di  -  lunedì 6 settembre 2010

Proseguiamo anche quest’oggi con l’argomento “motori a combustione interna” , ed in particolare parleremo di Sovralimentazione degli stessi

UNA PRATICA VECCHIA EPPURE NUOVISSIMA

La sovralimentazione nasce come tecnica per ripristinare negli aerei, in passato propulsi mediante motori alternativi ed elica, le condizioni atmosferiche di riferimento al variare della quote.

E’ logico pensare che per un aereo, al variare della quota (e pertanto della densità dell’aria) si presentino problemi di prestazioni del motore dovute alla rarefazione dell’aria comburente, con conseguenti rischi di spegnimenti o malfunzionamenti quando la densità dell’aria è tale da non permettere una combustione stabile della miscela aria combustibile.

La soluzione a tale problema venne individuata dotando i motori aeronautici di piccole unità di sovralimentazione in grado di garantire un valore di compressione dell’aria aspirata adeguato al ripristino delle condizioni di riferimento (atmosferiche) permettendo così una migliore efficienza dei motori.

La pratica della sovralimentazione venne allora estesa, non più quindi come “metodo per ripristinare le condizioni di riferimento”, bensì come pratica normale per incrementare la potenza specifica dei motori, in quanto l’incremento della densità dell’aria aspirata a parità di condizioni ambientali permetteva un sensibile innalzamento della potenza specifica del motore, con benefici evidenti in quanto era così possibile a parità di potenza del motore, impiegare motori di cilindrata ridotta, oppure di disporre a parità di cilindrata, di potenze molto più elevate.

La tecnica della sovralimentazione, così come moltissimi miglioramenti dell’industria motoristica aeronautica, sono stati trasmessi all’industria automobilistica che ha potuto beneficiare di ciò fintantoché l’aeronautica si è servita di motori alternativi per la propulsione.

Fatta questa piccola premessa è importante ora andare a vedere in cosa consiste la sovralimentazione, e su quali sono le soluzioni impiegate nel settore automobilistico a tal riguardo.

METODI PER LA SOVRALIMENTAZIONE

La sovralimentazione viene praticata impiegando opportuni sistemi in grado di comprimere l’aria in ingresso nel collettore di aspirazione, e la macchina comunemente impiegata per ciò è il Compressore.

L’azionamento e la tipologia del compressore porta alla nascita di diverse soluzioni per la sovralimentazione, in particolare si possono individuare due famiglie di compressori impiegati correntemente nei motori stradali:

  • compressori volumetrici
  • compressori dinamici

Esempi di compressori volumetrici sono il compressore Roots, il compressore a vite, a palette e simili, mentre i compressori dinamici ricadono tra le turbomacchine (e quindi operano la compressione mediante la variazione dei triangoli di velocità) e sono quelli più utilizzati attualmente.

Compressore Roots

Compressore dinamico

L’azionamento del compressore può essere di due tipi:

  • diretto dall’albero motore
  • a gas di scarico

La scelta del sistema di azionamento piuttosto che del tipo di compressore rappresenta un punto piuttosto importante per la sovralimentazione di un motore, e sull’argomento ritorneremo lunedì prossimo, sempre su AppuntiDigitali, sempre nella rubrica Energia e Futuro.

43 Commenti »

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  • # 1
    Alessio Di Domizio
     scrive: 

    Sarebbe davvero interessante approfondire l’argomento confrontando le efficienze dei sistemi a gas di scarico con quelli collegati all’albero motore (mi viene in mente la Delta S4 che ce li aveva tutt’e due), spiegare i vantaggi della geometria variabile e anche confrontare gli scenari d’impiego a seconda dell’alimentazione diesel o benzina (nel secondo caso il turbo è con qualche eccezione passato di moda, nel primo è la regola). Aspetto un secondo e magari anche un terzo capitolo :-)

  • # 2
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ Alessio

    Non ti deluderanno ;-)
    PS a proposito di geometria variabile… si crede che tutto il sistema turbo+compressore ne disponga, ma in realtà ad essere a geometria variabile è solo lo statore della turbina… e vedremo i perché nella prossima puntata (o prossime ;-) )

  • # 3
    Human_Sorrow
     scrive: 

    Evvai col Turbo !!! :D
    Non vedo l’ora di leggere le prossime parti!

  • # 4
    Marco
     scrive: 

    @Alessio
    La sovralimentazione sta tornando in auge anche nei motori a benzina fortunatamente, quale metodo per incrementarne l’efficienza: difatti nel caso del turbo si recupera in parte l’energia cinetica dei gas di scarico che andrebbe altrimenti perduta.
    Molte aziende (Lotus, Audi-VW) stanno riproponendo anche l’accoppiata volumetrico + turbo su motori di piccola cilindrata (p.es. http://www.alvolante.it/news/miglior_motore_2010_1_4_tsi_volkswagen-274141044).

    Ricordo anche il G-Lader (molto usato da VW negli anni 80 e 90) e il Comprex (che non rientra né fra i volumetrici né fra i turbo).

  • # 5
    Alessio Di Domizio
     scrive: 

    @ Marco
    Grazie del link, molto interessante. Ricordo della Polo G40 e della Golf/Corrado G60: si trattava comunque di un compressore ingranato sull’albero motore mi pare di ricordare.

  • # 6
    findus
     scrive: 

    @Marco.

    In realta’ l’accoppiata volumetrico piu’ turbo e’ un’idea passata (copiata dalla vecchia delta S4 e migliorata). Lo stesso ingegnere dell’S4 si chiedeva come mai venisse copiata un’idea del genere ormai superata e non quella delle ecv/ecv2.

  • # 7
    Marco
     scrive: 

    @Alessio
    Esatto, il G-Lader prende l’energia direttamente dal motore.

    @findus
    Non ha senso in un motore da competizione, dove conta quasi esclusivamente la potenza massima, ma per l’uso quotidiano la coppia motrice, la ripresa dai bassi regimi e la compensazione del turbo lag sono altresì importanti. Penso che gli ingegneri VW abbiano mirato a questo, per evitare la sgradevole sensazione di “vuoto” ai bassi/bassissimi regimi di rotazione, quando la turbina assorbe potenza e il compressore è ancora inefficiente.

  • # 8
    findus
     scrive: 

    @Marco.

