Appunti Motori a Combustione Interna Parte I, prof. Mattarelli

POWERUNIT - MCI

I promotori, questi in parametri prestazionali, possono essere visti come la λ, la φ ed il numero fumico.

La velocità di rotazione del motore è indicato con N, con carico si intende il carico a cui viene sottoposto il motore. L’αc non si traduce in coppia o 100 se è full load.

Il rapporto aria/combustibile viene indicato con AFR o λ. Sono importanti anche le condizioni ambientali come: pressione, temperatura e umidità. Temperatura del liquido di raffreddamento e dell’olio non devono essere trascurati.

• Motori ad accensione comandata ➔ SPARK IGNITION
• Motori ad accensione per compressione ➔ COMPRESSION IGNITION

Nel primo caso il rapporto aria/combustile è tenuto costante durante la variazione del corso motori, nel secondo invece il controllo avviene tramite la quantità di combustibile introdotto dopo l’iniettore:

RELATIVE AIR/FUEL RATIO = λ = _AF/AF_{STECHIOMETRICO} → miscela ricca quando λ<1 miscela magra quando λ>1

EQUIVALENCE RATIO = φ = ¹/_λ → è esattamente l’opposto.

Nel MCI il momento più critico per le emissioni è quello che intercorrere tra l’accensione e il momento in cui raggiunge la temperatura di massimo efficienza ➔ intervallo di tempo detto WARM-UP.

BRAKE TORQUE = τ → POTENZA = P= T⋅2πn dove n è la velocità di rotazione. Si può ovvio fare riferimento al lavoro compiuto nel ciclo W e al numero di cicli nell’unità di tempo: P = W n’ dove n’ = n per 2 tempi e n’=ⁿ/₂ pi per 4 tempi. Inoltre si introduce la pressione media effettiva: BMEP = ^WI/_Vi dove Vi è la cilindrata ci si minimoss in tor sed è utile per capire il carico effettivo → è un parametro più utile rispetto della coppia.

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lavoro specifico che il motore compie in un ciclo

diviso le elaborato: BASE MEAN EFFECTIVE PRESSURE

BMEP = _W/_Vc

γ = NUMERO DI TEMPI

p = T ⋅ ∮n → W = _γ/₂ ⋅ BMEP ⋅ V_c → T = 2γ/_γ2

il motori aspirati BMEP ⋅ 10 ÷ 15 di massimo ;

per motori rondimentati: BMEP ⋅ 15 ÷ 25 di max (F1 ≥ 40!!!)

la notte nel cilindro l'energia non è W (- energia dei flessi)

l'energia che il pist.

ma è maggiore → tramite la trasmissione ci sono

tra motori diversi

delle portate etc. etc... → delle portate.

immagine che il pist

quindi: W_i = il lavoro INDICATO:

DIAGRAMMA DI INDICATORS per un motore

ad ascensione commotente → non è un

diogramma termodinamico perché le

trasformazioni sono reale e dunque

irreversibile!

TBC

= V_cc

= V_cc + V_j

V

generalmente lo scario ∗ avviene ad 1,5 bar linee e l’aspirazione ∗∗

e 0,9 bar circa (un uomo in molti delle occasioni non trattierabili).

_Wi = ∫ v pdV

→ notiamo che ci sono 2 aree in questo ciclo

di cui un’e pressione in senso orario (sempre ed

spassime) ed una in senso anti-orario (secario

da aspirazione).

L’area pressione in senso orario dona un contributo

positivo mentre quella pressione in senso anti-orario diventa un contributo

negativo.

Il lavoro indicato è il lavoro netto, cioè la differenza

tra l’area positiva e l’area negativa → attrazione più che non

comunque l’area infligge è negativa!

