Il Motore Diesel pag. 352

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Gennara Amato
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1 Motore Diesel

2 Il Motore Diesel pag. 352 Il motore Diesel (Rudolf Diesel) è, come il motore a ciclo Otto, un motore a combustione interna. Sono definiti Diesel veloci quei propulsori in grado di raggiungere regimi di rotazione fino a 5500 g/min. questi vengono impiegati su autovetture e veicoli industriali leggeri, per quelli pesanti vengono utilizzati motori con regime di giri attorno i 2200 g/min. Il motore Diesel ha consumi inferiori di un motore ciclo Otto comparabile. Struttura In linea di massima, ha la stessa struttura di un motore a ciclo Otto: - blocco motore e testata - manovellismo - gestione del motore - impianto di alimentazione del carburante - dispositivi ausiliari Funzionamento Il processo di combustione del motore Diesel è sostanzialmente diversa dal collega a ciclo Otto. Nel Diesel la miscela aria-carburante è preparata all'interno dei cilindri e l'innesco avviene grazia alla elevata temperatura di compressione. L'aria aspirata viene fortemente compressa e contemporaneamente viene iniettato il carburante, il quale si infiamma grazie alle alte temperature di esercizio.

3 Ciclo di lavoro Ciclo a quattro tempi: utilizzato negli autoveicoli Ciclo a due tempi: usato per grandi propulsori, come navi o mezzi industriali pesante (raramente) I motori Diesel funzionano con un ciclo a quattro tempi. Le quattro fasi Prima fase: aspirazione La valvola di aspirazione è aperta, il pistone scende ed aspira l'aria fresca e filtrata. Contemporaneamente, la valvola di scarico rimane aperta, grazie all'incrocio di apertura delle valvole l'aria aspirata produce un "effetto lavaggio" della camera di combustione. Per migliorare il riempimento, si utilizzano in genere sistemi di sovralimentazione, come il turbocompressore. Seconda fase: compressione Il volume della camera di combustione è molto ridotto rispetto al volume del cilindro, questo comporta un'elevata compressione della miscela, la quale raggiunge temperature elevate, tra i 700/900 gradi, rispetto alla temperatura di innesco del gasolio, tra i 320/380 gradi.

4 Motori ad iniezione diretta DDI Iniettano direttamente nella camera di combustione. Motori ad iniezione indiretta IDI Iniettano nella camera di combustione secondaria. Ritardo di accensione Il ritardo di accensione è l intervallo di tempo che intercorre fra l'inizio dell'iniezione e l'inizio dell'accensione. In genere, a motore caldo il ritardo d'accensione è di circa 0,001 secondo. Esso dipende: Dal numero di cetani del carburante; Dalla temperatura del motore e dell'aria Dalla polverizzazione del carburante Dalla temperatura finale della compressione Dal grado di turbolenza dell'aria aspirata. Nel motore Diesel, l'iniezione è regolata in modo che la maggior parte del carburante giunga nella camera di combustione soltanto quando l'accensione ha già avuto inizio. Un ritardo eccessivo provoca una detonazione con il caratteristico battito. Terza fase: espansione Il carburante iniettato a fine compressione evapora a causa della temperatura elevata e si mescola all'aria calda per tutto il ritardo d'accensione. Il carburante iniettato a combustione avvenuta brucerà molto più velocemente senza nessun ritardo significativo dell'accensione. Nella camera di combustione, si creano delle zone con un importante mancanza d aria a causa dell evaporazione delle gocce di carburante. In queste zone, povere di ossigeno, c è il rischio che gli atomi di carbonio non partecipino alla combustione, formando un nucleo di fuliggine, sulla cui superficie si andranno a depositare altre sostanze. Ne consegue, sistematicamente, la formazione di particelle.

5 Queste particelle si aggiungono alle sostanze tossiche; idrocarburi non combusti, ossidi di azoto, monossido di carbonio contenute nei gas di scarico del Diesel. Ed ecco il particolato. Quarta fase: scarico Nell istante di apertura della valvola di scarico, i gas combusti sono espulsi grazie alla leggera sovrappressione presente nel cilindro e alla corsa ascendente del pistone, la temperatura dei gas si aggira attorno fra 550 e750 C. Domande di ripasso: 1. Qual è la struttura del motore Diesel? 2. Come avviene l innesco della miscela? 3. Quali tipi di ciclo di lavoro possiamo avere sui motori Diesel? 4. Descrivi le 4 fasi del ciclo di lavoro. 5. Cosa s intende per ritardo di accensione? 6. Da cosa deriva il particolato?

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