    Il principio di base dell’S4 era proprio quello (ovvero eliminare il vuoto ai bassi regimi) in modo che l’erogazione fosse il piu’ lineare possibile (e quindi gestibile dai piloti). Con l’ultima evouluzione dell’S4 (ECV 2) gli ingegneri della lancia/abarth erano riusciti nel loro intento eliminado la combinazione volumetrico piu’ turbo. Per quel motivo Lombardi (Abarth) si stupi’ che alla VW avessero copiato un progetto vecchio (invece del nuovo triflux).
    Chiaramente si tratta di motori da competizione che tuttavia erano adottati (ad esclusione del nuovo triflux) su auto da strada come l’S4.
    Qui maggiori dettagli: http://www.autopareri.com/forum/lancia/6965-lancia-ecv-2-a-4.html

  • # 9
    Filippo1974
     scrive: 

    @ Alessio:

    come ha fatto notare Marco, la sovralimentazione è tornata prepotentemente di attualità nei motori a benzina, complice una crescente corsa al “downsizing” (proporre propulsori di cilindrata sempre più piccola rispetto al veicolo che devono spingere, in modo da limitare i consumi e far scendere quel numeretto, così in voga oggi, dei “grammi di CO2 / km”). Mi pare anche di capire (chiedo all’Autore dell’articolo di correggermi se sbaglio) che l’utilizzo del turbocompressore aiuti in ogni caso a diminuire le temperature in camera di scoppio, limitando quindi la produzione di ossidi di azoto: in altre parole il turbo assumerebbe anche una funzione ecologica, oltre che di incremento prestazionale dei motori.

    Piuttosto, la vecchia doppia sovralimentazione tramite accoppiata compressore volumetrico + turbocompressore, almeno nei propulsori Diesel è stata in qualche modo ripresa, proponendo però un doppio turbocompressore sequenziale (vedi le varianti più potenti del 1.9 MultiJet FIAT, o il 3.0 litri 6 cilindri in linea BMW).

    Ciao
    Filippo

  • # 10
    Filippo1974
     scrive: 

    Volevo anche segnalare a Simone Serra una piccolissima svista in apertura di articolo:

    “…per ripristinare negli aerei, in passato propulsi mediante motori alternativi turboelica…”

    i motori aeronautici non possono essere contemporaneamente alternativi (motori a pistoni) e turboelica (eliche azionate da motori a turbina, che possono essere meccanicamente vincolati o meno all’elica). Forse manca una “O”:

    “… per ripristinare negli aerei, in passato propulsi mediante motori alternativi O turboelica …”

    Ciao
    Filippo

  • # 11
    Alex
     scrive: 

    La sovralimentazione sui motori benzina, è tornata in auge, solo grazie all’attuale utilizzo dell’iniezione diretta, la quale consente di sfruttare i benefici della sovralimentazione, senza dovere abbassare il rapporto di compressione, come invece avveniva nelle vetture “commerciali” di un po’ di anni fa. Quelle vetture erano si potenti, ma con rapporti si compressione non superiori a 6 a 1 e rendimenti conseguentemente penosi, che si traducevano in consumi esorbirtanti.

  • # 12
    maumau138
     scrive: 

    C’è anche un problema dovuto all’eventuale detonazione della benzina in camera.
    In alcune condizioni un rapporto di compressione elevato può portare alla detonazione della miscela in camera di combustione, con possibili danni all’intero motore; in genere il rapporto di compressione non supera il valore di 10-12, per motori che usano la classica verde con numero di ottani pari a 95, i motori da competizione, che usano benzine speciali possono arrivare a rapporti di compressione più elevati.
    Il diesel invece permette di raggiungere rapporti di compressione più elevati, a partire da 14 per un numero di cetano (che indica l’accendibilità del combustibile) in genere intorno a 45 per i motori veloci, come quelli automobilistici.
    Di conseguenza l’utilizzo del turbo è molto più facile per i motori diesel che per i motori benzina.

  • # 13
    Hannibal
     scrive: 

    “La sovralimentazione nasce come tecnica per ripristinare negli aerei, in passato propulsi mediante motori alternativi turboelica, le condizioni atmosferiche di riferimento al variare della quote.”

    Come dice Filippo1974, di solito in campo aeronautico per “turboelica” si intende un turboalbero la cui l’uscita viene sfruttata per dare moto ad un’elica. E in questo caso il motore non è di tipo alternativo.

  • # 14
    Marco
     scrive: 

    @maumau138
    “Di conseguenza l’utilizzo del turbo è molto più facile per i motori diesel che per i motori benzina.”

    Come ha detto Alex, con l’iniezione diretta di benzina il problema della detonazione non si pone.

    @Filippo1974
    “l’utilizzo del turbocompressore aiuti in ogni caso a diminuire le temperature in camera di scoppio”

    Ottima domanda. Io sospettavo il contrario, visto che l’aria comprimendosi si scalda molto, e per tornare in un range di efficienza di solito si usa un intercooler per raffreddarla prima che arrivi al cilindro.

  • # 15
    maumau138
     scrive: 

    L’iniezione diretta non risolve assolutamente il problema della detonazione, ha infatti il vantaggio di raffreddare la miscela in camera e di permettere una migliore regolazione della ricchezza della miscela, ma una volta che si raggiunge un RdC elevato la detonazione avviene comunque, non c’è niente da fare. Il gruppo turbocompressore attualmente montato sulle auto a benzina tuttavia permette di raggiungere rapporti di compressione raggiungibili tranquillamente anche senza, ad esempio:
    Alfa MiTo 1.4 Turbo RdC 9.8:1
    Alfa 159 1.8 TBi RdC 9.5:1
    Volvo 2000 GTDi RdC 10:1
    (non ho trovati altri dati)
    Rapporti di Compressione che si raggiungono tranquillamente con un motore aspirato fatto bene, basti pensare ai motori montati sulle moto, con RdC superiori a 10 nei modelli più performanti.

  • # 16
    K. Wild
     scrive: 

    Il Comprex!La Ferrari 126CK utilizzò un Turbo Comprex per una parte della stagione 1981…facendo penare non poco Gilles & Didier!
    Poi gli fu preferito un turbo “piu affidabile” con turbine KKK se non ricordo male.C’entra poco con questi ottimi post puramente tecnici ma è giusto per ricordare l’epoca Turbo che tanta sensazione fece nell’immaginario collettivo di tutti (sportivi e non) inclusi noi bambini di allora,dove con la parola Turbo si identificava tutto ciò che era velocità!

