PROCESSO DI LAVAGGIO

Descrizione generale del processo Le fasi di compressione espansione e combustione sono uguali al 4 tempi, ciò che lo distingue è il processo di lavaggio, molto più critico e normalmente meno efficacie che nel 4 tempi. Esaminiamo in dettaglio questo processo, immaginando di partire da quando sta finendo l'espansione.

Si compie l'intero ciclo di lavoro in due corse: quella di compressione e quella di espansione. La sostituzione della carica avviene invece con una macchina separata, detta pompa di lavaggio, mentre nel 4 tempi la stessa coppia cilindro- pistone compie le due funzioni diverse di motore e pompa. La frequenza del ciclo coincide con quella di manovellismo--> si riesce ad utilizzare luci ricavate nel cilindro e controllate dal movimento dello stantuffo per sostituire la carica. Carica fresca indica il generale

fluido di lavoro all'inizio del ciclo, può essere aria oppure miscela aria- combustibile (con aggiunta di olio per lubrificare)

Anticipo apertura luci di scarico si aprono molto prima del PMI, circa 60-80° prima, in modo tale che la pressione nel cilindro scenda ad un valore prossimo a quello di mandata della pompa, quando si apre la luce di lavaggio: si evita così che i gas combusti entrino nel collettore di lavaggio e si rende possibile l'entrata di carica fresca nel cilindro. Come diretta conseguenza ho una perdita di area nel diagramma indicato, rispetto alla linea ---- del 4 tempi.

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Appena si apre la luce la pressione nel cilindro scende molto rapidamente, più rapidamente del 4 tempi, in quanto le luci sono molto grandi e inoltre a quegli angoli di manovella (in anticipo), il pistone sta correndo molto più velocemente di quando si aprono le valvole nel 4 tempi. Lo scarico spontaneo di gas prosegue finchè la pressione non scende al valore della pressione nei condotti di scarico, arrivando anche a valori inferiori, sfruttando effetti dinamici che ne facilitano l'estrazione (la p scende anche sotto la p ambiente).Apertura luce di lavaggio (prima del pmi) nel frattempo non appena la luce di lavaggio si è aperta e la pressione nel cilindro è scesa al di sotto della p di lavaggio, la carica fresca incomincia a entrare nel cilindro. LA carica continua a entrare finchè p lavaggio> p cilindro, contribuendo a espellere i residui. l'andamento della pressione di lavaggio dipende dalle caratteristiche della pompa utilizzata, se ho un carter ho un massimo, altrimenti avrei una curva abb piatta.

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Angolo di lavaggio periodo durante il quale le luci di lavaggio e scarico sono aperte contemporaneamente. Mentre la carica fresca entra, i gas combusti continuano a uscire, sia per inerzia, sia perché spinti via dalla carica fresca che entrando mantiene la pressione nel cilindro a un valore superiore all' ambiente.

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AAS=anticipo apertura luce di scaricoRCS =ritardo chiusura luce di scaricoAAL anticipo apertura luce di lavaggio RCL ritardo chiusura luce di lavaggio

Alimentazione aria nel motore a 2 tempi

SOLUZIONI PER MOTORI DIESEL LENTI

Essenziale che il flusso sia diretto verso l'alto, la testa lo devia poi formando una corrente ad U . Problemi di correnti di cortocircuito

a)

Evito cortocircuito sovrapponendo le luci, ma basso valore complessivo area delle luci

b)

Soluzione intermedia fra le precedenti

c)

Forte componente tangenziale crea corrente intrecciata

d)

La più usata per grossi diesel lentie)

La e è l'unica unidirezionale. Usata per diesel molto grandi lenti, si ha buon coeff riempimento, alta potenza specifica e consumi ridotti su motori con corsa molto lunga.

