Rapporto di compressione

[perdegola]

Quando nelle riviste si parla di rapporto di compressione, ci si riferisce a quello volumetrico o quello manometrico (ad esempio nell'articolo della Mazda CX5)??

 

[blackblizzard82]

volumetrico.

 

[perdegola]

Volevo anche chiedere.... un aumento del rapporto di compressione (volumetrico) apporta miglioramenti ad entrambi i rendimenti dei motori otto e diesel. Solo che nei benzina più di tanto non si sale per problemi di detonazione. invece nei diesel si sale più facilmente!

Allora mi chiedo perchè la Mazda lo ha abbassato fino a 14:1? Qual'è il beneficio nel ridurre il rapporto di compressione in un Diesel?

 

[gallongi]

per questioni di rendimento,consumi e quindi emissioni allo scarico...

 

[The.Tramp]

Allora mi chiedo perchè la Mazda lo ha abbassato fino a 14:1? Qual'è il beneficio nel ridurre il rapporto di compressione in un Diesel?

Riduzione dei Nox.

 

[perdegola]

quindi il guadagno in termini di riduzione masse ed emissioni inquinanti ha superato le perdite sul rendimento?

 

[kirchhoff]

Sarà anche una riduzione del rapporto volumetrico di compressione ma se poi col turbo pompi nei cilindri più aria di quella imposta geometricamente dalle dimensioni di cilindro e camera di combustione che senso ha parlare di riduzione? IMHO l'unico vantaggio è di avere un motore più reattivo quando la turbina gira ancora troppo piano per garantire un ottimale riempimento. 14:1 è un valore (limite inferiore) che permette/permetterebbe ancora al gasolio di accendersi a causa della compressione.

 

[Riki1294]

Volevo anche chiedere.... un aumento del rapporto di compressione (volumetrico) apporta miglioramenti ad entrambi i rendimenti dei motori otto e diesel. Solo che nei benzina più di tanto non si sale per problemi di detonazione. invece nei diesel si sale più facilmente!

Allora mi chiedo perchè la Mazda lo ha abbassato fino a 14:1? Qual'è il beneficio nel ridurre il rapporto di compressione in un Diesel?

Si tratta di rapporto di compressione volumetrico. Come hai detto tu, nei motori a ciclo otto non è possibile superare il rapporto di compressione di 10:1 (eccezioni a parte) per il semplice motivo che si incorrerebbe nella detonazione, a causa del non eccezionale potere antidetonande della comune benzina verde commerciale.
Nei motori diesel è possibile arrivare fino a 25 o a volte anche più nel caso di motori aspirati. Da parecchi anni il rapporto di compressione nei motori diesel sta diminuendo a causa delle rigide norme anti-inquinamento. Infatti, il motore diesel, a differenza di quello benzina, crea il fluido operante modificando esclusivamente la quantità di combustibile perchè la quantità d'aria è bene o male sempre costante (a differenza che nei benzina) e di conseguenza proporzionalmente all'aumento del numero di giri aumenta la quantità di combustibile che viene iniettata fino al raggiungimento della potenza massima dove il quantitativo di gasolio iniettato è massimo e di conseguenza la fumosità allo scarico è molto accentuata. All'aumentare del rapporto di compressione aumenta la potenza massima, ma oltre una certa soglia, a causa della troppo accentuata fumosità dello scarico non si può andare, quindi cala il RDC.
Ultima cosa: la fumosità agli alti regimi è elevata sopratutto perchè la combustione è così rapida da non riuscire a bruciare completamente tutto il fluido operante, per questo vengono espulse particelle carboniose dovute a una cattiva combustione.
Spero di esserti stato utile.....

 

[gallongi]

esaurientissimo

 

[Riki1294]

esaurientissimo

Sto i motori studiando sui libri....... Ecco tutto.....

 

[kirchhoff]

Volevo anche chiedere.... un aumento del rapporto di compressione (volumetrico) apporta miglioramenti ad entrambi i rendimenti dei motori otto e diesel. Solo che nei benzina più di tanto non si sale per problemi di detonazione. invece nei diesel si sale più facilmente!