  • # 17
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    Scusate per l’assenza ma non sono potuto intervenire prima…rispondo senza riferimenti ai singoli post…

    Sulla faccenda “turboelica”… si tratta di una svista… ora correggo… per quanto riguarda la soluzione combinata turbocompressore più volumetrico, turbolag ecc è importante dire che i turbocompressori di oggi sono molto diversi da quelli del passato… la prassi oggi è di impiegare piccole unità la cui risposta è molto rapida, ovviamente ai carichi elevati parte dei gas viene bypassata direttamente allo scarico…per quanto riguarda l’impiego di soluzioni miste in tempi moderni c’è poco da dire… i tecnici avranno valutato tale soluzione e si saranno resi conto che, per quel motore, rappresenta il compromesso migliore… non esiste LA SOLUZIONE, bensì il migliore compromesso sulla base delle necessità… questione temperatura di combustione… così su due piedi non mi risulta che la sovralimentazione porti dei benefici in termini di riduzione delle temperature, bensì permette di incrementare la potenza specifica del motore permettendo a pari della potenza totale, di utilizzare cilindrate inferiori… questione diesel vs benzina, la sovralimentazione nei diesel è benefica in quanto tali motori operano con forti eccessi d’aria e pertanto un dispositivo capace di incrementare l’aria aspirata per ciclo è ben accetto, nei benzina la compressione interessa sempre e soltanto l’aria, mai il combustibile, che viene iniettato od in prossimità delle valvole di aspirazione (iniezione indiretta) o direttamente nel cilindro (iniezione diretta), quindi la sovralimentazione non crea nessuna differenza tra le due tipologie di iniezione, che si distinguono per altre caratteristiche… sulla detonazione, questa dipende da altre cose principalmente, non dalla modalità di iniezione, anche perché la carica è sempre omogenea e non stratificata (salvo rari casi) e di conseguenza quando si fa l’iniezione diretta la si anticipa abbastanza in modo da favorire la miscelazione (vedere i post su motori a ciclo diesel ed otto)…

    Spero di essere stato chiaro, segnalatemi pure tutti i dubbi e parti oscure di queste risposte

  • # 18
    Marco
     scrive: 

    “basti pensare ai motori montati sulle moto, con RdC superiori a 10 nei modelli più performanti”

    Grazie anche alla piccola cilindrata unitaria, pensando alle potenze specifiche (e rapporto di compressione) raggiunte dalle 600 a quattro cilindri.

    @maumau138
    @Simone
    Per quanto riguarda l’iniezione diretta influisce eccome sulla detonazione: ci sono metodi che contemplano anche una doppia iniezione, la prima per raffreddare la camera di combustione e la seconda di arricchimento per consentire l’accensione.

  • # 19
    Filippo1974
     scrive: 

    @ Marco:

    “Ottima domanda. Io sospettavo il contrario, visto che l’aria comprimendosi si scalda molto, e per tornare in un range di efficienza di solito si usa un intercooler per raffreddarla prima che arrivi al cilindro”

    In effetti in assenza di intercooler la compressione porta inevitabilmente ad un riscaldamento dell’aria (quindi diminuzione della sua densità e quindi parziale perdita di efficacia della sovralimentazione). La presenza dell’intercooler ha come scopo principale quello di raffreddare l’aria dopo il riscaldamento conseguente alla compressione, aumentandone quindi la densità; ma mi sembrava di avere capito che un “gradito” effetto collaterale di questo raffreddamento sia una certa diminuzione delle temperature all’interno delle camere di scoppio con conseguente diminuzione nella produzione dei NOx.

    Ciao
    Filippo

  • # 20
    Alex
     scrive: 

    @maumau138
    @Simone Serra

    L’iniezione diretta influenza pesantemente la questione della detonazione e non certo perchè consente la regolazione della ricchezza della miscela, cosa che viene già fatta con buoni risultati dall’iniezione indiretta. Il fatto stesso che sia possibile controllare meglio le temperatura in camera di combustione, prima dell’accensione, è già una cosa che consente di alzare il RdC, poi si possono anche gestire cose come la carica stratificata che va a influenzare anche in questo caso la possibità di detonazione, oltre a parfecchie altre cose… ci sarebbe da scrivere un trattato a riguardo.
    Simone, che nei benzina la compressione riguardi solo l’aria, è una delle più grandi puttanate che abbia mai letto… se fosse così neppure esisterebbe il problema della detonazione! Ma secondo te, passato l’incrocio d’apertura, mentre sei in fase di di compressione e quindi con tutte le valvole chiuse, come fa a esserci detonazione con sola aria? …e se le valvole sono chiuse, poi la benzina che spruzzi sulle valvole dall’interno dei condotti d’aspirazione, (come avviene con iniezione indiretta) come ci entra in camera di combustione, per virtù dello spirito santo? Nè puoi aprire la valvole mentre il pistone è al punto morto superiore e dire all’aria di non uscire e alla benzina di sbrigarsi ad entrare prima che l’aria scappi… ahahah
    Vorresti pure che ti segnalassimo dubbi o parti oscure nelle tue risposte?!
    Mai visto uno più confuso di te sull’argomento… senza rancore.

  • # 21
    maumau138
     scrive: 

    @ Alex
    L’iniezione diretta nei motori a benzina fa tutto quello dici tu, il problema nasce quando all’aumentare della potenza richiesta, la miscela non può più essere globalmente magra; infatti mentre ai bassi regimi la stratificazione della carica ti permette di avere una miscela globalmente magra, ma molto vicina al rapporto stechiometrico nelle vicinanze degli iniettori, riducendo fortemente il rischio di detonazione; quando il motore deve dare molta potenza la miscela viene globalmente arricchita, anche per evitare di avvelenare il catalizzatore.
    In pratica non riesci comunque ad arrivare a Rapporti di Compressione particolarmente elevati.
    Ho l’impressione che le case lo utilizzino per rientrare nelle normativa antinquinamento mantenendo potenze elevate per motori dalle cilindrate comunque relativamente piccole, e perché no per una questione di marketing.
    Sono comunque d’accordo che ci si potrebbe scrivere un trattato, anche perché il comportamento di un motore è influenzato da tantissimi fattori, molti dei quali sono anche legati fra loro.

  • # 22
    Alex
     scrive: 

    Dimenticavo… è corretto che la sovralimentazione non porti benefici in termini di temperature, ma il problema delle temperature elevate non riguarda la temperatura di combustione in sè, che rimane sostanzialmente la stessa (almeno fin quando si usa il rapporto stechiometrico), ma la maggiore quantità di calore prodotta in una camera di combustione relativamente piccola (e il conseguente smaltimento), rispetto a quella di un motore atmosferico con parametri di potenza simili e cilindrata e camere verosimilmente maggiori. Quanto al favorire la miscelazione aria benzina nel cilindro, l’argomento è da sempre oggetto di studi molto complessi, che vanno ben oltre il presunto anticipo di cui parli. Si lavora sugli iniettori, sulla forma delle camere di combustione, posizione delle valvole e infinite altre cose.
    I motori benzina ad iniezione indiretta, vengono in genere progettati per lavorare con rapporti non stechiometrici ai bassi carichi (vedi le questioni relative alla carica stratificata), questo comporta l’aumento della temperatura di combustione e la produzione di ossidi d’azoto (problemi tipici di miscele magre), anche se la quantita di calore complessivamente prodotta è ovviamente bassa, visto che il carico è basso.
    La questione è veramente di grande complessità e basta leggere un articolo come questo http://www.bosch.it/stampa/comunicato.asp?page=83&idCom=142 per rendersene conto.