Cilindri contrapposti: migliore lavaggio realizzabile, il problema è la complicazione costruttiva. Sistema utilizzato dove sono importanti le alte potenze specifiche. Cilindri gemelli a u, non usati per diesel

Best la condizione più favorevole è quando la carica fresca nell'entrare nel cilindro e spingere via i gas combusti, non si mescoli e non scambi calore con essi per tutto il processo di lavaggio. --> perfetta espulsione

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Worst le condizioni peggiori le ho se la carica fresca forma delle correnti di corto circuito, senza mescolarsi con i gas combusti e senza spingerli via, addirittura finendo allo scarico; come risultato perdo carica fresca, inquino, in camera mi rimangono troppi gas combusti e troppa poca carica frescsa.

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Nella realtà: la carica fresca entrando nel cilindro si mescola con i gas combusti attraverso piccoli vortici fino a una miscela omogenea. Per ottenere un rinnovo sufficiente della carica si deve accettare una perdita di carica fresca attraverso le luci di scarico.

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Condizioni limite nell'angolo di lavaggio

Disposizioni delle luci

Lavaggio unidirezionale, ossia senza inversione del moto della colonna fluida nel cilindro

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Lavaggio a correnti riflesse•

Si distinguono in:

SOLUZIONI PER MOTORI OTTO VELOCI Si sono adottati sistemi a correnti riflesseNella soluzione a il ripiegamento della corrente verso l'alto è favorito da un deflettore, che rende pesante lo stantuffo e impone alla camera di combustione una forma irrazionaleLe soluzioni più recenti adottano b e c. nella b si hanno due correnti fluide che evitano abb bene il mescolamento con i gas combusti. Usare solo due correnti però rischio di lasciare la zona al centro del cilindro poco lavata--> si passa alla configurazione c che ha tre correnti

e)

Coefficienti globali caratterizzanti il lavaggioNotazione:-a per la carica fresca presente nel cilindro-m per la miscela gas freschi-gas combusti nel cilindro-l per il fluido fresco inviato dalla pompa di lavaggio -r per indicare i residui di combustione

Miscelazione omogenea 1)Quasi stazionarietà 2)Variazioni modeste di pressione e quindi fluidi incomprimibili3)Gli spostamenti del pistone sono nel processo sufficientemente piccoli, tali da considerare costante il volume a disposizione dei fluidi nel cilindro, pari a un volume medio Vcl

4)

Ipotesi:

considerando un generico istante t durante l'angolo di lavaggio, all'interno del cilindro ho mm, costituita da ma+ mr. Nell'istante t + dt entra fluido fresco infinitesimo ed esce miscela, contenente carica fresca infinitesima. Impostando un bilancio differenziale di massa si ottiene un equazione differenziale a variabili separabili, che integrata con le ipotesi precedenti porta al seguente risultato:

coefficiente di lavaggio

Coefficiente di riempimento

Molto vicino all' unità, fornisce una misura della pressione erogata dalla pompa di lavaggio, essendo proporzionale a ro L

Curve costruite con:

I risultati vengono riportati nel grafico, tanto maggiore è la mandata della pompa di lavaggio, tanto più grande è il riempimento (asintotico a 1)

Bisogna fare un ulteriore considerazione. Al crescere della massa di aria di lavaggio, cresce il coeff di riempimento, tuttavia si ha una maggiore spesa energetica per comprimere la massa di lavaggio. Per caratterizzare questa considerazione si introduce il coefficiente:

l'aumento di , ottenuto attraverso un incremento di , porta ad una diminuzione di , con conseguente maggiore spesa energetica per il funzionamento della pompa. Considero la seguente condizione limite Perfetta espulsione dei gas combusti

coefficiente di intrappolamento, riportato anche esso nel grafico sopra. Se è basso vuole dire che perdo tanta carica fresca.

