Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Richiami di Teoria sui MCI Corso di Progetto di Macchine Ing. Arturo de Risi Generalità ? Che cosa è un motore alternativo Cosa significa a “Combustione Interna” ? Cosa significa “Motori per Autotrazione” Ing. Arturo de Risi ? 1 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Data di nascita dei motori: 1853 Generalità Ing. Arturo de Risi 2 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Generalità Ing. Arturo de Risi 3 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Generalità Ing. Arturo de Risi 4 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Se Velocità Media del Pistone Generalità Lavoro, Potenza e Pressione Media Ing. Arturo de Risi 5 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Lavoro, Potenza e Coppia Generalità Pressioni Medie Il lavoro al ciclo, la coppia e la potenza sono grandezze che descrivono le prestazioni del motore anche in funzione delle sue dimensioni. Ing. Arturo de Risi 6 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Fonti di Perdita ? Come si generano le perdite Che entità hanno ? ? Come variano con n Generalità Cicli Termodinamici Ideali Ciclo Otto Ing. Arturo de Risi Ciclo Diesel Ciclo Sabathé 7 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Rendimento Cicli Rapporto di combustione a volume costante Rapporto di combustione a pressione costante Generalità Rendimento Cicli Compressione Isoentropica 1-2: Combustione isocora 2-3: Combustione isobara 3-3’: Espansione Isoentropica 3’-4: Ing. Arturo de Risi 8 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Rendimento Cicli > Generalità Rendimento Cicli Il rendimento ideale nei tre casi cresce iperbolicamente all'aumentare del rapporto di compressione volumetrico. il rendimento ideale del ciclo Otto dipende solo dal rapporto di compressione e dal rapporto tra i calori specifici k Ing. Arturo de Risi 9 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Rendimento Cicli - Confronti Confronto a parità di pressione massima Confronto a parità di pressione di fine compressione Generalità Calcolo del Ciclo Mediante la legge della trasformazione isoentropica, la definizione di ρ e l'equazione di stato dei gas perfetti, è possibile calcolare le condizioni termodinamiche in 2 Il lavoro di compressione si può calcolare come: Ing. Arturo de Risi 10 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Calcolo del Ciclo Note le quantità di calore somministrate a volume costante e a pressione costante, rispettivamente pari a Q1 e Q’1. Il punto 3 può essere calcolato nel modo seguente: Generalità Calcolo del Ciclo Analogamente il punto 3’ può essere calcolato nel modo seguente: Ing. Arturo de Risi 11 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Calcolo del Ciclo Mediante la legge della trasformazione isoentropica, l'equazione di stato dei gas perfetti e ricordando che v4 = v1, si ricava il punto 4 di fine espansione: Il lavoro di compressione si può calcolare come: Generalità Calcolo del Ciclo La trasformazione 4-1 è una trasformazione a volume costante che riporta il fluido nelle condizioni di inizio compressione. Il calore sottratto al fluido, per unità di massa, è pari a: Ing. Arturo de Risi 12 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Ciclo Limite IDEALE Il ciclo termodinamico ideale è definito nelle seguenti ipotesi: 1. La macchina è ideale, quindi non vi sono perdite fluidodinamiche o per scambio termico attraverso le pareti; 2. Il fluido motore è un gas perfetto; 3. Le fasi di aspirazione, espulsione e scarico non vengono considerate poiché all'interno del motore opera sempre la stessa massa di fluido. Il calore viene fornito e sottratto a tale massa dall'esterno per scambio termico attraverso le pareti della macchina. LIMITE Un modello più vicino alla realtà si ottiene considerando la macchina ancora ideale, ma abbandonando l'ipotesi di gas perfetto. 