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DISCUSSIONE PIU TECNICA MAI FATTA SU MISCELA MAGRA


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MESSAGGIO DI "LUDO":

 

 

C.V.D., nessuna fonte afferma che smagrendo la miscela diminuisce la temperatura in camera di scoppio. Sarebbe, del resto, un'affermazione temeraria, dacchè si sta parlando dell'ABC del motore a scoppio: ciò che raffredda la miscela è il carburante, non l'aria.

Premesso che copiare/incollare senza citare le fonti è una pessima abitudine, e che i grafici qui sopra non dicono alcunchè sulla combustione dei motori a scoppio, ecco qualche considerazione tecnica sui brani incollati sopra, nella speranza di fare definitivamente chiarezza sulla questione.

 

Che un motore a benzina lavori con miscela più magra rispetto al rapporto stechiometrico ai bassi, e più ricca agli alti, fa pure parte dell'ABC del motore a scoppio: all'aumentare del regime di rotazione diminuisce il tempo utile per la combustione, quindi si richiede un aumento dell'anticipo d'accensione e una miscela più fredda (cioè più ricca), che possa bruciare più rapidamente e in modo omogeneo, evitando fenomeni di detonazione. La detonazione, presupponendo cavi e candela efficienti e del giusto grado termico, consiste (almeno quella non imputabile a postaccensione) in un'accensione spontanea della miscela determinata di una miscela troppo magra e quindi troppo calda, ovvero mal distribuita in camera di scoppio: produce battito in testa e, a lungo andare, foratura dei pistoni. ropialda, che ha dimestichezza col dizionario tecnico di Quattroruote, potrà trovare conferma nella definizione del termine "detonazione"

Al contrario, ai bassi regimi è possibile smagrire la miscela, dati i tempi più dilatati della combustione e la minore richiesta di prestazioni.

Ora, tornando ai dati dell'Audi 80 di ropialda, bisognerebbe sapere a quale regime è stato rilevato il rapporto A/F 23,5:1: chiaro che se fosse rilevato al minimo o a basso regime sarebbe meno preoccupante che non a 5000 giri, ma uno smagrimento del 35% non è alla portata nemmeno di un V-TEC E, figuriamoci di un vecchio 1,8 VAG a carburatore...

 

Dalla fine degli anni '70, quando, dopo la crisi petrolifera, si è cominciato a porre seriamente il problema di ridurre i consumi, i costruttori hanno iniziato a cercare soluzioni: dal motore modulare dell'Alfetta CEM al carburatore con condotti d'aspirazione a lunghezza variabile della Croma CHT, dalla "conquista" dell'iniezione ai condotti d'aspirazione e lunghezza variabile del V-TEC ES, con singolo e poi doppio variatore di fase e poi variatore di alzata valvole; dal Twinport Opel al doppio Vanos e poi al Valvetronic BMW, che gestisce l'afflusso di carburante solo tramite l'alzata valvole; dall'iniezione diretta con carica stratificata Mitsubishi alla soluzione JTS Alfa a carica stechiometrica...tutti progressi che possono essere approfonditi leggendo i documenti reperibili con la ricerca segnalata sopra, e che comunque - almeno fino a ieri - permettevano ai motori di lavorare con miscela sempre più magra ai bassi e ai medi, ma non risolvevano il problema delle temperature elevate e del fronte di fiamma poco omogeneo agli alti regimi, tanto che la carica stechiometrica rappresenta la presa d'atto della necessità di miscele ricche per ottenere prestazioni anche sui motori a iniezione diretta.

A questo punto una domanda sorge spontanea: se per far viaggiare un motore con miscela più magra del 35% rispetto al fattore Lambda, abbattendo i consumi, mantenendo prestazioni e rendimento e salvaguardando i pistoni, bastava un carburatore e la mano fatata di Toto' 'o meccanico...ma chi gliel'ha fatto fare alle case di investire miliardi in cotanta innovazione tecnologica? Chi glielo va a dire che hanno buttato una sacco di soldi nel cesso?

 

(continua)...