Infatti in questa condizione, tutta la massa fresca superiore al valore teorico, esce dallo scarico, mantenendo coeff riempimento unitario

Nelle zone tratteggiate cadono la maggior parte dei dati corrispondenti ai 2 tempi reali

Coefficiente di efflussoCl coefficiente di efflusso luce di lavaggio--> area efficacie istantanea delle luci di lavaggio Cs coefficiente di efflusso luce di scarico--> Cs*As= capacità di flusso istantanea delle luci di scaricoCercheremo ora di semplificare il processo di lavaggio, andando a sostituire queste due aree con un area equivalente Aeq, tale da offrire la stessa resistenza al flusso delle due aree in serie. Ipotesi semplificative: fluido incomprimibile, velocità dell flusso nulla all' interno del cilindro

I valori delle aree variano istante per istante in quanto il pistone si sta muovendo--> sono funzioni dell'angolo di manovella ovviamente. Se adimensionalizzo Aeq con Ac, ovvero la sezione trasversale del cilindro, e vado poi a integrare il rapporto Aeq/Ac sull'intero ciclo motore, ottengo la permeabilità dell' insieme delle due luci durante l' intero processo di ricambio del fluido; che rapportata alla durata dell'inetro ciclo motore mi da

Coefficiente di efflusso medio: Da cui l'area eq media

Ricordando la funzione di flusso comprimibile, che esprime la portata di blocco sonico, (vedi aspirazione 4 tempi) si può giungere alla seguente espressione della portata media di lavaggio

Sarebbe la sezione costante di passaggio che, durante l'intero ciclo motore ed in condizioni di flusso ideali, smaltirebbe la stessa massa che attraversa l'insieme delle due luci in un ciclo

Confrontando queste due espressione si deduce che:

Sato di pressione che la pompa deve assicurare per garantire un certo λl

l'andamento di tale funzione è graficato, anche in funzione della velocità del suono al, a monte della pompa di lavaggio. La potenza assorbita dalla pompa è funzione crescente della portata massica ml (e quindi λl) e della pressione pl, il grafico mi assicura che tale potenza cresce all aumentare del coefficiente riportato in ascisse .Importante quindi avere buoni coefficienti di efflusso, specie per motori con alte velocità medie del pistone.

Analisi sperimentale del processo di lavaggio

Metodo della pressione media indicata si basa sulle espressione •Pmi , α, Hi le conosco perché le misuro. Il rendimento indicatoInvece lo si può ottenere dal corrispondente valore relativo ad un 4 tempi funzionante in condizioni di similitudine con il motore in esame, moltiplicato per un opportuno coeff riduttivo, dedotto dal confronto fra i cicli indicati dei due motori.Metodo basato sull' analisi dei gas di scarico (solo per iniezione diretta) misuro e la composizione chimica dei gas combusti a fine espansione, prima che inizi il lavaggio e che quindi prima che si inquinino. Da calcoli stechiometrici, comunque riportati in diagrammi, dalla composizione dei gas di scarico si ricava il rapporto , da cui la portata d'aria (conoscendo quella di combustibile)--> ricavo

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Uso di gas traccianti uso piccole quantità di gas che: bruciano completamente alle temperature di combustione ma non reagiscono alle T di lavaggio. Se inietto carica fresca con una certa percentuale nota di tale gas (a), misurandone all' uscita la percentuale (b), si riesce a stimare tramite una proporzione, quanta carica fresca è stata intrappolata nel cilindro:

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Lo scopo è misurare gli indici λv e λtr e rilevare i dettagli delle condizioni di flusso. Metodologie utilizzate:

spesso si utilizza ossigeno come gas tracciante

Rilievi su modelli (usati per determinare le condizioni di flusso) vengono utilizzati modelli in scala opportuna provati al banco prova, spesso il materiale del cilindro è trasparente. Vengono visualizzati i flussi mediante particelle traccianti, le velocità vengono misurate tramite anemometri. La prova più conosciuta e consolidata è la prova di jante:

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Sulla sommità del cilindro viene posizionato un pettine girevole che contiene dei tubi di pivot--> dalle pressioni dinamiche si risale alle distribuzioni di velocità

RISULTATI SPERIMENTALI DELLE PROVE DESCRITTE (lavaggio reale) Si riportano i campi di velocità ricavati sperimentalmente dal test di jante, su un due tempi con correnti di lavaggio ad anello:

Descriviamo ora i risultati sperimentali che riportano il coefficiente λv:Al variare della geometria

λv

I primi 3 si riferiscono a motore fermo, l'ultimo a motore trascinato. Viene riportata la componente assiale della velocità, positiva se rivolta verso l'alto.