1. cp e cv sono variabili con la temperatura; 2. Il calore è fornito al fluido attraverso una reazione chimica di combustione; per le elevate temperature raggiunte l'effetto della dissociazione dei prodotti della combustione non è trascurabile. Il calore viene sottratto scaricando la massa di gas combusti. 3. La costante elastica della miscela varia in seguito alla combustione. Generalità Ciclo Limite: Fase di aspirazione In generale però, sia la temperatura T1 che la massa di gas residui mc non sono note a priori ma sono funzione dell'andamento del ciclo e saranno note solo al termine di un calcolo iterativo del ciclo stesso. Pertanto, per iniziare il calcolo del ciclo bisogna assegnare un valore a tali grandezze; ad esempio si può porre: T1 = Ta + 20 K mc = mb Ing. Arturo de Risi 13 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Ciclo Limite: Fase di compressione Se si assume una dipendenza lineare dei coefficienti cp e cv dalla temperatura: Essendo la trasformazione adiabatica e reversibile Mediante la legge di stato e la Definizione di cv Generalità Ciclo Limite: Fase di compressione Per quanto detto le equazioni della isoentropica diventano: N.B. Di conseguenza, a parità di rapporto volumetrico di compressione e di condizioni termodinamiche iniziali, trasformazioni isoentropiche con calori specifici crescenti con la temperatura conducono a temperature e pressioni inferiori rispetto a trasformazioni isoentropiche con calori specifici costanti. Ing. Arturo de Risi 14 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Ciclo Limite: Fase di combustione Motori ad Accensione Comandata Nei motori ad accensione comandata, il Fluido che ha subito la compressione è costituito da una miscela omogenea di aria, vapori di combustibile e gas residui. Poiché nel ciclo limite si considera che la macchina sia ideale, si può ipotizzare che i punti di innesco della combustione siano infiniti e che perciò la stessa sia istantanea. La quantità di calore rilasciata durante la combustione può essere calcolata come: Q= mb H i − ∆Q m a + mb + m c E’ funzione della temperatura di fine combustione Generalità Ciclo Limite: Fase di combustione … Motori ad Accensione Comandata Il calore occultato per unità di massa di miscela può essere calcolato, in maniera elementare, mediante la seguente relazione empirica: ∆Q = Di ⋅ (T3 − 1850) 2 Con Di = 0.45 [ ] J kg K 2 L'equazione su scritta fornisce valori sufficientemente accurati per temperature comprese tra 2000 K e 3000 K. Applicando il primo principio della termodinamica in forma lagrangiana alla massa contenuta nel cilindro tra l'istante iniziale e quello finale della combustione si ha: ( Hi T32 − T22 ) 2 ' − Di ⋅ (T3 − 1850 ) = u3 − u2 = a (T3 − T2 ) + b α +1+α' 2 T p3 = R 3 v3 Ing. Arturo de Risi 15 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Ciclo Limite: Fase di combustione Motori ad Accensione Spontanea L'evaporazione del combustibile conduce ad una diminuzione della temperatura della miscela. Infatti, considerando il processo a volume costante e adiabatico, per il primo principio della termodinamica, abbiamo che l'energia interna è invariata. Indicando con 2’ le condizioni termodinamiche al termine dell'evaporazione, si può scrivere, quindi: mb ⋅ ub (Tb ) + (ma + mc ) ⋅ u2 − mb rb = mb ⋅ ub (T2 ' ) + (ma + mc ) ⋅ u2 ' Con rb Calore di vaporizzazione del combustibile ~270 kJ/kg. La pressione p2’ si calcola dalla legge di stato come: p2 ' = (ma + mb + mc ) ⋅ R2' ⋅ T2' V2 Generalità Ciclo Limite: Fase di combustione … Motori ad Accensione Spontanea Poiché la combustione non avviene istantaneamente ma si completa in un tempo finito per procedere al calcolo della fase di combustione è necessario conoscere il rapporto: ξ= mbv mb ξ Hi Fra la massa di combustibile che brucia a volume costante ed il combustibile totalmente iniettato che per motori moderni è pari circa a 0.25 ÷ 0.3 α +1+α' (1 − ξ ) H i α +1+α' 3 − Di ⋅ (T3 − 1850 ) = ∫ cv dT = a ' (T3 − T2 ) + b 2 2 3' − Di ⋅ (T3' − 1850) = ∫ c p dT = a (T3' − T3 ) + b 2 3 (T 2 3 (T 2 3' − T22 ) 2 − T32 ) 2 Per il calcolo delle pressioni si fa uso della legge dei gas perfetti come visto nel caso dei motori ad accensione comandata. Ing. Arturo de Risi 16 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Ciclo Limite: Fase di espansione Per la fase di espansione 3-4 bisogna considerare che, in seguito alla diminuzione di temperatura tutto o parte del calore precedentemente occultato può essere rilasciato. Tale fenomeno, indicato con il termine riassociazione può ritenersi completo alla temperatura di 1850 K. Pertanto, le condizioni termodinamiche del punto 4 possono essere calcolate suddividendo la fase di espansione in due trasformazioni: 1. la prima, 3-5, adiabatica reversibile con produzione di calore e quindi politropica di esponente m<k fino a T5 = 1850 K; 2. la seconda, 5-4, adiabatica reversibile. Generalità Ciclo Limite: Fase di espansione Indicando con cm il calore specifico medio della politropica, e con χq la frazione di calore di calore di dissociazione restituito durante la fase di espansione, le equazioni risolventi possono essere scritte come: χ q ⋅ ∆Q = cm (T5 − T3 ) m= c p − cm cv − cm m T5 m −1 p5 = p3 T3 R ⋅ T5 v5 = p5 Ing. Arturo de Risi p4 ⋅ v4k = p5 ⋅ v5k T4 ⋅ v4k −1 = T5 ⋅ v5k −1 17 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Ciclo Limite: Fase di scarico La fase di scarico spontaneo, nell'ipotesi che sia istantanea, può essere considerata adiabatica e reversibile. Quindi, sapendo che la pressione al termine di tale fase è pari a quella atmosferica (p6=p1), si possono scrivere le seguenti relazioni: T6 k 0 −1 k0 p6 = T4 k 0 −1 k0 e − a ' ( T b−T ) 6 4 p4 p6v6k0 = p4v4k0 e − a ' ( T b−T ) 6 4 Alla fine della corsa di espulsione forzata i gas occupano il volume V2 nelle condizioni termodinamiche 6 (ipotesi di macchina ideale). La massa dei gas residui, pertanto, vale: mc = p6V2 V2 = RT6 v6 Generalità Ciclo Limite: Temperatura di inizio compressione Applicando il primo principio della termodinamica in forma lagrangiana, tra l'istante iniziale e l'istante finale della fase di aspirazione, al sistema costituito dalla massa ma più la massa dei gas residui mc si ha: U f − U i = paVa − p1 (V1 − V2 ) lavoro fatto dall'ambiente sul fluido che entra nel cilindro lavoro fatto dal sistema termodinamico considerato (ma+mc) sul pistone Ing. Arturo de Risi 18 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Ciclo Limite: Temperatura di inizio compressione Ricordando che: U f = cv1 (ma + mc )T1 U i = ma cvaTa + mc cvcT6 e sommando e sottraendo al secondo membro il termine p6V2 si ha: (ma + mc )cv1T1 − ma cvaTa − mc cvcT6 = ma pa va − p1 (V1 − V2 ) + p6V2 − p6V2 Dalla definizione di entalpia c pT = cvT + pv =0 perché nell’ipotesi di macchine ideale p1=p6 (ma + mc ) c p1T1 = ma c paTa + mc c pcT6 + V2 ( p1 − p6 ) T1 = ma c paTa + mc c pcT6 (ma + mc ) c p1 Generalità Ciclo Limite: Temperatura di inizio compressione Per semplificare i calcoli, si possono trascurare le differenze tra i calori specifici per cui si ottiene: T1 = maTa + mcT6 (ma + mc ) Definendo la frazione di gas combusti come: f = mc = m V2 v6 p1V1 RT1 = 1 v1 v2 = ρ v6 v6 Si può calcolare la temperatura di inizio compressione come: Ing. Arturo de Risi T1 = (1 − f )Ta + f T6 19 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Rendimenti Il rendimento del ciclo ideale è detto rendimento ideale ed è definito come il rapporto fra il lavoro ottenuto Lid ed il calore fornito Q1 al fluido nel ciclo: Il rendimento del ciclo limite differisce dall’ideale in quanto cade l'ipotesi di gas caloricamente perfetto mentre si continuano a trascurare i fenomeni dissipativi sia meccanici che fluidodinamici e le perdite per scambio termico. ηid = Lid Q1 ηl = Ll mb H i ηθ i = Li Ll Generalità Rendimenti Si definisce rendimento indicato il