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MESSAGGIO DI "ROPIALDA":

 

Guarda che uno dei problemi per cui non si va ad eccessi d'aria elevati è il problema degli inquinanti: soprattutto NO che è abbastanza dannoso, ma se la vettura ha EGR si abbassa la temperatura di fiamma e si elimina il rischio dell'NO. Ora se pensi che i gas combusti (vapore acqueo, CO2, CO O2 N2 , O e H molecolari... etc.) in totale hanno una massa molare paragonabile a quella dell'aria, lo stesso effetto dei gas di scarico è fatto anche dall'aria (cioè assorbire energia ripartendola nei loro gradi di libertà molecolari, traslazionale, vibrazionale, rotazionale,.... in generale si beccano il calore della combustione non partecipandone perchè sono inerti e abbassano la temperatura), motivo per cui anche solo e semplicemente aria abbassa la temperatura di fiamma. il fatto chei l combustibile abbassa la temperatura è vero; pensa che sullo SHUTTLE l'idrogeno prima di farlo andare in camera di combustione si fa passare vicino agli ugelli per raffreddarli!

Approposito ho messo una domanda anche a spina (che è ingegnere chimico), io sono meccanico.... ma il risultato è lo stesso! Quindi penso che ti scriverà qualcosa anche lui.

 

Presto Gioyann posterà altre immagini e la bibliografia completa delle immagini già messe e di quelle nuove, in più ci sono una serie di libri che ti consiglio!

 

Ciao Ludo!!!

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MESSAGGIO DI "ROPIALDA":

 

 

TI SPIEGO IL GRAFICO:

 

Appropoito: l'equivalence ratio se non lo sapessi è l'inverso dell'eccesso d'aria: lambda (o eccesso d'aria)=1/Equivalence Ratio.... quindi all'aumentare dell'aria, Equivalence Ratio scende.... lo vedi sul grafico....

eppure a me sembra cos' chiaro!! che c'è di difficile?

 

Quel grafico è la prova di metano in camera di combustione con un sensore di pressione e un trasduttore di temperatura(ti stò raccontando il mio lavoro!): si fa partire la combustione e si fanno varie prove a distanza di mezz'ora, il rapporto stechiometrico voluto si ottiene con un aspiratore con tre regolazioni, e il combustibile si pesa con una "bilancia" composta si sensore di pressione al quarzo, posto in un diaframma tarato.

 

La procedura è descritta su uno dei tanti articoli JANAF che si trovano su internet..... buona ricerca!

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MESSAGGIO DI "SPINA":

 

 

scusate ragazzi ma ero off da ieri pomeriggio dopo le 18, sono adesso tornato al PC!

dunque alla tua domanda :"nella combustione l'eccesso d'aria (ovviamente non preriscaldata) rispetto allo stechiometrico, aumenta o diminuisce la temperatura di fiamma???" ti rispondo che la T di fiamma diminuisce perchè l'aria (cioè l'ossigeno) che non partecipa alla combustione funge da zavorra termica.... Ludo ha perfettamente ragione quando afferma che il carburante funge da refrigerante perchè la benzina evaporando in camera di combustione sottrae calore alla stessa (dunque la T della camera tende ad abbassarsi).... la domanda fatta da te è di per sè corretta ma non si applica al motore a scoppio a benzina...

ciao

Postato

MESSAGGIO DI "ROPIALDA":

 

 

Lo so però si parlava dell'effetto dell'eccesso d'aria.

Grazie spina ciao!!!

Ludo convinto??

 

 

 

A prescindere dal fatto che i diagrammi sono chiarissimi:

 

fi diminuisce--->la temperatura di fiamma DIMINUISCE!!

 

Hai chiesto i dati, le tabelle, un ingegnere che ti spiegasse..... hai ottenuto tutto, ma non ti sei convinto.... ed allora che chiedi a fare?

 

La fonte, visto che non stai attento ai post (perchè ho detto che tutti i dati di combustione sono presenti e ben visibili su Internet) è tratta dalle tabelle JANAF, ricordi??

 

Quelle tabelle messe da Gioyann sono state fatte con un algoritmo JANAF e sono visibili identiche sul libro di:

C.R. FERGUSON "Internal Combustion Enginee", John Wiley&Sons, New York, 1986

 

 

Poi ti dirò: non son convinto che non "ti sei convinto di quanto già ho scritto"..... non è il caso di sostenere per forza una tesi anche quando ci si rende conto che è sbagliata...

non ti preoccupare al prossimo raduno non verrò e non dovrai offrire nessun pranzo.

 

 

Ti consiglio di leggere anche:

M.KHOVAKH "Motor Vehicle Enginees", Mir Publishers, Moscow, 1976

R.S.BENSEN "Internal Combustion Engines" Pergamon Press, Oxford, 1979

 

 

Poi ci sono degli ottimi libri in italiano:

 

G.A.PIGNONE "Motori ad alta potenza specifica" Ed. Il capitello

G.BOCCHI "Motori a quattro tempi" Ed.Hoepli, Milano 1998

 

 

Approposito.... hai invitato una persona sull'altro forum a mettere una risposta sulle FAQ riguardo alle emissioni di CO2.... quello è un ingegnere chimico....