λl

l'effetto di massima espulsione lo ritrovo con il lavaggio unidirezionale. Nel caso di lavaggio ad anello, la curva è sotto quella di miscelazione omogenea--> si devono supporre quindi correnti di cortocircuito

Unidirezionale

Ad anellotrasversale

Per bassi coefficienti di lavaggio, ritrovo la perfetta espulsione, per alti invece ritrovo andamento tipico della miscelazione omogenea: forte azione di espulsione e miscelazione quindi, anche nel caso reale.

AREA GEOMETRICA DELLE LUCI l'esigenza di avere grandi aree (per avere buon λv e quindi alta potenza specifica), si scontra con rischio di problemi strutturali e con il rischio di sacrificare troppa corsa di espansione (rendimento globale scende): si dovrà scegliere quindi fra rendimento oppure potenza specifica. Geometria a cui facciamo riferimento: luci controllate dallo stantuffo di forma rettangolare (le più usate ).

Altezza proporzionale alla corsa del pistone •Larghezza complessiva come frazione della circonferenza del pistone •K2 rappresenta la parte di circonferenza occupata dal gruppo di luci (scarico oppure lavaggio), k3 è il coefficiente di ingombro che tiene conto dei tratti pieni fra luci consecutive

Le grandezze che trovo si riferiscono al gruppo delle luci di lavaggio oppure al gruppo delle luci di scarico

Lavaggiotangenziale

Al variare del regime sicuramente influisce poiché cambiano gli effetti dinamici. Lo si vede bene dal fatto che esiste un regime ottimo: regimi superiori o inferiori vedono un coeff di riempimento più basso.

Risulta quindi che il rapporto fra l'area complessiva delle luci (di scarico oppure di lavaggio) e la sezione del cilindro è proporzionale a:

PROGETTO DEI GRUPPI DI LAVAGGIO E SCARICOSi vuole realizzare un buon progetto dei gruppi di lavaggio e scarico con lo scopo di realizzare un buon riempimento del cilindro con la carica fresca, per ogni condizione di funzionamento del motore.

Area geometrica delle luci1.Dettagli costruttivi delle luci e dei condotti 2.Tempi di apertura e chiusura corretti3.Ottimizzazione effetti dinamici 4.

Bisogna scegliere attentamente:

Scelta del rapporto C/DPer avere ampie porzioni di passaggio per i fluidi conviene tenere C/D alto, compatibilmente con l'esigenza di non alzare troppo la corsa in quanto aumenterebbero le perdite fluidodinamiche e di attrito meccanico, legate alla velocità del pistone media ( up=2*n*C)--> si scelgono allora Per piccoli 2 tempi veloci C/D=0.8 : 1Per grandi 2 tempi lenti C/D=2 : 3.6Scelta di k1(scarico->0.20-0.35; lavaggio->0.15-0.25)Il suo valore fissa la fasatura del motore. Più veloce è il pistone più deve essere grande, poiché minori sono i tempi a disposizione per la sostituzione dei gas combusti. È più grande per le luci di scarico in quanto devono aprire prima.