rapporto tra il lavoro indicato Li e il lavoro limite Ll Tale rendimento, per definizione, contempla gli effetti negativi: 1) delle perdite fluidodinamiche 2) delle perdite per scambio termico attraverso la superficie ed il sistema di raffreddamento del motore; 3) delle perdite per combustione incompleta o intempestiva o anomala Ing. Arturo de Risi 20 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Rendimenti ηo = Si definisce, inoltre, il rendimento organico come il rapporto Lu Li Valori tipici per un motore moderno sono intorno a 0.9 per velocità di rotazione comprese tra 1800÷2400 rpm, mentre scendono circa a 0.75 per regimi di rotazione corrispondenti alla potenza massima. Infine, possiamo definire il rendimento utile come E ricordando le definizioni precedenti: ηu = ηu = Lu mb H i Ll Li Lu ⋅ ⋅ = ηl ⋅ηθ i ⋅ηo mb H i Ll Li I valori ottimali del rendimento utile sono intorno a 0.32 e 0.45, rispettivamente per motori automobilistici AC e AS sovralimentati, altrimenti si scende intorno a 0.41 Generalità Consumo Specifico Il consumo specifico di combustibile è definito come la quantità di combustibile spesa per produrre l'unità di lavoro utile: Il consumo specifico di calore è definito come la quantità di calore necessaria per produrre l'unità di lavoro utile (ovvero è 1/ηu): In seguito alle definizioni poste, valgono le seguenti relazioni: Valori tipici di qb sono 270 g/kWh per motori automobilistici AC e 200 g/kWh per motori automobilistici AS sovralimentati. Ing. Arturo de Risi 21 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Ciclo Limite: Confronto La linea di espansione reale è al disotto di quella limite per i seguenti motivi: 1) calore trasferito dai gas verso le pareti; 2) tempo impiegato dalla combustione per bruciare la carica; 3) perdita dovuta allo scarico repentino di una parte dei gas combusti al momento in cui si apre la valvola di scarico; 4) flusso di gas all'interno degli interstizi presenti nella camera o perdite di massa attraverso le tenute; 5) combustione incompleta. Generalità Ciclo Convenzionale Infine, introduciamo il ciclo convenzionale. In tale ciclo vengono anche considerati gli effetti: 1) di scambio termico durante le fasi di compressione e di espansione; 2) di trafilamento del fluido durante le fasi di cambio di massa; 3) di imperfetta combustione. 1) Compressione ed espansione sono considerate politropiche con opportuni esponenti in modo da rappresentare la quantità complessiva di calore mediamente scambiata in ciascuna fase. 2) Mediante correlazioni o basandosi su dati sperimentali, si valutano la depressione e la sovrappressione medie all'interno del cilindro, rispettivamente durante le corse di aspirazione ed espulsione. 3) Si introduce un rendimento di combustione pari a Ing. Arturo de Risi ηb = Q1 mb H i 22 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Rendimento organico Si è definito il rendimento organico come il rapporto ηo = Lu Li La differenza fra i due lavori è dovuta agli attriti meccanici, che dipendono dalle forze scambiate tra i diversi accoppiamenti, e all’attuazione degli organi accessori. Le forze d’attrito possono essere suddivise in: 1) forze dovute alle pressioni agenti sullo stantuffo; 2) forze d'inerzia. Per semplificare la trattazione, supponiamo di poter valutare separatamente le perdite di energia dovute alle due forze e di poter sommare i due contributi. Principio di sovrapposizione degli effetti Generalità Rendimento organico Indichiamo con L’w e L”w il lavoro dissipato per attrito meccanico dovuto rispettivamente all'azione delle forze di pressione e delle forze d'inerzia. dove K’ è una costante dipendente da f, da R=l/a e dall'andamento delle pressioni nel ciclo in rapporto alla pressione massima. Ing. Arturo de Risi 23 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Rendimento organico Le forze d'inerzia sono pari al prodotto tra la massa m degli organi