Se ti vuoi levare la sete con il prosciutto----> chiedi a lui..... e poi fammi sapere!!

ma ti prego convinciti!!!!!!!!

Postato

MESSAGGIO DI "GIOYANN":

 

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ropialda ha scritto:

Lo so però si parlava dell'effetto dell'eccesso d'aria.

Grazie spina ciao!!!

Ludo convinto??

------------------------------------

 

 

uhm...mi sa che invece Ludo parlava dell'eccesso d'aria nella camera di scoppio !!

 

 

cmq mando l'immagine con la referenza:

Postato

MESSAGGIO DI "ROPIALDA":

 

 

 

beh ma l'eccesso d'aria in camera di scoppio è sempre materia che non partecipa alla reazione, perchè "nominalmente" partecipa solo aria in quantità stechiometrica, tutto quello che ci si aggiunge, metano, aria in eccesso, o qualsiasi altra cosa, asporta calore, capito?

 

Ora non so perchè Ludo la pensava diversamente, o per sentito dire, cmq la Tmax di fiamma diminuisce e basta!

Postato

MESSAGGIO DI "GIOYANN":

 

 

 

Ludo aveva scritto in uno dei primi messaggi:

 

Citazione:

 

Ma guarda che è il contrario: più la miscela è magra, maggiori sono le temperature che si sviluppano in camera di scoppio

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Tu poi hai risposto parlando in termini più generici, prescindendo dalla camera di scoppio !

Quindi, alla luce di quanto detto da Spina, credo di aver capito l'inghippo: lui parlava di ciò che avviene nella camera di scoppio, tu di ciò che avviene in generale !!

 

 

Quindi avevate ragione tutti e due ?!!?

Postato

MESSAGGIO DI "FISICO 73":

 

 

ropialda ha scritto:

beh ma l'eccesso d'aria in camera di scoppio è sempre materia che non partecipa alla reazione, perchè "nominalmente" partecipa solo aria in quantità stechiometrica, tutto quello che ci si aggiunge, metano, aria in eccesso, o qualsiasi altra cosa, asporta calore, capito?

-----------------------------------

 

Ora non so perchè Ludo la pensava diversamente, o per sentito dire, cmq la Tmax di fiamma diminuisce e basta!

 

 

Se posso mi permetto di azzardare una ipotesi....

 

Se la miscela in camera di scoppio e' piu' magra, sara' "l'aria" in eccesso a diminuire il calore. L'aria (in eccesso) portera' via un certo quantitativo di calore Q

 

Se la miscela e' piu' grassa, sara' la"benzina" in eccesso a portare via il calore di una quantita' Q' .

 

PROBABILEMTE (e questo non lo so) Q' > Q, quindi la temperatura nella camera di scoppio potrebbe essere anche minore di miscele piu' magre.

 

Questa e' la mia interpretazione del "fenomeno" del ludo pensiero e delle referenze che avete postato...

Se ho detto una minchiata "chiedo venia" sono solo un fisico e non un ingegnere....

Postato

MESSAGGIO DI "SPINA":

 

 

fisico73 ha scritto:

ropialda ha scritto:

beh ma l'eccesso d'aria in camera di scoppio è sempre materia che non partecipa alla reazione, perchè "nominalmente" partecipa solo aria in quantità stechiometrica, tutto quello che ci si aggiunge, metano, aria in eccesso, o qualsiasi altra cosa, asporta calore, capito?

 

Ora non so perchè Ludo la pensava diversamente, o per sentito dire, cmq la Tmax di fiamma diminuisce e basta!

 

 

Se posso mi permetto di azzardare una ipotesi....

 

Se la miscela in camera di scoppio e' piu' magra, sara' "l'aria" in eccesso a diminuire il calore. L'aria (in eccesso) portera' via un certo quantitativo di calore Q

 

Se la miscela e' piu' grassa, sara' la"benzina" in eccesso a portare via il calore di una quantita' Q' .

 

PROBABILEMTE (e questo non lo so) Q' > Q, quindi la temperatura nella camera di scoppio potrebbe essere anche minore di miscele piu' magre.

 

Questa e' la mia interpretazione del "fenomeno" del ludo pensiero e delle referenze che avete postato...

Se ho detto una minchiata "chiedo venia" sono solo un fisico e non un ingegnere....

