Elettrotecnica e non solo (admin)
Un gatto tra gli elettroni (IsidoroKZ)
Esperienza e simulazioni (g.schgor)
Moleskine di un idraulico (RenzoDF)
Il Blog di ElectroYou (webmaster)
Idee microcontrollate (TardoFreak)
PICcoli grandi PICMicro (Paolino)
Il blog elettrico di carloc (carloc)
DirtEYblooog (dirtydeeds)
Di tutto... un po' (jordan20)
AK47 (lillo)
Esperienze elettroniche (marco438)
Telecomunicazioni musicali (clavicordo)
Automazione ed Elettronica (gustavo)
Direttive per la sicurezza (ErnestoCappelletti)
EYnfo dall'Alaska (mir)
Apriamo il quadro! (attilio)
H7-25 (asdf)
Passione Elettrica (massimob)
Elettroni a spasso (guidob)
Bloguerra (guerra)3 - La carburazione
La carburazione consiste nell'introduzione del carburante nella camera da scoppio,
sotto forma di una miscela omogenea aria/benzina con un opportuno rapporto stechiometrico,
pari a circa 15:1 in massa, ottenuta tramite nebulizzazione o vaporizzazione
fine. La qualità della miscela garantisce una buona combustione.
L'organo tradizionale che esegue la carburazione si chiama carburatore ed è
raffigurato schematicamente in figura 3.
Figura 3 - Schema elementare carburatore
(1) vaschetta a livello costante - (2) galleggiante - (3) val-vola d'ingresso
benzina - (4) spruzzatore - (5) tubo di Venturi - (6) valvola a farfalla - (7)
benzina vaporizzata
Figura 4 - Schema elementare di un elettroiniettore
(1) spillo - (2) molla - (3) corpo dell'iniettore - (4) avvolgimento - (5)
vite di registro spingi-molla - (6) conettore elettrico - (7) ancora magnetica
E' necessario che l'altezza del livello di carburante nella vaschetta sia la stessa di quella dello spruzzatore, e ciò è ottenuto mediante il meccanismo formato dal galleggiante (2) e dalla valvola a spillo (3), a condizione che la vaschetta ed il motore stesso abbiano una determinata posizione e orientazione fissata in fase di progetto.
Quest'ultimo problema spinse le Ditte germaniche Daimler e Benz, durante la seconda guerra mondiale, ad adattare l'iniezione (diretta !!), già usata nei motori Diesel, sui motori a benzina destinati agli aerei da combattimento (che non dovevano essere limitati nei movimenti). L'iniezione è l'alternativa all'uso del carburatore tradizionale.
Oltre a questo svantaggio, il carburatore tradizionale ha anche altri problemi :
1) la presenza del tubo di Venturi, essendoci una strozzatura, riduce l'afflusso di aria;
2) c'è il rischi di formazione di ghiaccio nel tubo di Venturi;
3) la miscela risulta essere troppo ricca nei regimi alti e troppo povera nei regimi bassi;
4) sono necessari accorgimenti meccanici e l'intervento umano nella fase di riscaldamento del motore, durante il quale la vettura si muove con difficoltà;
5) il motore non risponde con sufficiente velocità a possibili variazione improvvise di regime o dei comandi esterni.
Dal punto di vista pratico il carburatore è relativamente "spartano", anche se funziona, e ha il vantaggio di essere relativamente semplice ed economico, anche nella sua manutenzione e riparazione.
Viceversa l'iniezione è ben più complessa e l'uso di elettronica sofisticata complica ulteriormente le cose (basti pensare che per la messa a punto e riparazione di questi sistemi sono nate officine specializzate).
L'uso dell'iniezione però risolve tutti i problemi del carburatore tradizionale, con in più, con l'uso dei sistemi di controllo a centralina elettronica, ulteriori vantaggi :
- l'uso di elettroiniettori rende migliore la vaporizzazione, ottenendo miscele più finemente omogenee;
- l'uso delle centraline elettroniche permette una dosatura ottimale del carburante ottenendo miscele più o meno ricche a seconda delle necessità;
- si possono evitare in modo intelligente gli sprechi;
- la fase di riscaldamento è completamente automatizzata, consentendo avvio e partenza del motore immediate anche in pessime condizioni atmosferiche (temperature basse).
