Francesco Totti e Iniezione diretta: differenze tra le pagine
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L''''iniezione diretta''' è un sistema di [[Impianto d'alimentazione|alimentazione]] che permette di immettere il [[combustibile]] direttamente nella [[camera di combustione]] dei [[Motore a combustione interna|motori a combustione interna]].
Questo sistema di alimentazione del carburante può essere utilizzato sia nei [[Motore ad accensione spontanea|motori ad accensione spontanea]] ([[ciclo Diesel]]), sia nei [[Motore ad accensione comandata|motori ad accensione comandata]] ([[ciclo Otto]]).
==Storia==
[[File:Têtes de piston.svg|thumb|
Schemi principali per l'iniezione diretta nei motori Diesel.
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L'iniezione diretta ha avuto un forte incentivo in [[Germania]] nei [[Motore aeronautico|motori d'aviazione]], per poi nel 1937 essere impiegata di serie tanto dalla [[Junkers]] quanto da [[Daimler-Benz]] e [[BMW]].
Nel [[Dopo guerra|periodo post-bellico]], in ambito automobilistico ha visto l'impiego su un paio di [[Utilitaria|utilitarie]] tedesche con [[motore a due tempi]] (la Goliath e Gutbrod) e le [[Mercedes-Benz W196]] di [[Formula 1]], [[Mercedes-Benz 300 SLR|300 SLR]] per le gare delle vetture Sport e [[Mercedes-Benz 300 SL|300 SL]] di serie degli [[anni cinquanta]].<ref>[http://dem.moto.it/magazine/motoit-magazine-n-64.pdf Moto.it Trasferimenti tecnologici (pagine 66-70)]</ref>
Negli anni successivi, il motore a iniezione diretta benzina ha trovato l'interesse dell'industria automobilistica giapponese che aveva come scopo ultimo la creazione di una vettura senza il corpo farfallato, ma controllato a carica stratificata. Questo metodo di controllo permetteva di aumentare molto il rendimento, ma era inattuabile dal punto di vista commerciale per via del difficile avviamento a freddo e della mancanza di un controllo EGR.
Motori GDI benzina (Gasoline Direct Injection) sono ad oggi in produzione presso molteplici case automobilistiche ma includono tutte un corpo farfallato svincolato dal pedale acceleratore (controllato dalla ECU) che permette il controllo delle dinamiche EGR e dell'avviamento a freddo anche a basse temperature.
I motori diesel sono gradualmente passati dall'iniezione in una precamera che permetteva la miscelazione e la turbolenza necessaria per avere una combustione stabile all'iniezione diretta prima meccanica e poi elettronica per arrivare ai più avanzati sistemi Common Rail ad altissima pressione e alto costo.
== Motori ad accensione spontanea ==
Nei [[Motore Diesel|Diesel]], si evita di passare per la [[precamera]] con le cosiddette "[[Candeletta|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 elettronica|iniezione grazie all'elettronica]], e quindi al fatto che la rumorosità viene contenuta rispetto ai motori a [[Iniezione meccanica|iniezione diretta meccanica]].
== Motori ad accensione comandata ==
Nei [[motore ad accensione comandata|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.
=== Funzionamento e vantaggi ===
[[File:PetrolDirectInjectionBMW.JPG|miniatura|Spaccato di un [[Motori BMW|motore BMW]] a benzina; notare la candela inclinata a sinistra al cui fianco c'è l'iniettore, che agendo "direttamente" nella camera di combustione, costituisce l'iniezione diretta ]]
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 [[Stechiometria|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. Questo funzionamento può essere assicurato grazie alla creazione di una miscela stechiometrica solo localmente vicino alla candela, in modo da permettere alla combustione di partire anche in un ambiente molto magro.
I vantaggi dell'adozione dell'iniezione diretta di benzina sono molteplici:
*Un sensibile miglioramento del rendimento indicato del motore nel funzionamento a [[carica stratificata]]: immettendo tutta l'aria all'interno del cilindro senza passare per la perdita di carico del corpo farfallato si riducono le perdite per pompaggio e quindi produciamo meno lavoro negativo.
*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 [[Turbocompressore|turbo]], una richiesta ottanica di gran lunga inferiore rispetto a un motore ''PFI'' (''Port Fuel Injection'') che non sono a iniezione indiretta.
*Iniettando benzina più fredda all'interno della camera si riesce a raffreddare la camera di combustione riducendo la tendenza all'autodetonazione.
*Il controllo della stechiometria della miscela risulta maggiormente accurato perché una volta chiusa la valvola di aspirazione si ha la sicurezza che la massa di aria non si alteri e si può iniettare sempre la corretta quantità di carburante necessaria.
=== Svantaggi ===
Vi sono anche alcuni svantaggi alle applicazioni a iniezione diretta:
*Dal punto di vista costruttivo gli [[iniettore|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 (unità di misura)|bar]], la benzina invece non ha questa proprietà e le pressioni sono attualmente limitate attorno ai 120 bar<ref>[http://www.omnicorse.it/magazine/32576/f1-gp-austin-esclusivo-mercedes-con-iniezione-diretta-bosch Esclusivo: Mercedes con iniezione diretta Bosch?]</ref> o 200 bar<ref>[http://www.omnicorse.it/magazine/23786/f1-tecnica-la-iniezione-diretta-a-500-bar-e-una-rivoluzione 2014: l'iniezione diretta a 500 bar è una rivoluzione!]</ref>.
*Lavorando con una carica stratificata magra non si riesce a ridurre gli ossidi di azoto NOx nel catalizzatore trivalente (che funziona solo con miscela stechiometrica) e si deve predisporre un sistema che li intrappoli e che venga poi rigenerato con una miscela grassa ogni intervallo predefinito di tempo. Per i diesel Euro 6 viene utilizzato un sistema SCR che funziona ad iniezione di Urea.
*Iniettando direttamente in camera di combustione si ha meno tempo per far evaporare il carburante.
*Si deve predisporre un accurato controllo della fase di iniezione per evitare il bagnamento del pistone e il conseguente picco di idrocarburi incombusti dovuti alla massa liquida presente in camera.
=== Accensione ===
Per garantire l'accensione e la successiva propagazione della combustione si deve avere nell'intorno della [[Candela di accensione|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 ===
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|ricircolo dei gas esausti EGR]]. I gas combusti vengono utilizzati come gas inerti e 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.
In oltre, a valle del sistema di scarico con catalizzatore a tre vie, è necessaria una specifica [[sonda Lambda]] per la 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 ==
<references />
==Voci correlate==
*[[Iniezione (motore)]]
*[[Iniezione indiretta]]
==Collegamenti esterni==
*{{cita web|http://staff.nt2.it/michele/parola_215_iniezione_diretta.aspx|Dizionario tecnico dell'automobilismo Iniezione diretta}}
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