/V ρ √ V/m/2 √ Tc/T ν'v/νv Pc/p √ V/Tc ρ √ V/m/2
• μ = 1√ Tc/T Pc/p √ Tc Pc/p
• G' = μ ν'v/νv ρ νv/νv V m/2

Il termine μ ν'v/νv ci mostra l'effettivo aumento di portata nel motore sovralimentato dovuto all'incremento della aria immessa all'interno dei cilindri. Per conoscere μ devo necessariamente conoscere Tc, e per far ciò effettuo un bilancio energetico tra lavoro autarchico e lavoro del compressore per ogni kg di aria.