  • # 23
    Alex
     scrive: 

    @maumau138

    Chiaro che non arrivi a RdC troppo elevati, ma già riuscire ad arrivare da 6/7 ad 1 fino a 10 ad 1, è un grande risultato: nei motori a ciclo otto, il RdC figura nel calcolo del rendimento teorico a denominatore ed a esponente… capisci bene che salire di tre punti fa un abisso di differenza (leggasi consumi)
    Il futuro è, secondo me, dei turbo benzina e per varie ragioni:
    1) Grazie alla sovralimentazione si ottengono curve di coppia favolose, nei benzina come nei diesel.
    2) Un benzina turbo con gli stessi parametri di potenza di un benzina aspirato, ha cilindrata inferiore e quindi: pesa meno, consuma meno, paga meno d’assicurazione… scusa se è poco :)
    3) Ogni scatto avanti sulla normativa euro 5,6,7… etc etc, renderà sempre più difficile farci rientrare i diesel, essenzialmente per la questione del particolato che i benzina praticamente non producono.
    4) Varie ed eventuali :)

  • # 24
    lucusta
     scrive: 

    c’e’ un po’ di confusione in alcune cose.

    per prima cosa si deve svincolare il concetto di rapporto di compressione come limite superiore di compressione;
    e’ la pressione e la temperatura finale in camera di scoppio che determina il limite di operativita’ di un motore ad accensione comandata, non certo il valore del rapporto geometrico di compressione.
    ci sono motori che hanno fasi di lavaggio talmente ampie, con incroci elevatissimi, che parecchia carica fresca viene direttamente evasa dallo scarico, sia essa gia’ “seminata” o meno dal carburante (iniezione diretta o indiretta), quindi il loro rendimento volumetrico e’ decisamente basso, da cui una pressione finale che non sara’ mai pari a quella puramente teorica.
    un motore a benzina potrebbe avere benissimo un RC di 20:1 senza incorrere in autoaccensione, se comunque la presione massima al PMS si attesta su 10 atmosfere (difficile che un motore superi le 12).

    altra considerazione ulteriore che si deve fare e la parzializzazione di potenza: non si sta’ mica sempre a tavoletta…
    per parzializzare le potenze si deve introdurre meno carica, quindi meno carburante, limitandone l’entrata con la farfalla sul condotto di aspirazione (o con la chiusura pilotata delle valvole come avviene nei twin-air); l’ostruzione del condotto porta ad un aumento delle resistenze e ad un riempimento decisamente inferiore, quindi ad un rendimento volumetrico molto molto basso…
    se e’ un motore atmosferico, chiedendo la meta’ della potenza, si e’ praticamente a meno di 2/3 di riempimento, percio’ se si ha un RC di 10:1 la pressione massima al PMS sara’ poco superiore a 6ATM (in effetti la fase di lavaggio e’ poco efficace, quindi parte della carica che si va’ a comprimere e’ composta dai residui della carica precedente).
    al che, visto che la potenza e’ funzione diretta del rapporto di compressione (reale) se un motore fornisce 100CV come potenza massima, ed ha un RC di 10:1, al 66.6% della carica, si otterrebbero 66CV circa, ma in effetti la pressione massima al PMS e’ decisamente piu’ bassa, a circa il 60%, quindi si otterranno circa 40cv (decurtati poi dal fatto che la potenza e’ funzione della coppia per il regime, e siccome la coppia e’ bassa e il regime anche, se si ottengono 20 cv e’ tanto).

    la sovralimentazione e’ tornata in auge per questo: aumento del rendimento volumetrico, minimizzazione delle perdite di pompaggio (che e’ una voce molto pesante sul rendimento finale), diminuzione delle perdite per atrito dello strisciamento delle fasce (cilindrata inferiore, superfice inferiore), miglioramento della termodinamica per il fatto che si ha una camera di combustione piu’ compatta (cilindrata minore minore anche l’alesaggio), diminuzione del regime massimo, il che comporta una diminuzione degli atriti generali (il lavoro della distribuzione e’ decisamente pesante, meno girano meno lo e’);
    il tutto pero’ ottenendo le stesse prestazioni (poi pero’ lo hanno rovinato con l’uso dei compressori per migliorare la fruibilita’, a scapito del rendimento).

    domani?
    iper sovralimentazione coadiuvata dall’elettricita':
    dalla turbina estraggo energia grazie ad un’alternatore e la sfrutto per sovralimentare usando un compressore volumetrico meccanico spinto da un motore elettrico (quindi dinamicamente controllabile e non vincolato dai giri motore), ed il surplass di energia lo reimetto nella cinematica usando un motore elettrico in aiuto (o sostituzione) del motore termico… credo che li chiamino ibridi… (consiglio di spulciare il sito della ricardo enginering)

    spero di aver fornito qualche spunto di riflessione, perche’ sono stato gia’ troppo lungo e l’argomento e’ decisamente vasto..
    e spero che l’articolo si estenda anche alla sovralimentazione chimica e meccanica (non solo NOx e per meccanica intendevo il turbo compound, che e’ un vero gioiellino della tecnologia).

  • # 25
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ Alex

    Mi sembra abbastanza evidente che non hai capito cosa ho scritto… ammetto di avere risposto molto di fretta essendo stato tutto il giorno a lavorare… sui Motori…

    Chiarisco meglio la frase (che ammetto essere piuttosto scritta male):

    nei benzina la compressione interessa sempre e soltanto l’aria, mai il combustibile, che viene iniettato od in prossimità delle valvole di aspirazione (iniezione indiretta) o direttamente nel cilindro (iniezione diretta), quindi la sovralimentazione non crea nessuna differenza tra le due tipologie di iniezione, che si distinguono per altre caratteristiche…

    la compressione riguarda solamente l’aria “nel compressore”… quando nel seguito dico che la sovralimentazione non crea nessuna differenza tra le due tipologie mi sembrava evidente che non mi riferissi alla fase di compressione…

    Sulla carica stratificata… interessante il link che hai postato… molto pubblicitario, ma ti consiglio di leggere un pò di pubblicazioni a riguardo (sae.org) prima di credere alle dichiarazioni pubblicitarie di Bosch (perché se parli con i loro ingegneri scopri che le cose sono un tantino diverse)… la carica stratificata è una bellissima cosa che però nell’uso reale (al di la dei cicli di prova EURO) non funziona molto bene, perché chi mette il piede nell’acceleratore ne vanifica l’utilità… di fatto i motori a benzina attuali, nell’uso reale, operano in omogeneo riducendo il vantaggio dell’iniezione diretta principalmente nell’evitare riflussi di combustibile all’aspirazione…

    @ Marco parli di Diesel o Benzina?