Scelta di k2 (circa 0.2 : 1) Determina il valore complessivo di area che si può prevedere per le luci di un dato tipo. Dipende dal tipo di lavaggio utilizzato. Se è unitario vuole dire che sulla circonferenza realizzo solo lavaggio o solo scarico Scelta di k3 (circa 0.8) Deve rispettare le esigenza di resistenza della struttura

Scelta del rapporto area luci di scarico / area luci di lavaggio Diversi rilievi sperimentali mostrano che è meglio tenerlo basso: la contropressione allo scarico è favorevole in quanto la pressione nel cilindro è intermedia fra pressione nel collettore di lavaggio e quella del collettore di scarico. Quando λl scende al di sotto di una certa soglia l'effetto non è più benefico perché ridurre ulteriormente la sezione di scarico comporta di avere più residui che restano nel cilindro

DETTAGLI COSTRUTTIVI DELLE LUCI E DEI CONDOTTI La loro progettazione ha l'obbiettivo di rendere minime le perdite fluidodinamiche associate e di rendere favorevoli le correnti di lavaggio.

Per piccole aperture il coeff di efflusso dipende solo da bordo interno e dalla forma della corona del pistone. Per grandi aperture dipende dagli spigoli esterni. Distacchi di vena sono evitabili ricorrendo a spigoli arrotondati.

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In molti casi il lavaggio è inclinato in modo da produrre una corrente di carica fresca che sale verso la testata. In entrambi i casi il coeff di efflusso migliora se si realizza una certa convergenza assiale degli spigoli.

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Da grafico si evince come per piccole aperture l'effettiva inclinazione del getto è superiore a quella geometrica della luce, mentre ad aperture totali la situazione si inverte.

Luci di lavaggio

Le luci sono spesso dotate di inclinazione sul piano tangenziale, per orientare il getto di carica fresca nella zona opposta alla luce di scarico oppure per produrre swirl, che è utile non solo alla combustione, ma anche per avere un buon lavaggio. I risultati mostrano che non conviene esagerare nell' inclinazione, per non peggiorare il coefficiente di efflusso alle grandi aperture.

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Il controllo della direzione del getto entrante nel cilindro è ottenuto anche mediante il disegno del condotto di lavaggio. Per minimizzare le perdite di carico si diminuisce gradualmente la sezione di passaggio in modo da accelerare continuamente il flusso ed utilizzando ampi raggi di curvatura.

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OTTIMIZAZIONE DELLE FASATURE Lo scopo è realizzare buoni riempimenti al variare delle condizioni di funzionamento del motore. Considereremo due aspetti:

Per due tempi veloci le luci sono controllate dal movimento del pistone in genere. Lo svantaggio di questa soluzione è che le luci di scarico si chiudono, nella corsa di ritorno, dopo le luci di lavaggio e quindi si rischia di perdere carica fresca. Per risolvere il problema si fa in modo che arrivi un' onda di pressione al momento giusto.

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Se le luci sono controllate in maniera indipendente si hanno più gradi di libertà: si può sfasare a piacimento la legge di apertura della valvola a fungo (di scarico) rispetto a quella delle luci di lavaggio (come configurazione e))

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-sfasamento tra i tempi di apertura delle luci di scarico e di lavaggio

Luci di scaricoAumentando l'apertura l'inclinazione del getto rispetto all'orizzontale diminuisce. Ne segue che la luce di scarico dovrà avere forma divergente , per un tratto superiore a l*, al fine di accogliere al meglio i flussi inclinati a basse aperure.

-ottimizzazione fasature al variare del regime di rotazione del motoreLa massa di lavaggio dipende dall'area geometrica e dai tempi disponibili: (dalla equazione che esprime ml)

Questa relazione mette in evidenza l'opportunità di variare fasature ed aree di passaggio con il regime di funzionamento. Ad alti giri occorrono fasature ed aree di passaggio ampie in modo da lasciare al fluido il giusto tempo e spazio di lavarsi; viceversa a bassi giri vanno ridotti. I dati rappresentati in figura mettono in rilievo gli effetti benefici della possibilità di variare la fasatura della luce di scarico. Come si realizza nella pratica una fasatura (e quindi un area della luce) variabile??Valvole di parzializzazione che fanno variare la posizione dello spigolo superiore della luce di scarico

