iniezione diretta benzina

[voltaire]

Funziona come nei diesel? L'iniettore spruzza direttamente la benzina nel cilindro?
Posso sapere nel dettaglio come ciò avviene?

Ciao e grazie! 8)

[FEDELELLA]

Sistema che immette la benzina direttamente nella camera di combustione, prelevando da un collettore a pressione fino a 130 bar (3,5 bar nei motori a iniezione “normali”). Nella versione più raffinata si ottengono a carichi medio-bassi miscele “ultra lean” (alcuni costruttori europei come Renault coll’IDE- però restano a miscele stechiometriche per evitare gli NOx) con rapporto aria/benzina dell’ordine di 30-50/1. A carichi medio-bassi la carica è dunque stratificata*, la farfalla è praticamente aperta e la potenza è regolata dall’iniezione; a carichi medio-alti la carica è stechiometrica e la regolazione è a farfalla; il tempo di iniezione, rispetto a un sistema tradizionale, è ridotto a 1/4 e se si tratta di iniezione multipla i tempi singoli scendono sotto a 0,5 millisecondi (1/5 del tempo tradizionale). Tra i vantaggi dunque il teorico minore consumo carburante e lo spostamento della coppia massima verso il basso (guida più piacevole); peraltro c’è tendenza a formare NOx, da cui il forte tasso di EGR applicato per non avere troppo ossigeno nella camera di combustione e la ricerca di speciali catalizzatori. Solo eliminando la tendenza agli NOx, il GDI potrà avanzare sulla via della riduzione di consumo di carburante. A pieno carico si ottengono alcune delle caratteristiche tipiche dei motori Diesel come la riduzione delle perdite di pompaggio (maggiore rendimento volumetrico* +6% circa), in quanto nei canali di aspirazione passa molta aria (farfalla aperta). Inoltre non si perde carburante nei condotti di aspirazione e lo si brucia completamente nella camera di scoppio. Infine si può alzare il rapporto di compressione a 12,5:1 perché la detonazione in fase di accelerazione sotto carico è allontanata da un sistema di doppia iniezione (una prima iniezione a rapporto aria/carburante 60/1 raffredda la camera durante la conseguente evaporazione della benzina e una seconda a 12/1 arricchisce per l’accensione). Invece ai carichi medi e bassi c’è una sola iniezione tardiva, mentre ai carichi medio-alti c’è una sola iniezione in fase di aspirazione, senza miscela povera. In fase di avviamento a freddo c’è addirittura una post-iniezione con post-combustione* per scaldare rapidamente il catalizzatore. Per realizzare appieno i vantaggi della GDI sono necessari: pistoni di forma speciale e canali di immissione ben posizionati in modo da convogliare il flusso verso la candela; pompa carburante ad alta pressione, acceleratore elettronico (EGAS*) e iniettori regolabili elettronicamente, fasatura variabile delle valvole, controllo elettronico dell’acceleratore (drive by wire), tutto per uno studio accurato dello swirl*e, infine, benzine prive di zolfo* (meno di 10 ppm). In pratica la miscela viene portata a rapporto stechiometrico, in goccioline di diametro inferiore a 20 micron, nei pressi della candela, per l’accensione senza perdite di calore perché attorno c’è uno strato isolante composto da aria e gas residuo e l’acceleratore è ben aperto per ridurre le perdite di carico in aspirazione. In casi di necessità il funzionamento prevede rapporti aria/benzina più prossimi a quelli stechiometrici (14,7/1). La riduzione degli NOx allo scarico, che coi sistemi tradizionali è ottenibile solo con miscele stechiometriche, è effettuata con speciale catalizzatore ad accumulo e miscele momentaneamente ricche, lambda = 0,8 (vedi NOx*). L’altro sistema GDI, quello “stechiometrico” senza carica stratificata e in futuro meno diffuso (alla “francese”), si ottiene spingendo a fondo con l’EGR* (25%, ma anche 40%) in modo che i gas combusti svolgono la funzione dell’aria in eccesso dei “lean burn” e il rapporto aria/benzina rimane stechiometrico ma proprio grazie alla notevole massa di gas combusti non si hanno problemi di catalizzazione. La funzione dell’EGR è anche di tipo sovralimentante, cioè di aumento del grado di riempimento (eliminazione perdite di pompaggio). Motori GDI sono in produzione in Giappone dal maggio “96 (Mitsubishi). In Europa parte la Renault (Siemens) in primavera “99 e Bosch da settembre. Vittoria Audi 24 ore di le Mans nel 2001 con GDI. Vedi anche lean burn e carica stratificata.

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TRATTO DA : 4R