  • # 26
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ lucusta

    Di fatto il rapporto di compressione non è rappresentato da un solo valore… perché esiste quello geometrico (quello di cui finore tutti hanno accennato) e quello reale… e solitamente non corrispondono… la detonazione dipende sempre da quello reale

  • # 27
    Alex
     scrive: 

    @Simone
    hai scritto che \nei benzina la compressione interessa sempre e soltanto l’aria, mai il combustibile\ c’è poco da capire o da interpretare… oltretutto se ti riferivi alla compressione operata dalla turbina è chiaro che riguarda solo l’aria, ma è cosi anche nei diesel… tu però hai specificato \nei benzina\ quindi non intendevi quello… se poi intendevi altro dovevi scrivere altro, io non leggo il tuo pensiero, ma solo quello che scrivi

    non ho mai scritto di prendere per oro colato le pubblicazioni pubblicitarie della bosch, è un link che ho trovato al volo e che serviva a dare un’idea di massima circa la complessità del discorso… infatti ho scritto \per renderesene conto\

    inoltre la carica stratificata serve e come! perchè, come giustamente dice lucusta, non tutti stanno sempre col piede a fondo e in quel caso dà i suoi vantaggi

    ah, grazie del suggerimento di lettura, ma ho già letto questo e parecchio altro… e non solo letto ;)

    @lucusta
    gli incroci cosi elevati da inviare carica fresca allo scarico hanno poco a che vedere con i moderni motori, dato che non ci si può permettere, nel funzionamento normale, di inviare carica incombusta allo scarico e non solo per una questione di consumi…

    quanto alle pressioni massime di cui parli, è un discorso teorico, perchè in realtà la pressione non è perfettamente uniforme e localmente i valori posso essere più elevati, inoltre
    la possibilità di autoaccensione dipende anche dalla distribuzione delle temperature sulla superficie camera, nonchè dalla presenza e distribuzione di residui carboniosi in camera. quindi il 20 a 1 di cui parli è praticamente irraggiugibile.

    quanto al discorso dei CV che hai fatto, è molto impreciso, se io ho il 66% della carica in un motore da 100 cv, non posso dire che ottengo circa 20 CV, perchè io posso avere il 66% dal regime minimo (es: ripresa in quinta) al regime max (es: tiro la seconda senza mettere a fondo) in funzione della situazione… è la potenza erogata può quindi andare da meno di 10 CV fino a oltre 50, proprio perchè, come dici tu, dipende al regime e non solo dalla coppia

    riguardo riduzione degli attriti con l’abbassamento delle cilindrate, non posso che essere d’accordo con te: tutto questo porta ovviamente migliori rendimenti complessivi e quindi consumi ridotti. non ero entrato così nello specifico ma lo avevo scritto al punto 2) del post 23

    comunque attualmente si preferisce in genere usare due turbine di differenti dimensioni, piuttosto che compressore più turbo

  • # 28
    Alex
     scrive: 

    errata corrige: è la potenza… senza accento

  • # 29
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ Alex

    Ho ammesso di avere scritto il commento di fretta… il discorso “nei benzina” era per passare al benzina dopo avere parlato dei benefici della sovralimentazione nei diesel… la frase è evidentemente espressa male, se poi vuoi leggerla con malizia allora non mi riguarda… credo di avere chiarito cosa intendevo, altrimenti perché spiegare dove veniva iniettato il combustibile???… se il combustibile lo inietto in prossimità delle valvole o direttamente in camera di combustione è ovviamente una fase che avviene prima della fase di compressione del motore…

    Ora spero che “l’equivoco” sia chiarito… purtroppo ieri ho risposto di fretta e non ho potuto nemmeno rileggere ciò che avevo scritto… nella vita faccio altro e questi con AD è un passatempo… d’altronde sui motori ho scritto un altro paio di articoli, se te li leggi vedrai che non ho mai creduto che un ciclo Otto comprima solo aria… poi se questi articoli sui motori vuoi scriverli tu perché io sono molto confuso sull’argomento basta chiedere alla redazione di AD, ti lascio volentieri il posto…

    PS non ho detto che la stratificata non serve a nulla… ho detto che nell’uso reale non funziona molto bene… il che è completamente diverso

  • # 30
    Alex
     scrive: 

    No Simone, grazie, tienilo pure tu il posto, proprio non ci tengo… :)
    Non vorrei che tu pensassi che voglia darti addosso per partito preso… ma se scrivo un articolo e poi voglio fare precisazioni, meglio non farle per niente che farle di fretta ;) altrimenti si rischiano precisazioni poco precise… e se non sono precise, che precisazioni sono? :D

    Dai OK, ‘equivoco’ chiarito :) nulla di personale per quanto mi riguarda.

    PS: non è vero che la stratificata non funziona molto bene, come dicevo prima, tutto dipende da come il sistema e progettato e realizzato/gestito e anche dallo stile di guida…

  • # 31
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ Alex

    Per quello che riguarda la stratificata mi riferivo soprattutto a quanto riferito da un ingegnere di una nota casa automobilistica che aveva puntano sulla carica stratificata, per poi accorgersi che l’utilizzatore ne vanificava l’efficacia quasi sempre… pertanto piuttosto che “incasinarsi” con le geometrie per ottimizzare qualcosa che poi di fatto veniva poco o niente utilizzata, hanno preferito ottimizzare le geometrie di camera e condotti in funzione della carica omogenea.

    PS deduco che tu lavori nel settore… puoi linkarmi qualche tuo articolo?

    PPS purtroppo ci sono dei momenti nei quali si deve fare qualcosa di fretta, che sia rispondere ai commenti di un post o fare cose più importanti… e sono quelli i momenti nei quali si fanno errori… basta segnalarli in maniera educata evitando di offendere, giudicare con malizia qualcosa che, seppure espresso male, si riferisce a qualcosa di completamente diverso da ciò che si è capito è fortemente pretestuoso, soprattutto quando arriva il chiarimento dell’autore… AppundiDigitali è un blog, non è una rivista scientifica, i commenti sono sempre apprezzati ma vorrei che si evitassero “certe uscite”, basate soprattutto su un commento… siamo qui per confrontarci, non per mostrare alla comunità scientifica chi è il più figo

  • # 32
    Alex
     scrive: 

    Scritto così, ora sulla carica stratificata, siamo d’accordo.