NB fasatura=area resa disponibile

SCELTA DEL COEFFICIENTE DI LAVAGGIO Si può scegliere λl giocando sulle dimensioni della pompa e sul rapporto fra il regime di rotazione di questa e quello del motore. Impostando un porcedimento di calcolo si possono determinare tutte le grandezze che interessano in funzione di λl: i risultati di questi calcoli permettono di fissare un valore di buon compromesso che ottimizza la prestazione di maggiore interesse (es potenza rendimento inquinanti ecc). Esempi di risultati riportati in figura I risultati mettono in evidenza quanto sia importante avere alti valori di Cmedio mano a mano che cresce la velocità media del pistone. I valori ottimi di λl tendono a diminure al crescere di up ed al calare di Cmedio, poiché aumenta troppo la pressione di lavaggio e quindi la potenza della pompa (vedi formula beta che fornisce la pompa)

meglio avere valori bassi di λl quando è basso Cmedio e quanto più importanti sono i consumi globali e la qualità dei gas di scarico.

•Conclusione:

Miglioramento efflusso realizzabile con raccordi, che rischiano però di favorire uno sporcamento delle luci.

Λl di ottimo rendimento sempre minore del λl ottimo di massima potenza: un valore alto significa tanto riempimento volumetrico e quindi tanta potenza specifica ma è compromettente per i consumi della pompa e per le perdite di carica fresca

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COMPRESSORI USATI COME POMPE DI LAVAGGIO COMPRESSORI VOLUMETRICI VS COMPRESSORI DINAMICI Compressori volumetrici

Linee a regime costante molto ripide, ossia portata varia poco al crescere del rapporto di compressione

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Rapporto di compressione pressochè indipendente dal regime di rotazione: si può ottenere alta pressione di mandata anche con basse portate volumetriche

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Portata massica proporzionale al regime di rotazione

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Non vi sono zone di funzionamento instabile

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Si riportano le curve caratteristiche: salto di pressione in funzione di portata massica elaborata adimensionale e numero di giri, espresso come velocità media del pistone (se sistema a stantuffo) oppure come velocità di trascinamento del rotore. Dall' esame di queste curve si evincono le seguenti proprietà:

Linee a regime costante hanno diversa pendenza

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Il rapporto di compressione ottenibile è strettamente legato al regime

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Non è possibile ottenere alti rapporti di compressione con piccole portate

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Portata influenzata da regime ed influenzata dal rapporto di compressione

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Esistono zone instabili, delimitate dalla curva di pompaggio: se il compressore lavora in condizioni ottime, basta una piccola diminuzione di portata perché esso vada soggetto a pompaggio

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Compressori dinamici

lisholm

Necessari sempre più stadi a pari rapporto di compressione, alto costo quindi ma rendimento più alto

Che soluzioni adotto allora?

Alternativo a pistoni doppio effetto a valvole automatiche unidirezionali a lamelle, soluzione ampiamente utilizzata per diesel lenti e grandi

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Rotativo roots, adottato su motori di medio alesaggio diesel perché di ingombro inferiore•Carter pompa : semplicità meccanica, basso costo assenza di ulteriori perdite per attrito oltre a quelle del motore e modestissimo incremento di ingombro e peso: usato per piccoli motori otto

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I compressori volumetrici assicurano una massa d'aria di lavaggio per ciclo ml (e quindi coeff di lavaggio λl) indipendente dal regime di funzionamento e dal salto di pressione fornito--> λl rimane costante sempre, anche se ho intasamenti o componenti che ostacolano il passaggio del flusso, come silenziatore o turbina. Come conseguenza per motori a due tempi si fa largo uso di compressori volumetrici, che possono essere del tipo:

Pistoni

carter

roots

Compressori dinamici sono meno utilizzati. Si usa talvolta compressore centrifugo: la pressione di lavaggio proporzionale n^2 e la portata è fortemente influenzata dal regime e dalla resistenza offerta dai condotti di aspirazione e scarico--> soluzione applicabile per motori destinati a funzionare a regime costante o quando la coppia può ridursi con n^2 (es motore che trascina elica nave o aereonautica).