Allora mi chiedo perchè la Mazda lo ha abbassato fino a 14:1? Qual'è il beneficio nel ridurre il rapporto di compressione in un Diesel?

Si tratta di rapporto di compressione volumetrico. Come hai detto tu, nei motori a ciclo otto non è possibile superare il rapporto di compressione di 10:1 (eccezioni a parte) per il semplice motivo che si incorrerebbe nella detonazione, a causa del non eccezionale potere antidetonande della comune benzina verde commerciale.
Nei motori diesel è possibile arrivare fino a 25 o a volte anche più nel caso di motori aspirati. Da parecchi anni il rapporto di compressione nei motori diesel sta diminuendo a causa delle rigide norme anti-inquinamento. Infatti, il motore diesel, a differenza di quello benzina, crea il fluido operante modificando esclusivamente la quantità di combustibile perchè la quantità d'aria è bene o male sempre costante (a differenza che nei benzina) e di conseguenza proporzionalmente all'aumento del numero di giri aumenta la quantità di combustibile che viene iniettata fino al raggiungimento della potenza massima dove il quantitativo di gasolio iniettato è massimo e di conseguenza la fumosità allo scarico è molto accentuata. All'aumentare del rapporto di compressione aumenta la potenza massima, ma oltre una certa soglia, a causa della troppo accentuata fumosità dello scarico non si può andare, quindi cala il RDC.
Ultima cosa: la fumosità agli alti regimi è elevata sopratutto perchè la combustione è così rapida da non riuscire a bruciare completamente tutto il fluido operante, per questo vengono espulse particelle carboniose dovute a una cattiva combustione.
Spero di esserti stato utile.....

Arrivare a 25 o anche più introduce perdite per via del lavoro speso nella compressione, la quantità massima di gasolio iniettabile è comunque legato al rapporto stechiometrico, che vale circa 14,7 come per i benzina, la rapidità della combustione è dovuta al numero di cetano dei gasoli, fumosità e particolato sono determinati in gran parte dai residui dei metalli pesanti usati come catalizzatori nel processo di cracking del greggio, IMHO

 

[Riki1294]

@kirchhoff
Il numero di cetano è considerato costante per i gasoli commerciali quindi lasciamolo perdere, la combustione avviene peggio in prossimità della potenza massima proprio a causa del tempo ristrettissimo che il fluido operante ha per bruciare..... La storia dei metalli pesanti e del numero di cetano è vera ma non riguarda il rapporto di compressione...... Effettivamente i motori diesel erogano meno potenza di quanto effettivamente potrebbero proprio a causa dell'eccessiva fumosità agli alti regimi..... Per quanto riguarda il rapporto stechiometrico ti sbagli, per i diesel non funziona così...... Il rapporto di miscela può arrivare fino a 50 parti di aria contro 1 di nafta. In quella condizione il motore eroga pochissima potenza e la fumosità è minima. Dal rapporto di circa 18 la fumosità inizia a diventare inaccettabile e per questo in genere non si scende sotto quella soglia. Ovviamente il motore perde in potenza massima, visto che come già detto, a regime costante, questa è proporzionale alla quantità di gasolio che viene iniettata...........

Prima di risponderti ho verificato se avevo ragione e infatti ho trovato un post del grande renatom:

""Per definizione" i motori a ciclo Otto sono stechiometrici e i diesel no.

Ovviamente il motore a ciclo Otto funziona anche con miscele non esattamente stechiometrici e, entro certi limiti (10% circa), se si smagrisce si diminuiscono i consumi, se si ingrassa si migliorano le prestazioni (più difficile detonare). Questo veniva sfruttato quando non c'erano le norme antinquinamento; adesso, la maggior parte dei motori funziona sempre con miscele molto vicine allo stechiometrico, poiché, semplificando, se si ingrassa si fa CO, se si smagrisce si fa NOx.