    Dire a qualcuno che ha le idee confuse non è offenderlo e se qualcuno mi dice che ho detto una puttanata, gli chiedo perchè, ma di certo non mi offendo per questo io, tu si?
    Nessuna offesa nei riguardi di alcuno. Ti faccio notare che quando poi hai chiarito, io non ho insistito ulteriormente. Ho scritto e rimango dell’idea, che un chiarimento debba essere un chiarimento, non uno ‘scurimento': invece che scrivere un chiarimento di fretta, io preferisco nulla, piuttosto che ottenere l’effetto contrario. Questo è un principio sempre valido, per le riviste scientifiche, come per i blog.
    L’idea di questo blog, come di altri, è lodevole, in quanto pone alla portata di molti, una conoscenza di base, su argomenti che altrimenti non sarebbero mai andati ad apprendere da fonti, magari più approfondite, ma certo più ‘pesanti’ e di conseguenza ‘snobbate’.
    Alla fine è uno splendido modo di ‘diffondere cultura’, ma a differenza di una rivista scientifica, la media dei lettori di un blog è meno edotta e quindi è meno in grado di ‘pesare’ eventuali imprecisioni… paradossalmente, può essere più importante essere precisi qui, che in una rivista scientifica.

    Se dovessi trovare soddisfazione nel dimostrare d’essere più figo di te, significherebbe che ho qualche problema. Che tu ci creda o no, le mie soddisfazioni nella vita sono ben altre…

  • # 33
    Alex
     scrive: 

    PS: a scanso di ulteriori ‘equivoci’ per chi legge, il non trovare soddisfazione nel essere più figo di te, non è inteso nel possibile senso offensivo della frase :)

  • # 34
    lucusta
     scrive: 

    Alex, per quanto riguarda il calcolo che ho proposto, sono d’accordissimo con te, ma era solo un esempio numerico per illustrare come la dinamica di un motore a combustione interna sia decisamente variabile…
    in effetti parlare di rapporto di compressione geometrico, rendimenti volumetrici o cariche stratificate (soprattutto in considerazione dell’enorme numero di variabili da prendere in considerazione) e’ un po’ “vecchio” (anche se a me piace piu’ parlare da “vecchio”); oggi il tutto e’ riferito a meri calcoli di fluidodinamica in rapporto ai valori estratti dai sensori, con i quali le centraline operano sulla migliore delle possibilita’ (ivi compreso anche il rendimento lambda).
    per quanto riguarda un RC geometrico di 20:1, e’ fattibilissimo, non per altro cicli diversi dall’Otto li possono adottare (atckinson, miller, ma questi hanno in piu’ la variabile di fasi attive – aspirazione e scarico – nettamente sproporzionate).
    Ad oggi il freno e’ solo la tempistica dell’iniezione diretta, che e’ ancora troppo lenta, e non consente di ottenere la miscelazione adeguata in poco tempo ad alti regimi… considera che in quella indiretta, in alcuni motori ed in alcune circostanze, ancora si “spruzza” ben oltre la chiusura delle valvole di aspirazione.
    per quanto riguarda le norme anti inquinamento queste sono valide solo fino ai limiti di legge delle velocita’ massime consentite; oltre 120Km/h non credo che ci sia nessun veicolo capace di rimanere a lambda 1 e dare adeguata potenza (e fan tutti cosi’, senno’ non avresti mai motori aspirati capaci di arrivare a 100cv/l).

    per quanto riguarda la carica stratificata, ad oggi solo i GDI possono permettersela in certi ambiti di funzionamento (interessante e’ il nuovo motore mercedes che mischia ciclo ad accensione comandata con il ciclo ad autoaccensione; senza carica stratificata otterresti solo un buco sul pistone), e come e’ stato detto, dipende tutto dall’utilizzo del mezzo (anche se i nuovi sistemi di drive by wire sono difficili da bypassare anche per la vecchietta col piede fisso sulla frizione).

    nel concreto la sovralimentazione sui benzina, per i produttori, e’ solo un concetto di marcketing, e mi spiego:
    la sovralimentazione, in qualunque modo venga implementata, ha un costo elevato, e fino ad oggi, era del CO2 in cui si guarda molto al consumo, era preferibile per le case costruttrici non adottarlo, risparmiando, ed aumentare la cilindrata per ottenere le stesse prestazioni; in finale la clientela guardava piu’ il mero numero della potenza massima e delle pure prestazioni, poi i consumi, non certo come questi erano ottenuti (ed infatti molti, vedendo motori di cilindrata ridotta ed alta potenza, si chiedono curiosi se abbia le stesse doti di affidabilita’ dei motori “tradizionali”, che in effetti hanno), d’altronde un buco piu’ grande costa molto meno di un turbocompressore/intercooler.
    oggi volendo si puo’ ottenere comunque consumi ottimi anche con cilindrate elevate (certo, se ne aumenterebbe leggermente la complessita’), ma quale consumatore prenderebbe in considerazione un’auto da 3000cc che abbia la potenza di un’utilitaria? (il peso e’ relativo… l’aumento della complessita’ di un sovralimentato porta ad equiparare i pesi di un aspirato di cilindrata decisamente superiore).

    come ho gia’ accennato il domani del motore a combustione interna e’ ancora roseo (e piu’ per il benzina che per il diesel, che gia’ incomincia ad accusare in fatto d’inquinamento sub micron), coadiuvato dall’elettronica e dai supporter elettrici, e basta che la nostra concezione di veicolo cambi ancora un po’ per svincolarlo dal concetto di unita’ motrice a quello di generatore di energia (elettrica e/o motrice).

    addentrandoci nel concetto di carica stratificata sarebbe bello parlare di turbo miscelato (la turbina spinge carica fresca, mentre una valvola riempe il cilindro nella quantita’ giusta di gas di scarico, gia’ processati e percio’ inerti, quindi a tutto vantaggio della riduzione degli atriti di pompaggio e dell’ottenimento di rendimenti volumetrici pari a 1, ma qui necessita assolutamente la carica stratificata, il drive by wire, l’iniezione diretta veloce ed un elettronica eccelsa, non certo una eprom da pochi bit).

    serve tempo ed investimenti (ad esempio sui sensori: usando un ecodoppler invece che il filo caldo o il flussimetro di massa come rilevatore all’aspirazione la centralina potrebbe gestire l’iniezione a stadi di accuratezza irraggiungibili ad oggi, ma una semplice sonda eco costa 100 volte un “filo caldo”) e, come oggi, sono le regole imposte (le eco euro) che possono cambiare il tutto, non certo le case produttrici, che sono sempre restie nell’implementare nuova tecnologia se non e’ strettamente necessario (poi, certo, le stravolgono con i comitati a bruxelles, ma questa e’ un’altra storia che esula la tecnologia).

  • # 35
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ Alex

    Direi che “l’equivoco” sia chiarito… evidentemente ho travisato il tono del tuo commento…

  • # 36
    Alex
     scrive: 

    @lucusta
    Per il 20 a 1, il mio riferimento era al ciclo otto.

    Lo spruzzare oltre la chiusura delle valvole, come dici anche tu, non è cosa normalmente fatta.
    Vero che l’iniezione diretta ha qualche problema in più di ‘miscelazione’ ed effettivamente nell’iniezione indiretta, lo spuzzare nei condotti d’aspirazione, piuttosto che direttamente nel cilindro, costringe la miscela a subire delle turbolenze che contribuiscono positivamente in tal senso. Anche l’abolizione della farfalla e la gestione del flusso tramite regolazione dell’alzata, adottata ormai in molti motori, contribusce a migliorare le cose, soprattutto a bassi carichi e quindi con poca alzata (parlo sempre di iniezione indiretta).