Nei motori molineliamente ad

esempio il lavoro da pompiaggio il contrario! Spesso allora l'integrale

Poichè _vil fo seguente relazione η_m = 1 - ^FMEP/_IHEP notiamo che, a parità di carico e quindi di IHEP, η diminuisce all'aumentare del numero di giri. Ora esaminiamo più l'influenza del carico: in condizioni di minimi giri IHEP = FMEP η_m = 0 -> si diminuisce del carico ci dobbiamo aspettare un cido dell'andamento meccanico. Per il rendimento di pompaggio occorre fare una distinzione fra tipi di motore ad accensione comandata e ad accensione montanese. Per i motori ad accensione montanese (diesel): il diminuire dell'aspirato o rimanere costanti in un motore aspirato quindi quello che dobbiamo omettere è un cido del rendimento di pompaggio (η_p - _Wp/_Wt^* colle pore, _Wp^* vole molto) e può tendimento fare il carico (cioè W^* rimane e quindi aumentano i giri di rotazione del motore dello stesso modo η_p diverso! Per i motori ad accensione comandata il peggioramento ci diminuire del carico diventa importante. Lo stesso delle fabelle genera un aumento della differenza di pressione -> l'aco di pompaggio aumenta e quindi aumentano W_p -> reggio dee nel diesel!! Anche per il rendimento di combustione h_c occorre distinguere tra motori ad accensione comandata e motori ad accessione montanese: nei diesel η_c tende ad essere sempre un po' più alto perché la combustione non è taceo carico due o carico potrebbe, quasi sempre completa -> nei diesel relativamente n'lonore con mineele molte (voc'è il diesel e minora delle quantità relomuttriche). Di motori ad accensione comandata rimee, quando rimano a pieno carico, le minete è sempre ritoe (voc'è le termine è in quantità maggiore di quella relomuttriche). Questo medu ri

IMEP = 41,7 bar

η_m = 0,93

η_TH,id = 0,68 tenendo un r = 18

η_o = η_p = η_c = 0,31

η_c = 1 perduto a 11500 rpm si lavora con densità mappe

Riprendo le teorie.

Ricordiamo alcune definizioni:

η_g = ^W⁄_mfqi = η_m η_p η_c η_AD η_TH,id η_c,i

BSFC = _mfP = ¹⁄_{ηg qi}

• DIESEL AUTO BSFC_MIN ≈ 210 g/kWh
• S.I. AUTO BSFC_MIN ≈ 240/250 g/kWh
• GDI AUTO BSFC_MIN ≈ 220/230 g/kWh
• DIESEL 2T BSFC_MIN ≈ 165 g/kWh

GDI = GASOLINE DIRECT INJECTION

P = η_g λ_s φ V_i ⁿ/_yc * k_t ⁿ/_yc

λ = 1/α_s

k_t/d_s = TONALITÀ TERMICA

Allora posso riscrivere:

P = η_g λ_s φ V_i k_t ⁿ/_yc

Nei motori ad accensione comandata, quando voglio diminuire

le perdite quello che mi serve è parzializzare attraverso la

farfalla le portate di aria → riduce il rendimento volumetrico

η_v. E rimane restia linea costante. η_g aumenta riducendo il carico in modo

abbiamo meno calore fornito.

Nel caso dei motori diesel possiamo distinguere tra motori

"normalmente aspirati" e motori aspirati quando voglio stendere la

diminuzione di P a parità di giri. Andiamo a calare la

quantità di combustibile iniettato e quindi scende il

rapporto di equivalenza; per un aspirato λ_s tende a

rimanere costante mentre per un sovralimentato λ_s va

alle stelle. η_m cresce e η_p scende ma poco poco.

Un cose cambia se tolgo il piede dall'acceleratore? Entra in

gioco il FENOMENO MAI QUINDI UN RAPPORTO DI ALIMENTAZIONE.

in un diesel aspirato le perdite di pompaggio non

aumentano; in un accensione comandata invece divido la

farfalla e quindi aumenta il carico. Un diesel aspirato ottenere

tenduta sol aver molto meno frenometro rispetto ad un

frenato! Nel caso di motori diesel turbo questo problema

viene inverso!

In generale comunque non utilizzavamo sempre un motore e