in movimento e la loro accelerazione a Dove con m si sono indicate le masse alterne d’inerzia, che con buona approssimazione possono essere espresse come: 1 m = ∑ m p + msp + mb 3 Generalità Rendimento organico Si può, infine, assumere che il lavoro richiesto dagli organi ausiliari L’”w (quali i meccanismi della distribuzione, la pompa di lubrificazione, le pompe di alimentazione, l’alternatore, ecc.), comandati o non comandati direttamente dal motore, sia proporzionale alla cilindrata complessiva del motore: Si noti, inoltre, che il termine L’”w è strettamente dipendente dal tipo di motore e dall’allestimento della vettura. Ing. Arturo de Risi 24 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Generalità Rendimento organico Dalla definizione di rendimento organico si ha: … esplicitando i termini nella sommatoria si ricava: Generalità Rendimento organico Ing. Arturo de Risi 25 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Ciclo di Pompaggio La pressione durante le corse di espulsione e di aspirazione è mediamente più alta e più bassa della pressione esterna. A causa di fenomeni non stazionari si possono avere locali variazioni. La perdita di pressione media indicata ∆pmi dovuta al ciclo di pompaggio è proporzionale al prodotto tra la pressione esterna pa e la velocità media dello stantuffo al quadrato u2: Funzionamento reale dei MCI Scambio Termico Lo scambio termico è particolarmente influenzato da: 1) la velocità media dello stantuffo; 2) la geometria del cilindro ( forma della testa e rapporto R*=D/c); 3) l'andamento della combustione. π d2 2 +π d c & Q hS∆T ~ S 4 Q∝ = ∝ = π d2 m& Vc n Vc n cn 4 2 4 2c 4 Q ∝ 1 + = 1 + * d u R u Ing. Arturo de Risi 26 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Intempestività della combustione L'intempestività è legata alla durata non trascurabile della combustione stessa e alla tipica lentezza iniziale della reazione. Funzionamento reale dei MCI Intempestività della combustione Ing. Arturo de Risi 27 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Intempestività della combustione Bisogna evitare che la maggior parte del rilascio di energia avvenga quando il pistone è nella corsa di espansione. Infatti, in questo caso, si avrebbe una forte riduzione della pressione massima con conseguente perdita di lavoro raccolto dal pistone. Per evitare queste perdite si deve anticipare l'inizio della reazione chimica rispetto al P.M.S. Motore AC Motore AS Funzionamento reale dei MCI Intempestività della combustione Distribuzione della pressione per un motore AC 4T: Top-Center (TC) = P.M.S; Bottom-Center (BC) = P.M.I.; Inlet Valve Opening (IVO) = apertura valvola di aspirazione; Inlet Valve Closing (IVC) = chiusura valvola di aspirazione; Exhaust Valve Opening (EVO) = apertura valvola di scarico; Exhaust Valve Closing (EVC) = chiusura valvola di scarico. Ing. Arturo de Risi 28 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Intempestività della combustione Distribuzione della pressione per un motore AS 4T: SOI SOC EOC = inizio iniezione; = inizio combustione; = fine combustione; Funzionamento reale dei MCI Intempestività della combustione Per un motore AC il combustibile inizia a bruciare 10°÷ 40° prima del P.M.S. Circa 10° dopo il P.M.S. il processo di combustione è a metà ed è quasi del tutto terminato intorno a 30°÷ 40° dopo il P.M.S. Il massimo della curva di pressione è tipicamente localizzato 15° dopo il P.M.S. Ing. Arturo de Risi 29 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Intempestività della combustione Per un motore AS la combustione inizia subito prima del P.M.S. producendo un picco di pressione circa 5°÷10° dopo il P.M.S. L'ultima parte della combustione è più lenta rispetto a quella del motore AC, per cui essa si esaurisce 40°÷50° dopo il P.M.S. Funzionamento reale dei MCI combustione incompleta Influenza degli interstizi (crevices) e blow-by Durante la compressione una parte della massa aspirata va ad occupare gli interstizi compresi tra il pistone, le fasce elastiche e il cilindro. La miscela intrappolata, a seconda del tipo di motore, può contenere gas combusti e incombusti. Una parte di essa sfugge definitivamente verso il carter, mentre la parte rimanente torna all'interno della camera quando la pressione si riduce. Questo fenomeno comporta una diminuzione della pressione durante le fasi di combustione e di espansione. 