    Il discorso dei limiti di velocità non è invece corretto: se metto a tavoletta e tiro la seconda nella mia macchina, mi trovo poco sotto 110Km/h, eppure i 2xx CV ci sono tutti e si sentono; di certo non sono a lambda 1, pur essendo sotto il limite dei 120Km/h da te indicato; se invece sono a 200Km/h in 6a e vado a velocità costante in piano, sono intorno al 50% di carico e il motore può lavorare a lambda 1.
    Le mappature delle centraline, prevedono in tutte le vetture, utilitarie incluse, un arricchimento a pieno carico, ma ovviamente in genere non stai sempre a pieno carico.
    Gli oltre 100CV/litro di certi aspirati sono ottenuti ottimizzando il coefficente di riempimento dei cilindri e facendo girare in alto il motore: il funzionamento ‘normale’ avviene, anche in questo caso, a lambda 1.

    Vero che la parte di motore che riguarda la sovralimentazione è un peso in più che un aspirato non ha, ma in genere questo non compensa completamente la differenza di peso che può esserci, a titolo di esempio, tra un 3000 6cil aspirato e un 2000 4cil turbo. Diverso il caso, se il il motore è invece un 2000 aspirato da 8500 giri/min (pensavo ad esempio alla S2000), che a pari potenza peserebbe probabilmente meno (anche se, quasi certamente, non godrebbe delle stesse doti di ripresa del 2000 turbo)

    Che il futuro del motore a combustione interna sia ancora roseo, lo sostengo anche io (e soprattutto per i benzina, come ho già scritto al post 23).
    Per il resto è chiaro che, come fai giustamente notare, certe tecnologie costano, ma non sempre le case sono restie a sviluppare, ci sono ritorni economici anche legati all’immagine di chi sviluppa nuove tecnologie. Pensa anche al fatto, che certe tecnologie sono spesso sviluppate dalle case per il mondo delle corse (in questo senso la F1 è una miniera) e quindi, anche se in genere non possono essere esportate pari pari sulle vetture di serie, parte del lavoro è già fatto…

  • # 37
    lucusta
     scrive: 

    …piu’ che la F1 sarebbe d’interesse ancdare a gardare nel mondo rally, anche se le varie suddivisioni fatte ora ne tarpano enormemente lo sviluppo tecnologico (nei rally la categoria prototipi e’ ormai un ricordo lontano).

    per quanto riguarda l’equivalenza di peso tra’ sovralimentato ed aspirato, non guardare le alte cilindrate (dove viene minimizzata la differenza), ma le piccole:
    il nuovo 900 twin-air bicilindrico pesa quanto il 1242 16v o il 1372, ed il primo ha solo 2 cilindri, non 4…
    il turbo pesa, anche se poco sono 30 GK di collettori, turbocompressore, intercooler ed altri annessi, ma non e’ questo il reale problema; il fatto e’ che costa.

    per assurdo immagina un motore di minima cilindrata, sovralimentato ad alta pressione (come i 4 bar delle vecchie 1500 F1); sarebbe un motore di efficenza elevatissima, perche’ avrebbe atriti minimi, data la ridotta cilindrata, ma potenze elevatissime, e la regolazione della potenza potresti ottenerla anche solo giostrando sulla pressione dell’aspirazione.
    a basso carico si comporterebbe come un aspirato, ma essendo di piccola cilindrata avrebbe la farfalla totalmente aperta, a medio carico avrebbe una pressione di 2 bar, al massimo carico di 4… in pratica otterresti la regolazione della potenza facendo sfogare la pressione in eccesso dal compressore!

    ci si puo’ ancora giocare moltissimo con il motore a combustione interna ad autoaccensione (qualunque ciclo si consideri aderente a questo concetto), sia come meccanica pura, sia come principi di funzionamento…

    pensa all’uso dei carburanti alcoolici, come l’E85.
    potresti usare un RC di 13-15:1 avviarlo ad E85, e usare poi metano (o una equalizzazione dei due).
    riusciresti a sfruttare il metano per uno dei suoi punti piu’ importanti e meno sfruttati: ha 120 ottani…

  • # 38
    Alex
     scrive: 

    Infatti, nel rally lo sviluppo non è pari a quello della F1… lo dici pure tu.
    Ora si parla dei turbo in F1… vedremo!

    Ho preso ad esempio le alte cilindrate, proprio perchè li si nota maggiormente la differenza di peso e trattandosi di vetture in media più pesanti e per le quali spesso si cercano prestazioni elevate (e la riduzione del peso aiuta), l’esempio era calzante. Sulle piccole infatti, come tu fai correttamente notare, cambia poco e il problema è solo relativo al costo come avevamo già convenuto entrambi.
    La questione del lambda 1 della quale parlavo, vale invece per qualsiasi motore benzina attualmente in commercio.

    Me le ricordo le F1 turbo, erano ingestibili.
    Non oso pensare che sensazione potesse dare, guidare auto con motori che, prima che la fia imponesse il limite dei 4 bar (non ricordo l’anno), in qualifica superavano i 1200CV, con turbolag dell’ordine dei sec…. magari sul bagnato!!! Pauraaaaaaaaaaaaaaaa :)

    Comunque anche con l’attuale tecnologia, sarebbe un problema oggi avere un motore ‘valido’ con quelle pressioni di sovralimentazione, per molti motivi.

    Con la benzina attuale, diventerebbe un problema la gestione dell’autoaccensione e cambiare carburanti e facile a dirsi, ma non a farsi (non entro nel merito perchè non ho tempo di scrivere un altro papello :))
    Poi a 4 bar, pure nel caso di usare un motore ad autoaccensione, sarebbe difficile mantenere un turbolag basso e un turbo elettrico difficilmente raggiungerebbe le prestazioni necessarie. Poi ci sarebbe, l’affidabilità… e tanto altro.
    Insomma l’idea è bella e potremmo ‘chiacchierare’ amabilmente per ore, ma sai bene anche tu che poi nella pratica ci si scontra con infiniti problemi (tecnici, commerciali, politici) e se già la sovralimentazione attuale costa, pensa quella :)

    Come ho scritto più volte sopra, sono convinto anche io che il motore a combustione interna abbia molto da dire.

    Hai citato l’E85… raffredda le camere meglio della benzina e ha un numero di ottano più elevato, ma la sua combustione libera un po’ meno energia della benzina e fondamentale, non sarebbe disponibile in quantità adeguate.

