| Premessa di Danielz
Ragazzi un po’ di tempo fa ho scritto un articoletto in merito, al tempo precisai di non essere un Ingegnere, bensì un semplice e grossolano appassionato; adesso abbiamo deciso di pubblicare lo stesso argomento visto da un VERO ingegnere….leggiamo un po’. Ringrazio in anticipo il nostro affezionato “MACROCEDDA” per il suo contributo e ricordo a tutti gli utenti che TUTTI possono scrivere un articolo e vederlo pubblicato in Homepage…
L'iniezione di combustibile costituisce un'operazione alternativa alla carburazione, per preparare la miscela aria/combustibile (dosatura = parametro meglio conosciuto come alpha, da non confondere con il parametro detto rapporto di equivalemza = combustibile/aria utilizzato soprattutto per i motori
alimentati a gasolio e indicato con la lettera greca phi) adatta per il corretto funzionamento di un motore ad accensione comandata (motore a benzina). I sistemi d'iniezione si basano su principi fisici diversi dal carburatore, sia per dosare il combustibile che per polverizzarlo nella massa d'aria. Essi infatti dosano il combustibile in modo proporzionale alla portata d'aria aspirata dal motore, sfruttando non la depressione da essa prodotta, ma un incremento di pressione del combustibile rispetto all'aria, generato dalla pompa d'iniezione.
Nel carburatore inoltre il processo di polverizzazione del combustibile si basa sulla più alta velocità dell'aria, che trascina il carburante e lo suddivide in gocce via via più piccole, mentre nell'iniezione è il getto di combustibile che fuoriesce a velocità maggiore dall'ugello dell'iniettore, formando uno spray di fini goccioline.
In questo articolo mi limiterò alla descrizione dei criteri secondo i quali è possibile classificare un sistema di iniezione, rimando in seguito la trattazione del confronto iniezione - carburazione e la descrizione dei sistemi ad oggi più diffusi.
Un gruppo di iniezione presenta una serie di sensori che rilevano le condizioni di funzionamento del motore e la trasmettono al gruppo di controllo della dosatura (nella centralina). In base a queste informazioni, tale unità fa in modo che l'iniettore spruzzi la quantità necessaria di combustibile e la
polverizzi nella massa d'aria aspirata. Si tenga presente che caratteristiche quali, ad esempio, la posizione dell'iniettore, modalità e tempi di apertura dello stesso, possono influenzare le prestazioni del motore in quanto caratterizzano lo sviluppo e la propagazione della fiamma all'interno del
cilindro.
La scienza legata all'automotive, quindi, in funzione delle caratteristiche fisiche proprie di ogni sistema, li classifica partendo da diversi punti di vista.
I parametri più comunemente utilizzati per la realizzazione di tale classificazione sono:
a) la posizione in cui il carburante viene iniettato e quindi miscelato all'aria aspirata dal motore:
- iniezione diretta, se essa viene effettuata nella camera di combustione del cilindro;
- iniezione indiretta, se viene effettuata, di contro, nel collettore di aspirazione (posizione più o meno vicina alla valvola). Si tenga presente che nel caso in cui l'iniettore è situato proprio a monte della valvola si parla frequentemente di sistema d'iniezione "port injected".
b) la natura e le caratteristiche di funzionamento dei dispositivi che regolano la quantità di combustibile che deve essere iniettata; in base a tale punto si ha:
- l'iniezione meccanica, laddove una pompa trascinata dal motore (e quindi meccanicamente) manda in pressione il carburante e dosa il volume spruzzato attraverso un iniettore ad apertura automatica (non vedrete mai un sistema del genere sulle vostre moto a meno che, in futuro non si voglia realizzare un
modello alimentato a gasolio e con precamera);
- l'iniezione elettronica, laddove le funzioni di dosaggio, regolazione, ed iniezione sono parzialmente o totalmente pilotate da un gruppo elettronico (sensori, centralina, elettroiniettori);
c) secondo il criterio che si adotta per garantire che ciascun cilindro venga alimentato in modo uniforme e ripetitivo con il rapporto di miscela (air/fuel ratio=alpha) richiesto, si differenziano in questo modo:
- i sistemi a punti multipli (multipoint injection) che consistono nella presenza di tanti iniettori quanti sono i cilindri, ciascuno dei quali fornisce la quantità di combustibile che va ad alimentare un singolo cilindro;
- i sistemi a punto singolo (single point injection), in cui il carburante è dosato per tutti i cilindri da un solo iniettore, posto generalmente all'inizio del collettore di aspirazione a monte della valvola a farfalla, nella stessa posizione in cui potrebbe essere collocato il carburatore.
d) la fasatura dell'iniezione rispetto al ciclo che si svolge nel cilindro porta
a distinguere:
- l'iniezione continua, in cui il carburante è iniettato a monte della valvola di aspirazione per un tempo pari a i tre quarti del ciclo. Il combustibile viene in pratica accumulato temporaneamente e quindi, durante il restante quarto di ciclo, entra direttamente nel cilindro;
- l'iniezione intermittente, la quale, tenuto presente che la sua durata va da pochi gradi di manovella (con alta pressione d'iniezione, bassi carichi e giri) a qualche centinaio di gradi (con bassa pressione di iniezione, alti carichi e giri), può essere a sua volta:
1) simultanea, quando gli iniettori agiscono tutti nel medesimo tempo richiedendo, quindi, un unico ordine da parte dell'unita di controllo. La totalità di combustibile necessaria per carburare l'aria aspirata in un ciclo, può essere iniettata in una sola volta (un'iniezione ogni due giri, nel quattro tempi) od in due (un'iniezione ogni giro);
2) per gruppi di iniettori (per esempio due gruppi di tre iniettori, nel caso di motore a sei cilindri) che operano simultaneamente, semplificando così il sistema di controllo;
3) sequenziale, se per tutti gli iniettori viene disposto un ordine per l'iniezione (che coincide con quello prefissato delle accensioni nei vari cilindri). Quest'ultima può anche essere fasata in modo che il suo iniziopresenti la medesima tempistica, rispetto al ciclo motore di ciascun cilindro.
e) il tipo di regolazione del sistema di iniezione, che può essere:
- ad anello aperto, quando la quantità di combustibile viene dosata, in funzione della portata d'aria aspirata ed ai parametri motoristici (regime di rotazione del motore, angolo di apertura della farfalla=carico motore) che possono richiedere variazioni nel rapporto di miscela, in modo da mantenere quest'ultimo ai valori prefissati;
- ad anello chiuso, in cui lo stesso rapporto di miscela viene rilevato con continuità allo scarico dei cilindri (partendo dalla composizione dei gas combusti) e la differenza tra il valore effettivo e quello desiderato è utilizzata come segnale di retroazione, per correggere la quantità di combustibile iniettato, il cui valore potrebbe risultare scorretto per diversi tipi di malfunzionamento del gruppo di iniezione. In realtà si fa utilizzo di un sistema di controllo "combinato" che prende come riferimento il valore di certi parametri di controllo settati durante la mappatura e che viene corretto in feedback (retroazione) per mezzo di un dispositivo denominato sonda lambda.
(ING. MACROCEDDA)
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