 

------------------------------------

 

perfetto! hai inquadrato: Q' è di gran lunga maggiore di Q!

Postato

MESSAGGIO DI "FISICO 73":

 

 

:unsure: :unsure:

 

la benza ok.

 

Ora chiedo,

 

Q' >> Q

 

 

anche per il metano?

Un gas composto da molecole di peso 16 "e' migliore" (smaltisce meglio il calore) di una miscela di molecole all'80% di peso 28, per un 16 di perso 32 + un sacco di altre molecole?

Sarebbe interessnte sapere la capacita' termica del metano e quella """"media"""" dell'aria....

 

-----------------------------------------

 

il metano certamente ha una capacità termica maggiore; il rapporto tra le due capacità termiche (cap term met/cap term aria) cresce con la temperatura: a T ambiente vale circa 1.3 (il metano scambia il 30% in più dell'aria)

a T = 1000°C vale circa 2.5 (il metano scambia il 150% in più dell'aria)

 

dunque si può affermare che una miscela più grassa d un X % (vale sia per la benzina che per il metano) terrà la T in camera di combustione più bassa della T relativa ad alimentazione stechiometrica rispetto a quanto non faccia la rispettiva miscela magra dello stesso X%

 

:D

 

ciao

Postato

MESSAGGIO DI "LUDO":

 

 

ropialda, ragazzo mio, io più che perder tempo a spiegarti i rudimenti del motore a scoppio reale, darti riferimenti precisi a dizionari tecnici che confermano parola per parola l'evidenza tecnica, ricondurre i tuoi voli pindarici entro i confini dello sviluppo storico dei motori a scoppio non posso fare...tu non rispondi alle domande e salti di palo in frasca copiaincollando figurine di motori teorici...chettedevodì, vai tranquillo e fiero col tuo motore scarburato e tira poco le marce, o altrimenti fatti una bella scorta di pistoni intanto che di 1,8 VAG son pieni gli sfasci...

Un consiglio: lascia perdere i libri e comincia a pestare sull'acceleratore e smanettare su carburatore e polmoni, che poi certi concetti apparentemente oscuri li capisci in fretta...non ci vuole un meccanico Ferrari per capire che un motore, specie a metano, che gira troppo magro non "tira" e batte in testa...vorrei proprio guidarla, quell'Audi 80...

Postato

MESSAGGIO DI "FISICO 73":

 

spina ha scritto:

 

 

il metano certamente ha una capacità termica maggiore; il rapporto tra le due capacità termiche (cap term met/cap term aria) cresce con la temperatura: a T ambiente vale circa 1.3 (il metano scambia il 30% in più dell'aria)

a T = 1000°C vale circa 2.5 (il metano scambia il 150% in più dell'aria)

 

dunque si può affermare che una miscela più grassa d un X % (vale sia per la benzina che per il metano) terrà la T in camera di combustione più bassa della T relativa ad alimentazione stechiometrica rispetto a quanto non faccia la rispettiva miscela magra dello stesso X%

 

:unsure:

ciao

--------------------------

 

Bene e direi che con questo e' tutto...... :unsure:

Postato

MESSAGGIO DI "ROPIALDA":

 

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Citazione:

specie a metano, che gira troppo magro non "tira" e batte in testa...vorrei proprio guidarla, quell'Audi 80...

--------------------------------------------------------

 

Ludo quando vuoi.... ma ti assicuro che non avviene niente di ciò che dici!

Postato

MESSAGGIO DI "SPINA":

 

fisico73 ha scritto:

spina ha scritto:

 

 

il metano certamente ha una capacità termica maggiore; il rapporto tra le due capacità termiche (cap term met/cap term aria) cresce con la temperatura: a T ambiente vale circa 1.3 (il metano scambia il 30% in più dell'aria)

a T = 1000°C vale circa 2.5 (il metano scambia il 150% in più dell'aria)

 

dunque si può affermare che una miscela più grassa d un X % (vale sia per la benzina che per il metano) terrà la T in camera di combustione più bassa della T relativa ad alimentazione stechiometrica rispetto a quanto non faccia la rispettiva miscela magra dello stesso X%

 

ciao

 

 

Bene e direi che con questo e' tutto......

 

-----------------------------------

 

in più preso ormai da mania di grafici e tabelle posto due grafici: il primo mostra come variano i calori specifici di metano e di aria

 

 

;

 

il secondo mostra quanto in termini percentuali il metano scambi calore, e quindi sottragga calore, rispetto all'aria..

 

 

 

:D ;)

 

ciao ciao :unsure: :unsure:

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