Motori a Combustione Interna - Appunti parte 5

MOTORE A DUE TEMPI

Il ciclo viene completato in 2 corse (1 giro). Necessita di un sistema di ricambio della carica (pompa di lavaggio).

La fasatura: processo in cui contemporaneamente avvengono le seguenti fasi: 1- gioro di scarico 2- ritiene ammissione carica fresca.

Possiamo distinguere motori due tempi AC, AS. Come pompa di lavaggio si può sfruttare il carter o una pompa esterna. Il motore può anche classificarsi in base al tipo di "aperture" luci: comandate dal pistone, oppure valvole a fungo.

In base alla tipologia di lavaggio abbiamo: Cross (trasversale), Loop (tangenziale), Uniflow (unidirezionale).

Tra i motori ad AC alcuni usano il carburatore, altri sono ad iniezione diretta; tra i motori diesel possiamo avere iniezione a precamera o iniezione diretta.

2T

Carburatore

aree comand. iniez. dir.

aree spontanea Precamera iniez. dir.

MOTORE A DUE TEMPI

Il ciclo viene completato in 2 corse (1 giro). Necessita di un sistema di ricambio della carica (pompa di lavaggio).

Lavaggio: processo in cui contemporaneamente vengono espulsi i gas di scarico e viene immessa carica fresca.

Possiamo distinguere i motori due tempi AC, AS, come pompa di lavaggio in cui sfruttare il carter o una pompa esterna. Il motore può anche classificarsi in base al tipo di "apertura": luci comandate dal pistone, oppure valvole a fungo.

In base alla tipologia di lavaggio abbiamo: Cross (trasversale), Loop (tangenziale), Uniflow (unidirezionale).

Tra i motori ad AC alcuni usano il carburatore, altri sono ad iniezione diretta; tra i motori diesel possiamo avere iniezione a precamera o iniezione diretta.

1. 2T
2. Carburator
3. are. comand.
4. iniez. dir.
5. are. spontanea
6. Precamera
7. iniez. dir.

Generalmente il pacco lamellare si posiziona all'inbocco di uno dei travasi. Questo permette di sfruttare anche effetti dinamici che permettono alla carica fresca di entrare direttamente nel cilindro a senso passa del carter, incrementando la vi.

Il problema di queste lamelle e di tipo dinamico possimo associare

ad un sistema massa - molla - smorzatore.

_Fm Non è detto che il pacco lamellare si muova in modo concorde alla forza.

^{Fmax applicata alle lamelle}

Questo significa che la frequenza propria del sistema lamellare sia maggiore di quella della forzante. Se le lamelle sono troppo rigide il motore sarà strozzato

su bassi regimi; se sono troppo cedevoli non riscono ad aprirsi in fase con la forzante agli alti regimi.

Soluzione con disco rotante

In questo caso la luce è controllata da un disco.

Il disco viene posizionato nell'albero motore nel quale si ricavata una parte scanalata, la quale permette al disco di fare piccoli movimenti assiali. Il disco quindi viene spinto verso il carter sigillandolo.

Il vantaggio sta nel fatto che passa sagomare la parte di semicartero β come vogliono. Posso decidere quindi di aprire la luce di aspirazione appena chiuso il traslito e lasciarla aperta fino al IDC, ottenendo

un diagramma similare a quello delle velocità lamellari.

L'ampiezza e la fasatura della serraratura si possono regolare per accendere il motore.

I motori con disco rotante hanno P_max maggiore rispetto a quelli con lamelle.

lamelle

disco

Per il ritorno di apertura non è possibile utilizzare sistemi di ferrotina variabile nello scarico x. Viene utilizzato un cilindro che chiude parzialmente

il condotto eliminando temporaneamente la luce di scarico ad una certa

alzata del pistone A, deve seguire chiusura di P_ri, ad essi tocca la

luce libera.

Processo di lavaggio:

Tenuto che la carica fresca non si mescoli ai gas combusti e non crea

incornunbra del cilindro.

Figura 3.5 - Disposizioni tipiche delle luci di lavaggio e di scarico di un due tempi Otto veloce, che permettono di realizzare un lavaggio del cilindro a correnti riflesse dalla testata del motore: a) trasversali, b) tangenziali o ad anello (a 2 luci di lavaggio), c) tangenziali o ad anello (a 3 luci di lavaggio).

Coefficiente di passaggio:

λ_d(Θ) = M_u(Θ) / ρ_a·V_d alla selezionata della linea di bravura descritta λ_w

Coeff. d'intercongresso:

λ_z(Θ) = M_z(Θ) / M_x alla selezion della luce di xeno descritta M_x.

Coeff. di ricompamento:

λ_d(Θ) = M_u(Θ) / ρ_o·V_d Oceana ottimizzata di quellonto che λ_v

A differenza del LT, nel ZT la dura cosa vi troppo alto vi troppo basso.

Ci relazionare le relazioni tre λ_a e λ_λ tra due e λ_v.

Facciamo delle opzioni gratuitamente:

1. Il percorso di passaggio è stazionario;
2. Il volume di carica ferisce entrante è uguale al volume uscente (connure proasette).

