Chimica della reazione diesel & anticipo iniezione

Buond? a tutti,
Il mio dubbio riguarda la chimica del diesel, una volta che il gasolio ? iniettato come si sviluppa la reazione?
Indubbiamente il picco di pressione deve essere dopo il PMS, il che significa che c'? un certo ritardo tra l'iniezione e l'innesco della reazione. Questo ritardo ? fisso oppure la reazione inizia subito e aumenta di intensit? gradualmente?

Parlando invece del motore qual'? l'angolo ideale per la massima resa a cui ? opportuno che la reazione raggiunga il suo picco di pressione? Certo questo dipender? dal rapporto di compressione e dalla cilindrata, ma comunque c'? una qualche linea guida o un modo per calcolarlo dati i valori di anticipo da mappa originale?

Per favore se decidete di rispondere supportate il vostro intervento con argomentazioni scientifiche / logiche. Non mi interessano cose come: "dai 2 gradi di anticipo e sei a posto". Sono stufo di provare 1000 configurazioni diverse rischiando di spaccare senza ottenere risultati.

Voglio affrontare la questione in modo scientifico!

appena il gasolio esce dall'iniettore comincia a bruciare ma la combustione dura un certo tempo anche perch? il gasolio non esce tutto istantaneamente. come sai l'iniettore sta aperto un certo tempo, e lultimo gasolio ? ancora nell'iniettore quando il primo sta gi? bruciando. ? tutto un fenomeno progressivo.

la combustione del gasolio ? molto veloce, ma non istantanea. come tutti i fenomeni naturali ha uno sviluppo progressivo. c'? per? una situazione ottimale per lo sviluppo dell'energia col miglior rendimento. questo momento ottimale si ha quando la massima pressione del ciclo si trova intorno ai 10 -20 ? dopo il punto morto superiore di scoppio.
questo punto ottimale per lo sviluppo del miglior picco di pressione e poco influenzato dal rapporto di compressione, poco dalla cilindrata, ma pi? dall'alesaggio del cilindro, significando che pi? grande ? il diametro, maggiore il tempo di espansione della fiamma (deve fare pi? strada per occupare il cilindro.)

dato questo valore ottimale di massima pressione si torna indietro di un tempo che ? quello di sviluppo della fiamma e si trova il punto in cui si deve mettere il gasolio nel cilindro. si torna indietro nel tempo ancora per tener conto dello svolgersi delle complesse operazioni dentro l'iniettore e si ottiene la posizione in cui si deve dare corrente all'iniettore. questa ultima ? quella che noi mappiamo nelle mappe di anticipo. il tempo di combustione ? poi traducibile in gradi motore perch? mentre la combustione si sviluppa il motore gira. quindi si pu? tradurre questo tempo in gradi motore.
essendo il tempo di combustione quasi costante ma la velocit? del motore variabile, a parit? di tempo con l'aumentare dei giri l'anticipo deve aumentare per avere il punto ottimale di pressione sempre nell'intorno dei 10-20? albero motore.
al di fuori del punto ottimale della pressione il rendimento ? pi? scarso, se troppo prima pu? impedire al pistone la risalita, se troppo dopo disperde troppa energia nello scarico.
questa ultima regolazione viene anche utilizzata volontariamente per scaldare lo scarico per rigenerare il dpf.

Ottima spiegazione, grazie! :)

Traducendo in gradi i tempi di iniezione in base al regime si ottiene che l'iniezione finisce sempre o quasi prima del PMS, il che significa che la costante che ha maggior rilievo ? quella dell'espansione della fiamma (? una costante giusto?). Allora il mio obiettivo diventa quantificare quanto la fiamma impiega dal centro a raggiungere le pareti del cilindro. E' fattibile?

