Iniezione diretta

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Schemi principali per l'iniezione diretta nei motori diesel

L'iniezione diretta è un sistema di alimentazione combustibile che permette di immettere il combustibile direttamente nella camera di combustione dei motori a combustione interna.

Questo sistema di alimentazione può essere utilizzato sia nei motori ad accensione spontanea (ciclo Diesel), sia nei motori ad accensione comandata (ciclo Otto)

Storia[modifica | modifica wikitesto]

L'iniezione diretta ha avuto un forte incentivo in Germania nei motori d'aviazione, per poi nel 1937 essere impiegata di serie tanto la Junkers quanto la Daimler-Benz e la BMW. Nel periodo post-bellico, in ambito automobilistico ha visto l'impiego un paio di ultrautilitarie tedesche con motore a due tempi (la Goliath e Gutbrod) e le Mercedes-Benz W196 di Formula 1, 300 SLR per le gare delle vetture Sport e 300 SL di serie degli anni Cinquanta.[1]

Motori ad accensione spontanea[modifica | modifica wikitesto]

Nei Diesel, si evita di passare per la precamera con le cosiddette "candelette" (una resistenza elettrica atta a riscaldare la precamera stessa). Ciò è reso possibile negli ultimi anni sulle autovetture dai miglioramenti nella gestione dell'iniezione grazie all'elettronica, e quindi al fatto che la rumorosità viene contenuta rispetto ai motori ad iniezione diretta meccanica.

Motori ad accensione comandata[modifica | modifica wikitesto]

Nei motori ad accensione comandata questo sistema permette una gestione molto elastica dell'alimentazione del combustibile e comporta alcuni vantaggi rispetto all'iniezione indiretta e all'alimentazione a carburatore, in termini di consumi del combustibile, inquinamento e prestazioni.

Grazie all'iniezione diretta di benzina è possibile in alcune situazioni, ad esempio a velocità costante con poco carico acceleratore, alimentare il motore con miscela aria/combustibile non stechiometrica, nella fattispecie con miscela molto magra, vale a dire con rapporto aria/carburante che può superare anche di molto 20/1 in luogo di circa 15/1 dei tradizionali motori a benzina. Il funzionamento del motore infatti, nei motori ad iniezione indiretta non è assicurato in caso di miscele non stechiometriche.

I vantaggi dell'adozione dell'iniezione diretta di benzina sono molteplici: un miglioramento sensibile dell'efficienza del motore nel funzionamento a carica stratificata, infatti la benzina evaporando tutta all'interno del cilindro consente un aumento del rendimento volumetrico, permette di avere un rendimento di intrappolamento unitario perché tutto il combustibile è intrappolato in camera e non evapora sulle pareti dei condotti di aspirazione, un aumento dell'anticipo di accensione consente di far salire il rendimento di ciclo indicato del motore, un miglioramento del rendimento termodinamico e soprattutto, fatto fondamentale per i motori turbo, una richiesta ottanica di gran lunga inferiore rispetto un motore pfi.

Dal punto di vista costruttivo gli iniettori per l'iniezione diretta di benzina presentano problemi maggiori di quelli che utilizzano gasolio, per via delle difficoltà nella lubrificazione delle parti in moto all'interno dell'iniettore. Il gasolio infatti per la sua composizione chimica è in grado di provvedere autonomamente alla lubrificazione permettendo di raggiungere senza problemi i 1500-2000 bar, la benzina invece non ha questa proprietà e le pressioni sono attualmente limitate attorno ai 120 bar[2] 200 bar[3]. L'apertura e la chiusura dell'orifizio che permette l'uscita della benzina è azionata da elementi piezoelettrici.

Accensione[modifica | modifica wikitesto]

Per garantire l'accensione e la successiva propagazione della combustione si deve avere nell'intorno della candela una miscela a rapporto stechiometrico, mentre nel resto della camera di combustione il rapporto α può variare. Questa situazione è detta carica stratificata, perché si hanno nello stesso momento all'interno della camera di combustione strati di miscela aria combustibile con diversi rapporti α.

NOx[modifica | modifica wikitesto]

La formazione degli NOx è dovuta alla presenza delle alte temperature che si sviluppano nei cilindri. Per prevenire questo si utilizza una strategia di ricircolo dei gas esausti (sigla inglese EGR). I gas combusti vengono utilizzati come gas inerti ed immessi in camera di combustione assieme all'aria di alimentazione, questo per evitare la presenza di un eccesso di ossigeno e la conseguente formazione di NOx.

Inoltre a valle della marmitta catalitica a tre vie si mette una specifica sonda Lambda per rilevazione dell'ossigeno che permette alla centralina elettronica di rilevare l'effettiva stechiometria di funzionamento del motore e di regolare in retroazione le gestione e la strategia di alimentazione.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Moto.it Trasferimenti tecnologici (pagine 66-70)
  2. ^ Esclusivo: Mercedes con iniezione diretta Bosch?
  3. ^ 2014: l'iniezione diretta a 500 bar è una rivoluzione!

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]