Quesito tecnico avanzato. Anticipo d'accensione ed efficienza.

[99octane]

Per quanto cerchi di documentarmi e capire, resto comunque un semplice appassionato. Ora, proprio il mio desiderio di capirne di piu' talvolta mi porta oltre il limite delle mie cognizioni tecniche. So che sul forum ci sono diversi iscritti che hanno studiato ingegneria legata ai motori a combustione, ed esperti del settore, e mi rivolgo dunque a loro in cerca di "illuminazione".
Quello che vorrei capire e' come influisce l'anticipo d'accensione, e la sua variazione durante i vari regimi di funzionamento e livelli di carico, sull'efficienza termodinamica del motore.
Per favore, apprezzerei se evitaste troppa matematica perche' degli esami di Analisi e di Fisica che diedi 15 anni fa, ricordo ben poco.
Se pero' senza non si puo' esprimere con chiarezza il concetto, vedro' di rispolverare i miei testi e provare a capire.
Ho delle ipotesi in mente, ma molto approssimative e, spesso, quel che si comprende "intuitivamente" e' semplice, chiarissimo, elegante e... sbagliato!
Grazie in anticipo a chiunque voglia schiarirmi le idee.

 

[3x2]

E' la distanza (espressa in gradi di rotazione dell'albero a gomiti o in millimetri di corsa dei pistone) che separa il punto in cui scocca la scintilla tra gli elettrodi della candela dal punto morto superiore di fine corsa di compressione. L'anticipo di accensione deve aumentare al crescere del regime di rotazione in modo da compensare il minor tempo disponibile per la combustione. Per consentire un adeguamento dell'anticipo si impiegavano nei sistemi di accensione tradizionali dispositivi a masse centrifughe coadiuvati da capsule pneumatiche. Queste ultime permettevano di aumentare l'anticipo alle aperture parziali della valvola dei gas (quando nei cilindri entra una miscela aria-benzina meno densa, nella quale la combustione si propaga piu' lentamente). Nelle moderne accensioni elettroniche si ricorre assai spesso ad anticipi variabili in funzione sia dei regime di rotazione che dei carico motore, controllati da una centralina a microprocessore in cui e' memorizzata una mappa tridimensionale che consente di avere la fasatura di accensione ottimale in qualunque condizione di funzionamento.

http://staff.nt2.it/michele/parola_21_anticipo_di_accensione.aspx

ti aggiungo anche questo

http://www.pipitone.dima.unipa.it/files/ATI%202004.pdf

ma il primo gia ti spega tutto

 

[99octane]

Ti ringrazio, anche se so bene cosa sia l'anticipo d'accensione e il mio quesito e', in effetti, un altro: ossia quale sia l'influenza dell'anticipo d'accensione e del suo variare sull'efficienza istantanea (singola combustione) e complessiva (svolgimento dell'anticipo d'accensione nell'inviluppo di funzionamento del motore) del motore.

PS: il secondo link e' comunque molto interessante. Grazie ancora.

 

[3x2]

credo non si possa determinare se non in via sperimentale .. data la complessità e la variabilità delle condizioni di combustione che sono diverse ad ogni ciclo, in generale vale la regola di cui sopra: compensando il minore tempo disponibile per la combustione si migliora il rendimento energetico e si brucia tutto il combustibile .

le mappature tridimensionali sono comunque mappature prestabilite nelle quali la centralina si muove con massimi e minimi d'anticipo entro i quali si ottimizza il rendimento..

o forse non ho capito il quesito e ti serve la procedura per la determinazione dell'anticipo corretto e in tal caso non so aiutarti.

 

[99octane]

No, no, hai capito bene. La mia era una domanda puramente teorica.
Il mio vaneggiamento e' piu' o meno questo:
A spanne penso anche io che l'influenza dell'anticipo sul rendimento sia basata sul tempo di combustione, ma mi chiedevo se ci fossero altri criteri derivanti dall'andamento della compressione durante l'avanzamento del fronte di fiamma di pre-accensione e quello di combustione vera e propria, dato che l'efficienza di un processo di combustione dipende in buona misura dalla pressione.
Nel calcolo dell'efficienza si prende in considerazione il rapporto di compressione, che pero' e' un parametro "statico" relativo alla situazione al PMS, mentre la combustione ha una durata durante la quale l'andamento della pressione e' variabile e crescente, e dunque mi chiedevo se l'innescarsi del processo combustivo a differenti punti di tale andamento avesse un'influenza sull'esito finale.
Ossia, coeteris paribus, se inizio l'accensione a -30° o a -5°, qual'e' la variazione di efficienza di combustione?
Ma temo che, in effetti, le variabili in gioco siano tali da non poter avere una "legge" propriamente detta ma solo un risultato misurabile empiricamente, anche perche' sicuramente, ora che ci penso, la forma della camera di scoppio ha un'influenza considerevole.
Comunque, se non altro da tutto cio' ho ricavato l'interessantissimo PDF che mi hai segnalato. Grazie ancora! :thumbup:

 

[renatom]

Credo anche io che sia molto difficile fare una risposta quantitativa al tuo quesito dato che i parametri da tenere in considerazioni sono tanti e alcuni anche difficili da esprimere per mezzo di grandezze geometriche e fisiche.

Qualitativamente, ma questo penso che tu già lo sappia possiamo dire che si deve ottimizzare iltutto in maniera tale da fare avvenire la combustionil piil più possibile vicino al PMS.
Se noi facessimo scoccare la scintilla al PMS ovviamente la combustione avverrebbe oltre il PMS e quinidi in ritardo e fin qui siamo quasi nell'ovvio.

Ora tu chiederesti di quantificare matematicamente il valore ottimale dell'anticipo di accensione.
Non sono in grado di risponderti, ma solo di fare qualche considerazione di massima.
Ci sono alcuni fattori da tenere sottto osservazione per quantificare la durata della combustione:
-distanza della candela dai punti più lontani della camera di combustione: data una velocità di propagazione della fiamma, più è lontana la candela, più tempo civuole
. forme particolarmente accidentate della camera di combustione tendono a rallentare la velocità di propagazione della fiamma
- titolo della miscela, entro valori niormali la velocità di propagazione della fiamma tende a scendere con miscele magre.
- composizione del carburante, può anch'esso influire sulla velocità di propagazione

Di solito se il motore funziona con il massimo carico l'anticipo ottimaòe dal punto di vista del ciclo termodinamico tende ad essere superiore a quello massimo che si poò mantenere senza che si inneschi la detonazione, e per questo motivo generalmente il modo migliore di funzionare è l'anticipo che mantiene il motore al limite della detonazione senza però farla avvenire.
Infatti i motori sono dotati di un sensore di detonazione, che poi à un accelerometro posto sulla testata, che provvedono a fare questo lavoro.

In conclusione credo che le variabili siano talmente tante da rendere impossibile la generalizzazione con un modello matematico semplice adattabile a tutti i motori,.
Credo che sia necessario per lo meno un programma di simulazione termofluidodinamica con cui analizzare il modello di funzionamento del motore.

Spero diesserti stato utile anche se probabilomente ciò che ho scritto lo sapevi già.