2-3% del volume al P.M.S. 1% della carica intrappolata negli interstizi Ing. Arturo de Risi 30 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI combustione incompleta Per un motore AC la quantità di idrocarburi incombusti è pari circa al 2 ÷ 3% della massa di combustibile presente nella carica. Prodotti di incompleta combustione (CO, H, ecc.) presenti allo scarico possono rappresentare un ulteriore 1 ÷ 2% della energia disponibile, per cui il totale dell'energia persa sale intorno al 5%. In un motore AS la perdita complessiva per incompleta combustione è inferiore grazie all’eccesso di aria presente e si attesta intorno all'1 ÷ 2%. 2-3% del volume al P.M.S. 1% della carica intrappolata negli interstizi Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Le perdite di carico in aspirazione sono fortemente influenzate dalla geometria dei condotti di aspirazione oltre che dalle valvole. Ing. Arturo de Risi 31 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Il carburatore: Principio di funzionamento Pieno Carico Regolazione del minimo Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Ing. Arturo de Risi 32 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Tipici valori del diagramma di distribuzione relativi a motori ad AC e ad AS Motore AC Motore AS Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Schematica rappresentazione dei fenomeni durante la fase di scarico. Ing. Arturo de Risi 33 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T La massa di fluido immessa durante l'aspirazione dipende principalmente dai seguenti tre fattori: 1. le perdite di carico nel sistema di aspirazione determinano un abbassamento della pressione all'interno del cilindro; 2. le perdite di carico nel sistema di scarico insieme alla presenza dei gas residui all'interno del cilindro che riducono il volume disponibile per la carica fresca durante la fase di aspirazione; 3. il riscaldamento del fluido dovuto alle pareti calde del sistema di aspirazione e del cilindro stesso riduce la densità del fluido aspirato a parità di pressione. Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Assumendo che le variazioni di densità del fluido siano trascurabili (Mach piccolo) si può correlare la pressione cilindro alle perdite di carico medie in aspirazione come segue: p0 − p1 ρ0 p0 − p1 = Lw ρ0 Inoltre, dall’equazione di continuità si ha: pc − pcil ρc n pcil − p s ρ cil vn2 v2 + (1 + β v ) v 2 2 v j Aj = vv Av = uAp e sostituendo si ottiene Ap2 Ap2 = 2c 2 n 2 ∑ β j 2 + (1 + β va ) 2 ∝ c 2 n 2 Aj Ava j … e fase di scarico Ing. Arturo de Risi = ∑ βn Fase di aspirazione … Ap2 Ap2 = 2c 2 n 2 ∑ β i 2 + (1 + β vs ) 2 ∝ c 2 n 2 Ai Avs i 34 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Andamento del coefficiente di riempimento in funzione dell’angolo di chiusura della valvola di aspirazione e del numero di giri Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Rover VVT | Ing. Arturo de Risi La pressione idraulica è usata per ruotare le camme relativamente alla ruota di ingresso 35 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Stesso concetto della ROVER ma con realizzazione costruttiva più complessa Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Porsche 996 con VarioCAM Ing. Arturo de Risi 36 Corso di Progetto di Macchine Università degli Studi di Lecce Funzionamento reale dei MCI Aspirazione, espulsione e scarico nei motori 4T Porsche 996 Motor con VarioCAM Ing. Arturo de Risi 37