I Motori Diesel Sistemi di Iniezione: caratteristiche

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1 Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Elettronica - Informatica A.A. 2008/2009 II Periodo di lezione Corso di: Dinamica e Controllo delle Macchine I Motori Diesel Sistemi di Iniezione: caratteristiche

2 CARATTERISTICHE GENERALI I combustibili adottati nei motori ad accensione per compressione sono a bassa volatilità, essi necessitano di essere iniettati direttamente all interno del cilindro sottoforma di un fine spray polverizzato. A partire da questo stato le gocce di combustibile vaporizzeranno, si diffonderanno in seno all aria e si autoaccenderanno con una velocità dipendente da diversi fattori(es: tipo di combustibile, P,T dell aria durante l iniezione, intensità di turbolenza, bl etc.) Il tipo di combustione che si realizza richiede un opportuno rapporto aria-combustibile localel ma, poiché ihé la carica non è omogenea, il rapporto di miscela globale non è vincolato; di conseguenza è possibile variare il carico semplicemente variando la quantità di combustibile iniettata in una massa d aria che non dipende dal carico ma dipende in misura modesta solo dal regime del motore attraverso il rendimento volumetrico. Parte Prima: Sistemi di Iniezione 1

3 FUNZIONI DEL SISTEMA DI INIEZIONE Le principali funzioni a cui il sistema di iniezione è deputato sono: Dosatura della quantità di combustibile richiesta dal carico e dal regime di rotazione del motore. Pressione di iniezione Fasatura dell istante di iniezione, essa deve essere quella ottimale rispetto al punto di funzionamento (regime e carico) e rispetto alle esigenze di limitazione delle emissioni inquinanti. Portata corretta di combustibile durante tutto il periodo di iniezione (legge di iniezione). Caratteristiche ti dll dello spray (polverizzazione, i penetrazione, diffusione) al fine di ottenere, all interno di una determinata camera di combustione, un buon miscelamento del combustibile in seno all aria. Parte Prima: Sistemi di Iniezione 2

4 FUNZIONI DEL SISTEMA DI INIEZIONE Il corretto espletamento di queste funzioni da parte del sistema di iniezione, permette di conseguire: Combustione più completa possibile. Consumi ed emissioni inquinanti contenute. Corrispondenza tra potenza richiesta e potenza erogata compatibilmente t con consumi ed emissioni i iinquinantii contenute. t Rumore e sollecitazioni termiche e meccaniche contenute. Le difficoltà progettuali ed operative a cui si deve far fronte nello sviluppo e corretto funzionamento dl del sistema di ii iniezionei sono aggravate dalle piccole quantità di combustibile che devono essere iniettate (ordine di grandezza: mm 3 ) Parte Prima: Sistemi di Iniezione 3

5 Le funzioni precedentemente esposte possono essere ripartite fra i due principali organi del sistema di iniezione, una pompa volumetrica e un iniettore. i Le funzioni i svolte dal sistema di iniezionei i si ripartiscono i su uno o su l altro organo in base al sistema di iniezione. Pompa volumetrica: a prescindere id dl dal sistema it di ii iniezione, i essa mette in pressione il combustibile fornisce la portata necessaria agli iniettori in modo intermittente od uniforme. Iniettore ad apertura automatica o comandata: a prescindere dal sistema di iniezione, esso definisce, le caratteristiche del getto. Il circuito di alimentazione gasolio di tutti i sistemi di iniezione prevede, oltre ai 2 organi appena citati, anche una pompa di bassa pressione per il trasferimento del gasolio all unità di iniezione, essa deve essere in grado di vincere i salti geodetici e le perdite distribuite e concentrate presenti lungo la linea di bassa pressione(es. filtri). Parte Prima: Sistemi di Iniezione 4

6 Pompe di Iniezione in Linea: Il gasolio è dosato e compresso da una pompa di iniezione che alimenta un solo cilindro; anche la fasatura e la portata di combustibile ii iniettato sono dfii definite dll dalla pompa, mentre l iniettore ad apertura automatica è deputato alla sola determinazione delle caratteristiche dello spray. Parte Prima: Sistemi di Iniezione 5

7 Pompe di Iniezione in Linea: Principio di funzionamento Accoppiamento con albero motore Regolazione del carico Legge di iniezione Parte Prima: Sistemi di Iniezione 6

8 Sistemi ad accumulazione di pressione (Iniettore Pompa): è presente un pompa ad ingranaggi esterni che fornisce una pressione relativamente bassa su tutto il circuito(10 i bar): Accumulatore a bassa pressione (10 bar) Pompa ad ingranaggi esterni Parte Prima: Sistemi di Iniezione 8

9 Sistemi ad accumulazione di pressione (Iniettore Pompa):è Foro di dosatura Ritorno del combustibile al serbatoio, (80 % del combustibile torna al serbatoio) Alimentazione Combustibile Parte Prima: Sistemi di Iniezione 9

10 Gruppi di iniezione a controllo elettronico: Schema di un sistema di iniezione common rail Bosch Parte Prima: Sistemi di Iniezione 10

11 Gruppi di iniezione a controllo elettronico: Schema di un Iniettore Elettro-idraulico Parte Prima: Sistemi di Iniezione 11