• m(θ) = m_e(θ) + m_w(θ) + m_u(θ)

r_u lo masso di carica estremato sono dm_u; quellauscente rats dm_u ≠ dm_u + dm_w

3. Tutta la carica intersante nel cilindro interactione perfettamente com:

   gli intense di cilindro (attore di perfut muscularuto).

Questa poteri implica che la carica nel cilindro e carica uscente hanno

• la stevera competizazione = m_w - dm_w

la secondi repozioni vi trundle en dm = dm_w - dm_u

Seviuiano li eqq di conservazione della mamma.

dm_w = dm_u - dm_w

Dall'jqteori 3, dm_u = m_w + dm_u

alundi:

dm_w = dm_u m_w / m_w

dmac = _ρc^∫ dm_c

dma = dmc (1 - _mac^∫_ρc)

Quindi:

dma = dmca (1 - _mac^∫_ρcV)

dma = _ρc^∫ dm_c

Integrando ambo i membri tra l’apertura e la chiusura della luce di traverso:

M_a = _ρcV log (1 - _man^∫_ρcV)

M_ac = - log (1 - _man^∫_ρcV)

exp ( - _man^∫_ρcV) = _ρaVd_a

1 - e _-man^∫_ρcV = _ρaVd_a

Definisco ψ = _ρcV / _ρcVda

Facendo la stessa operazione per l'esponente ottengo:

1 - e_-λc^∫_ψ = λ_c/_ψ

λ_c = ψ (1 - e_-λc^∫_ψ)

λ_c (θ) = _λc = ψ/_∫λc [1 - e_-λc^∫_ψ]

Nell'ipotesi di perfetta espulsione (Ottimista)

finché tutto il cilindro non è pieno di...

Se

Perfetta espulsione

Perfetto miscelamento

I motori reali stanno nella...

Perfetta espulsione

Perfetto miscelamento

Definiamo il coeff. di efflusso medio:

ζ = \(\frac{A_{eq}}{A_p}\)

Possiamo scrivere la m elaborata dal motore per ogni ciclo

ṁ = λ_l ρ_e V_d ͘m = ζ A_p √2ρ ΔP

Eleviamo al quadrato:

λ_l ρ_e V_d² = ζ² A_p² 2 ρ ΔP

λ_l ρ_e V_d \(\frac{4}{η_z} \frac{5}{6}\) = ζ² \(\frac{I_t}{l}\) 2 ρ/σ

ΔP = \(\frac{λ_l² ρ}{2} \frac{V_d}{8} \frac{1}{ζ²}\)

Più aumento λ_l maggiore sarà la pressione di mandata, l’aumento di pressione di lavaggio più negativo perché si paga in termini di lavoro.

Ovvero avere ζ il più grande possibile, vediamo come:

A_t = W_t h_t k₃ = \(\frac{2π}{5}\)

Consideriamo θ_t l’angolo occupato dalle luci di travaso:

k₂ = \(\frac{θ_t}{2π}\) k₃ W_t \(\frac{B}{B/2}\)

Generalmente le luci di travaso sono più larghe delle luci di scarico.

A_t = k₁ k₂ k₃ T B S riferendola all'area del pistone

Δπ = k₁ k₂ k₃ ζ \(\frac{S}{B}\)

Vorrei avere corse lunghe per la permeabilità ma aumento V_d, quindi per motori ad alte perforazioni cerco di avere \(\frac{S}{B}\) ≧ 1.

Sui motori diesel (più aut.) posso permettermi di avere corse più lunghe di B

aumentare il range di accordatura, raffreddando lo xxxxx re Mz₄

aumento l'anticipo

Slider confluendo at ut

Due tempi Diesel

Utilizzato su motori di grossa cilindrata (m³)

Non è possibile utilizzarlo su carter secco ma è necessaria la coppa dell'olio; questo implica anche la presenza di una pompa di lavaggio esterna.

Si utilizza un sistema di sovralimentazione misto, in cui accanto al turbocompressore è associato un compressore volumetrico per il lavaggio. Il lavaggio avviene unidirezionalmente mediante una serie di valvole a fungo in testa.

Il pistone presenta una bowl per lo squish, a fiore di lavaggio occupano tutto la circonferenza del cilindro.Sono inoltre presenti valvole di scarico.

Conversione etdotalee: η_2t< η_4t;

Confronto con un 4T Diesel

Facciamo delle valutazioni su bmep, nei due motori si può essere considerato equivalente.

Considerando η_t, il lavoro perso nel 2T per movimentare il compressore lo includiamo in η_t e non in η_m.

Se W è il lavoro perso per attrito su un giro avremo: nel 2T: W_flett,2t = Wnel 4T: W_flett,4t = 2W

Quindi η_me2t = 2η_me4t

e sapendo che η₀ = 1 ━ η_mep il η_0,2t > η_0,4t a parità di imep

Nel caso di motori Diesel a iniezione diretta η_v = 1

Consideriamo adesso η_d: sia nel 4T che nel 2T con lavaggio unidirezionale può essere garantito un vortice di swirl, quindi i due rendimenti sono quasi un entrambi i motori.

Per η_o: η_o: nel 2T devo aprire la valvole di scarico molto prima del BDC, perdendo del lavoro di espansione.

tassellare