I diesel funzionano sempre con carburante inferiore a quello stechiometrico anche se non è esattamente corretto parlare di miscele magre in quanto il carburante viene bruciato via via che viene immesso.
Ricordo che nel diesel l'aria non viene regolata, ma solo il carburante, per cui più si carica il motore più la miscela "ingrassa", anche se come ho detto non sarebbe corretto dire così.
Anche andando con il carico massimo, la combustione avviene comunque sempre con un consistente eccesso di aria.

Questa combustione "magra" del diesel provoca, tra l'altro, la maggiore emissione di NOx rispetto al benzina."

 

[kirchhoff]

@kirchhoff
Il numero di cetano è considerato costante per i gasoli commerciali quindi lasciamolo perdere, la combustione avviene peggio in prossimità della potenza massima proprio a causa del tempo ristrettissimo che il fluido operante ha per bruciare..... La storia dei metalli pesanti e del numero di cetano è vera ma non riguarda il rapporto di compressione...... Effettivamente i motori diesel erogano meno potenza di quanto effettivamente potrebbero proprio a causa dell'eccessiva fumosità agli alti regimi..... Per quanto riguarda il rapporto stechiometrico ti sbagli, per i diesel non funziona così...... Il rapporto di miscela può arrivare fino a 50 parti di aria contro 1 di nafta. In quella condizione il motore eroga pochissima potenza e la fumosità è minima. Dal rapporto di circa 18 la fumosità inizia a diventare inaccettabile e per questo in genere non si scende sotto quella soglia. Ovviamente il motore perde in potenza massima, visto che come già detto, a regime costante, questa è proporzionale alla quantità di gasolio che viene iniettata...........

Prima di risponderti ho verificato se avevo ragione e infatti ho trovato un post del grande renatom:

""Per definizione" i motori a ciclo Otto sono stechiometrici e i diesel no.

Ovviamente il motore a ciclo Otto funziona anche con miscele non esattamente stechiometrici e, entro certi limiti (10% circa), se si smagrisce si diminuiscono i consumi, se si ingrassa si migliorano le prestazioni (più difficile detonare). Questo veniva sfruttato quando non c'erano le norme antinquinamento; adesso, la maggior parte dei motori funziona sempre con miscele molto vicine allo stechiometrico, poiché, semplificando, se si ingrassa si fa CO, se si smagrisce si fa NOx.

I diesel funzionano sempre con carburante inferiore a quello stechiometrico anche se non è esattamente corretto parlare di miscele magre in quanto il carburante viene bruciato via via che viene immesso.
Ricordo che nel diesel l'aria non viene regolata, ma solo il carburante, per cui più si carica il motore più la miscela "ingrassa", anche se come ho detto non sarebbe corretto dire così.
Anche andando con il carico massimo, la combustione avviene comunque sempre con un consistente eccesso di aria.

Questa combustione "magra" del diesel provoca, tra l'altro, la maggiore emissione di NOx rispetto al benzina."

"Definizione" da dizionario:

stechiometria
[ste-chio-me-trì-a]
s.f.
CHIM Parte della chimica che ha per oggetto l'applicazione delle leggi ponderali che regolano la composizione chimica delle sostanze e i rapporti di combinazione, secondo cui le sostanze reagenti, nel corso di una reazione chimica si trasformano.

e vale sia per i benzina (colcolati generalmente sul nonano) che per i motori ad accensione per compressione, combinazioni tra i gasoli (formati da 15 a 25 atomi di carbonio più il doppio più due atomi di idrogeno) e l'ossigeno.
Inutile continuare a ripetere che sugli Otto la potenza si regola parzializzando l'aria e sui Diesel parzializzando il combustibile.
Si passa sempre e comunque intorno al valore definito stechiometrico, che poi per come si regola la potenza nei Diesel questo rapporto è "bistrattato" non vuol dire che sia ininfluente, se però l'ha detto renatom va bene così.
Se poi lasciamo perdere il numero di cetano, che è soggetto a vincoli di legge e verrà sempre gradualmente innalzato, va ancora meglio.