In figura 4 è riportato è riportato lo schema di un elettroiniettore. In generale, l'iniettore è costituito semplicemente da un tubo (3), in cui da una estremità entra il carburante mantenuto sotto pressione da una pompa (da 1 a 5 ATM circa). L'altra estremità finisce con un foro molto stretto che serve a nebulizzare la benzina. L'iniettore può avere una valvola a spillo (1) che chiude il foro di uscita e può essere aperta con un comando esterno (meccanico, elettrico o pneumatico) e in tal casi di parla di iniezione intermittente (al contrario dell'iniezione continua che non possiede valvole di chiusura dell'ugello). Nel caso specifico di interesse, l'elettroiniettore è dotato di valvola comandata da un segnale elettrico di tipo logico (o tutto o niente), il quale attraversando una bobina (4), genera un campo magnetico, il quale attira un ancora magnetica (7) collegata alla valvola.
Si possono distinguere tra i sistemi di iniezione diretta, indiretta multi-point (multi punto) o single-point (monoiniettore).
Il primo sistema, l'iniezione diretta, prevede appunto l'iniezione direttamente nella camera da scoppio. Questo sistema comporta molti vantaggi in termini di prestazioni, ma come si capisce, la complessità tecnica comporta l'aumento dei costi. Per questo motivo questo sistema è diffuso in particolari vetture sportive.
L'iniezione indiretta multi-point prevede l'installazione di iniettori a monte delle valvole di aspirazione, ed è una soluzione nettamente più economica ed è impiegata nelle vetture sportive più comuni.
Infine, il sistema più diffuso nelle auto normali è l'iniezione indiretta single-point, che usa un unico iniettore posto a monte della farfalla, quindi il condotto formato dall'iniettore e dalla farfalla viene chiamato carburatore ad iniezione, che a differenza di quello tradizionale non possiede il tubo di Venturi.
Il controllo economico, sia per l'iniezione diretta che quella indiretta, resta sostanzialmente lo stesso ed è realizzato tramite centralina elettronica, che in funzione di alcuni parametri quali la temperatura dell'aria e del motore, la quantità di aria che entra nel condotto di aspirazione, il regime del motore e l'angolo dell'asse istante per istante, determina l'istante e la durata dell'iniezione.
L'uso di un microcomputer per la gestione ottimizzata del motore permette l'applicazione di piccoli accorgimenti utili. Il primo è il riscaldamento automatico iniziale del motore ottenuto arricchendo la miscela, e dando la possibilità all'utente dell'autoveicolo di muoversi subito. La seconda utilità offerta dal microcomputer, è che esso può essere facilmente programmato ad accorgersi se l'utente vuole una forte accelerazione e arricchire momentaneamente la miscela (e l'anticipo di accensione), oppure se l'utente sta decelerando e usa il motore come freno e azzerare l'iniezione di carburante.
In figura 5 e figura 6 sono riportati due schemi di sistemi di iniezione elettronica della Bosch. Notare che il secondo sistema, a differenza del primo, è ad anello chiuso, perché è presente il sensore (8) detto sonda lambda, che rilevando la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico e quindi comportandosi da retroazione, il sistema è in grado di correggere il rapporto stechiometrico della miscela. In questo modo si ottiene un sistema più preciso che riduce le emissioni inquinanti e aumenta l'efficienza della marmitta catalitica (infatti la sonda lambda che necessita di un sistema di controllo elettronico, è stata introdotta con la marmitta catalitica).
Figura 5 - Schema del sistema a iniezione L-Jetronic
(1) centralina elettronica - (2) elettroiniettore - (3) misuratore quantità aria - (4) sensore temperatura - (5) interruttore termico a tempo - (6) elettroiniettore d'avviamento a freddo - (7) elettropompa di alimentazione - (8) filtro carburante - (9) regolazione pressione carburante - (10) valvola aria addizionale - (11) interruttore sulla farfalla (12) relè composto