    Che flashback quando hai parlato del gas :)
    Molti, molti anni fa, feci a tempo perso, un ‘lavoretto’ su una delta integrale che un tizio aveva dotato di impianto a gas: prima di metterci mano, andava ovviamente più forte a benzina che a gas… dopo, sfruttando il maggiore numero di ottano del gpl e potendo quindi usare una maggiore pressione di sovralimentazione, faceva veramente impressione :D
    Non so quanto fosse affidabile il tachimetro, ma alla prova zerocento, su asfalto buono, stava sotto 5 sec!
    Ovviamente fu necessario fare due mappature differenti a seconda del tipo di alimentazione… bei tempi e pochi pensieri allora.

  • # 39
    lucusta
     scrive: 

    alex, non credere che un motore elettrico non possa fornire sufficente e prolungata potenza per una turbina; ne esistono di tanti tipi ;)

    sbircia qua': http://www.cpowert.com/
    e’ il sistema che accennavo prima (sono anni che cerco di progettare un riduttore per attaccare una turbina ad un alternatore, ma non e’ il mio campo, purtroppo!).

    il VTES, nella sua incarnazione prototipale, e’ un compressore centrifugo attaccato ad un bel motore elettrico, e puo’ comprimere a 1.45 bar, girare a 70.000RPM e arrivarci in 350ms
    arriva ad assorbire anche oltre 4KW in accellerazione, ma mediamente prende 1,8KW, fornite magari dal Tiger, una turbina alternatore da 80.000RPM, capace di recuperare fino a 4,2KW in continuo (ma esistono progetti di microturbine/generatore da 200.000RPM!).

    a questi si puo’ aggiungere il CPT SpeedStart, un alternatore tradizionale che pero’ sostituisce anche il tradizionale motorino di avviamento (altre incarnazioni portanno, in futuro, renderlo anche sussidio elettrico per la trazione, in aiuto al motore endotermico).

    sistemi piccoli e compatti (Tiger 10KG e poco piu’ piccolo di una T25, il VTES pesera’ una 15ina di Kg ed e’ poco piu’ grande di una T38); tutta roba facilmente assimilabile da un normale motore endotermico tradizionale, con una piccola gestione elettronica e un piccolo pacco batterie.

  • # 40
    Alex
     scrive: 

    Se leggi bene, vedrai che non ho scritto che un compressore elettrico non possa fornire quella potenza, ho scritto che difficilmente potrebbe farlo. Ti rendi conto, che se per arrivare a mantenere solo 1.45 bar in accelerazione servono ben 4KW, per mantenere una pressione di 4 bar (con un’adeguata portata) il problema diventa notevole. La potenza che assorbirebbe sarebbe ancora più elevata e le correnti richieste sarebbero di non facile gestione. In pratica, l’approccio al progetto, per la soluzione della ‘questione’, diventerebbe quello usato per i motori delle auto elettriche, con annessi e connessi: vedi i pesi del motore, delle batterie e tutte le restanti complicazioni (inclusi i costi). Anche in questo caso, idea interessante, ma giusto per fare due chiacchiere o al max per qualche prototipo….

  • # 41
    lucusta
     scrive: 

    mha’… non direi.
    a mio avviso prossimamente vedremmo eliminare progressivamente l’alternatore in favore di piccoli (piu’ o meno, ed in numero anche superiore ad 1) turbogeneratori (indifferentemente su motori sovralimentati o meno).
    conta che il miglior alternatore di oggi fa’ si e no il 75% di rendimento, e che la cinghia di callettamento non supera il 90%, percio’ si riesce a sfruttare bene solo 2/3 della potenza assorbita, e che comunque parte della potenza si dissipa anche quando non serve l’alternatore perche’ la batteria e’ carica.
    nelle moderne autovetture la richiesta di elettricita’ e sempre maggiore, e non solo per ricaricare la batteria, che interviene negli avvii ma che poi serve solo da sistema di regolazione di tensione… tutto il carico e’ sull’alternatore.
    domani si puo’ usare invece un turbogeneratore accoppiato a batterie migliori (esistono gia’ ora batterie standard a tecnologia litio che sono molto piu’ performanti e leggere di quelle al piombo) che si prende carico del climatizzatore, della pompa acqua, della pompa olio, e probabilmente anche della distribuzione (sistemi camless totalmente elettrici tipo quello sviluppato da BMW, o un twin-air elettrico-olio camless), tale da rendere il motore piu’ scarico dagli accessori, e decisamente piu’ gestibile.

    d’altronde, come hai detto, ci vuole parecchia potenza per comprimere, con uno centrifugo, l’aria necessaria ad un motore, ed e’ la turbina che riesce a recuperarla meccanicamente; trasformare questa potenza in elettricita’ non e’ certamente difficile.

    piu’ che altro e’ la maggiorazione di peso la vera limitazione di questo sistema “tutto elettrico”, ma come rendimento riusciresti ad ottenere decisamente molto di piu’, tanto da compensare e andarci in positivo.

    utilizzando un roots, che ha un rendimento decisamente superiore al centrifugo, si possono usare motori elettrici a magneti permanenti con efficenze di gran lunga superiori al 90% e di adeguata potenza con pesi ragionevoli (compressore sui 10Kg e motore sui 10Kg, per una media cilindrata).

    il fatto e’ che si osa realmente poco nella grande industria in serie (ti basta vedere il fatto che tutte le auto sono standardizzate su 12V, anche ora che sarebbero necessari almeno il doppio per sostenere certi impianti senza madargli centinaia di ampere).

  • # 42
    Alex
     scrive: 

    Come già scritto sopra, tutta roba molto costa e pesante… oltre a dovere fare i conti con l’affidabilità di un’elettronica ancora più complessa, per un sistema per il quale il favorevole rapporto vantaggi/svantaggi è ancora tutto da verificare.

    PS: Scusa, leggo solo adesso la tua risposta, ultimamente non ho avuto molto tempo (e neanche molta voglia) di continuare a seguire questa pagina: qui ci sono finito per caso, durante una ricerca, in uno dei (putroppo) rarissimi momenti in cui non avevo nulla da fare e potevo cazzeggiare. C’è gente che passa le sue giornate su facebook: io mi ci sono iscritto con un nome di fantasia, giusto per saperne parlare e penso che presto cancellerò l’account… beati loro che hanno tutto questo tempo da perdere, io invece, avendo tempo, andrei volentieri a mare :)

  • # 43
    Mauro82
     scrive: 

    lucusta wrote:

    se e’ un motore atmosferico, chiedendo la meta’ della potenza, si e’ praticamente a meno di 2/3 di riempimento, percio’ se si ha un RC di 10:1 la pressione massima al PMS sara’ poco superiore a 6ATM…

    se non ricordo male la Saab aveva sperimentato un motore a rapporto di compressione geometrico variabile in base al carico tramite il movimento del blocco formato da cilindri e testa

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