Formazione carica stratificata: ecco i fattori determinanti

Formazione carica stratificata Parte 2°: scopri l’importanza del posizionamento reciproco di candela e iniettore e relative configurazioni. Inoltre, una specifica posizione dell’iniettore comporta determinate conseguenze piuttosto che altre.

Nella prima parte di questa analisi tecnica abbiamo parlato di come la combinazione tra caratteristiche del vortice di aria e tipologia di iniezione sia importante. In particolare, abbiamo analizzato il moto dell’aria all’interno del motore.

Adesso ci andremo a occupare dell’altro fattore che determina l’effettiva stratificazione della carica per ottimizzare il rendimento di un motore, ovvero l’iniezione di carburante.

Formazione carica stratificata: candela e iniettore

Il posizionamento reciproco di candela e iniettore in camera di scoppio assume un’importanza fondamentale. Può essere, dunque, di 2 diversi tipi:

• NARROW SPACING

Spaziatura ravvicinata e iniettore molto vicino alla candela di accensione.

Soluzione utilizzata prettamente per una carica omogenea. La formazione della miscela è indipendente dalla geometria del pistone.

• WIDE SPACING

Spaziatura ampia e iniettore “lontano” dalla candela.

In questo caso per la formazione della miscela si sfruttano i moti della carica (swirl e tumble). Aumenta il tempo necessario alla miscelazione e si possono prevedere valvole di maggiori dimensioni. Inoltre, si ha una maggior facilità di montaggio e rimozione dell’iniettore.

Configurazioni candela/iniettore

Esaminiamo ora le molteplici configurazioni legate al posizionamento reciproco di candela e iniettore.

1) SISTEMA CON TECNICA SWIRL – Candela decentralizzata

• Iniettore centrale
• Candela disassata

Il cielo del pistone può avere tre differenti forme, come si evince dalla figura.

2) SISTEMA CON TECNICA SWIRL – Candela centrale

• Iniettore delocalizzato
• Candela al centro della camera

Anche in questo caso la superficie del pistone può avere tre conformazioni diverse.

3) SISTEMA CON TECNICA TUMBLE 

• Iniettore centrale
• Candela centrale o delocalizzata

4) SISTEMA CON TECNICA SQUISH

Diverse posizioni di candela e iniettore a seconda della geometria del cielo del pistone.

Posizione iniettore: cosa comporta

Le diverse possibili posizioni di un iniettore presentano, al tempo stesso, vantaggi e inconvenienti.

Iniettore centrale

Possibile abbinamento con candele specifiche a elettrodi maggiorati. In generale, comporta:

• alta stabilità di iniezione in tutto l’arco di funzionamento motore.
• elevato grado di stratificazione della carica in poco tempo.
• vantaggi anche nel funzionamento a carica omogenea.
• buona e uniforme distribuzione del carburante nella camera di combustione.
• formazione della miscela indipendente dalla geometria del pistone.

Tuttavia, presenta alcuni svantaggi tra i quali:

• Maggiori difficoltà di installazione e rimozione.
• Montaggio valvole di grandezza ridotta.
• Possibili incrostazioni sulla candela.
• Tendenza alla formazione di depositi carboniosi sull’iniettore stesso.
• Temperatura massima di esercizio più alta.
• Sensibilità elevata a possibili variazioni nella tipologia dello spray.
• Possibile dispersione dello spray sulla testa del pistone.

Iniettore lato aspirazione

Generalmente accoppiato a una candela di tipo convenzionale, permette:

• Montaggio di valvole di maggiori dimensioni.
• Aumentato arco temporale per la formazione della miscela.
• Maggiore facilità di montaggio e rimozione.
• Minor influenza a variazioni nella tipologia dello spray.
• Maggior raffreddamento della punta dell’iniettore stesso attraverso l’aria di aspirazione.
• Temperatura massima di esercizio più bassa.
• Minor tendenza alla formazione di depositi carboniosi.
• Minor dispersione di carburante sugli elettrodi della candela.

Inoltre, prevede:

• Maggiori vincoli sul posizionamento del rail comune.
• Minor grado di stratificazione e fluttuazioni del titolo della miscela su larga scala.
• Possibile dispersione dello spray sulle pareti del cilindri.
• Maggior probabilità di diluizione dell’olio motore.

Iniettore montato lato scarico

Dovrebbe essere assolutamente evitato!

Ecco infine come indirizzare la carica

Per indirizzare al meglio lo spray, e quindi la carica verso la candela, si utilizzano soluzioni diverse. Sono classificate così:

1. Wall – guided: la geometria della camera di combustione diventa una sorta di guida per il combustibile.
2. Air – guided: il moto dell’aria in camera di combustione indirizza il getto dell’iniettore.
3. Spray – guided: in questa soluzione si sfrutta la sola evoluzione dello spray.