non ? cos? semplice, perch? anche la fiamma ? alimentata da un continuo apporto di gasolio, che non ? istantaneo.
usando l'esempio del minimo dove il tempo iniezione ? minimo di circa 0,200 msec .
a 1000 giri/1' il tempo per fare 1 giro motore ? 60000/1000=60 msec , cio? 60/360 = 0,1666 msec per grado
sappiamo che a 1000 giri anticipo ? circa 0? (cioe al pms) il comando elettrico
per andare dall'iniettore alla parete ci passano circa 10?
grosso modo ci vogliono 0,1666*10=1,6 msec
se poi il cilindro ha alesaggio di 90 mm e iniettore ? al centro, per percorrere i 45 mm la fiamma impiega 1,6 msec va alla velocit? di 0,045/0,00166 = 271 m/sec = 976 km/h
valori con un po di approssimazione, ma per dare un'idea

Chiaro, in questo contesto la pressione del rail influenza il tempo di espansione della fiamma? Oppure la velocit? del getto ? irrilevante rispetto a quella di reazione?

la pressione del rail ha un doppio effetto:
aumenta la velocit? delle microgocce fuori dall'iniettore, ma penso che sia scarso il contributo sulla velocit? fiamma. conta di pi? il moto vorticoso dell'aria nel cilindro
diminuisce il diametro delle microgocce, in altre parole aumenta la polverizzazione, e questo si contribuisce al miglioramento della qualit? della fiamma, ma non tanto sulla velocit? del fronte di fiamma.

sergiot veramente senza parole complimenti...sono riuscito a capire quello che hai scritto pur essendo cose abbastanza complicate...dove ci vorrebbero delle buone basi di partenza....ottimo comunicatore.....
seguiro con molta attenzione questo post...

Ho provato a fare una verifica di quanto detto da sergiot, che ancora ringrazio :)

tempo propagazione = (gradi anticipo + gradi del picco della reazione) / Velocit? angolare

abbiamo 2 incognite:

x = tempo di propagazione
y = gradi del picco della reazione

e alcuni dati che ho ricavato dalla mia mappa tempi ori (calcolati dalla prima colonna)

V angolare a 4000 giri = 24000 gradi / secondo
V angolare a 5000 giri = 30000 gradi / secondo


Mettiamo a sistema le seguenti equazioni:

x=(y+14)/24000
x=(y+20)/30000

la soluzione:

x=0,001 secondi
y=10 gradi

Un po' troppo esatti come valori non vi pare? sembrano proprio messi a tavolino...

quello che i mappatori chiamano nel loro gergo "anticipo iniezione" nei diesel , oppure "anticipo accensione" nei benzina, per i fisici o i motoristi ? figlio tempo di combustione o tempo per avere il picco di pressione. ovvio che dopo il picco di pressione nel cilindro la pressione non ? finita ma si abbassa fino al momento dello scarico.
prendiamo anche questi calcoli con la dovuta calma derivante dalla necessit? di spiegare in 20 righe quello che sta in interi volumi.

Eheh, ma questi sono calcoli a ritroso, funzionano sempre (o quasi) :p

Non pretendo certo di conoscere tutto il background tecnico di calcoli e teoria che poco hanno a che vedere con quelli da me scritti, ma sono serviti a chiarirmi le idee!
Grazie sergiot, mi hai tolto molti dubbi (e penso non solo a me!) e soprattutto hai risparmiato un bel po' di sofferenza alla mia povera vettura!

Complimenti per la trattazione molto ben argomentata.

Una domanda semplice non scentifica per Asdone, ma in un motore diesel o benzina qual'? la prima fase utile e quante ne sono?

Per "fase" intendi gradi?

per fase utile si intende quella parte del cilclo diesel o otto che produce energia.
la fase utile ? solo quella di espansione dei gas dopo l'accensione del carburante, cio? quel mezzo giro che va dal p m superiore a quello inferiore e che rappresenta 1/4 del ciclo totale.

Ecco appunto, io con la terminologia sto molto indietro, grazie sergiot!

Complimenti molto interessante.

asdone, Perch? si utilizza "14" e "20"?
sergiot parla di "10" e "20".

Saluti

Chiedo scusa, i miei 14 e 20 sono gradi di anticipo presi della mia mappa ori, ho scambiato la posizione delle variabili durante il calcolo!

Grazie. Ora capisco.

La tua auto ? a benzina?

Saluti

No no, un dieselone :)