IL CARTER POMPA Assicura valori del coefficiente λl inferiori all' unità a cusa dei bassi riempimenti del carter. Per aumetnare questi ultimi si deve diminuire lo spazio morto della pompa, tenedo conto però del sistema biella manovella. Un influenza rilevante sul riempimento è data inoltre dal modo di fare entrare la carica fresca nel carter stesso. Esistono 3 metodologie

Utilizzare valvole automatiche formate da una o più lamelle elastiche, la cui deflessione è controllata dall' abbassamento e dall'aumento di pressione nel carter. La loro tenuta è poi assicurata dalla pressione che si crea nel carter quando il pistone scende. Importante che siano belle elastiche per aprirsi bene ed evitare perdite di carico.

Utilizzare un terza luce controllata dal movimento del pistone. Aumentandone l'altezza si aumenta l'anticipo di apertura ma allo stesso tempo il ritardo di chiusura poiché simmetrico rispetto al punto morto inferiore. La durata della fase di aspirazione è subordinata alla possibilità di sfruttare l'inerzia dei gas ed onde di pressione, al fine di evitare che durante la compressione si perda della carica che tornerebbe indietro verso i condotti di aspirazione--> il riempimento del carter è sensibile ai giri del motore: ampio intervallo di aspirazione va bene ad alti giri ma eccessivo a giri bassi

Valvola a disco posta in rotazione dall' albero motore , sagomata opportunamente in modo tale da aprire la luce di immissione nel carter con la fasatura voluta.

Per queste ultime due soluzioni non è necessario usare l'inerzia dei gas per aumentare il riempimento, i condotti di aspirazione possono quindi essere corti per minimizzare le perdite di carico.

1° tempoCompressioneignizione

2° tempo espansione

Valvole a disco

Effetti dinamici nei condotti di scarico (stiamo parlando di carter pompa)

Nel caso in cui le luci di scarico e lavaggio siano controllate dal pistone è evidente che le fasature siano simmetriche rispetto al punto morto inferiore. Poiché le luci di scarico devono aprirsi prima di quelle di lavaggio, si ha che esse verranno anche chiuse dopo queste ultime, con il rischio che parte della carica fresca possa fuoriuscire dal cilindro. Per evitare tale inconveniente si può dimensionare opportunamente il condotto di scarico, in modo tale che arrivi una impulso di pressione al momento giusto. Facciamo un breve richiamoCondotto aperto: l'onda di pressione viene riflessa con segno opposto, al fine di rispettare la condizione al contorno di annullamento della pressione sulla sezione di scaricoCondotto chiuso: l'onda di pressione viene riflessa con lo stesso segno al fine di rispettare le condizioni di velocità nulla sulla sezione terminale

Nel caso di semplice condotto cilindrico l'impulso positivo di pressione che si crea all'apertura della luce di scarico, tona indietro riflesso con segno negativo dall'estremità aperta (onda di depressione)

a)

Aggiungendo un tratto divergente che si comporta come un tratto progressivamente aperto, si prolunga la durata dell'onda di depressione, mentre il primo tratto ne ottimizza la fasatura, facendo in modo che si verifichi nella parte centrale del lavaggio, al fine di risucchiare i gas combusti

b)

Le oscillazioni di pressione nel condotto di scarico sono determinanti nelle prestazioni di un due tempi veloce. Si riporta l'andamento della pressione nel condotto di scarico, in prossimità della relativa luce, per diverse geometrie.

Il tratto divergente infine viene in genere messo prima di un tratto convergente, che si comporta come tratto progressivamente chiuso, producendo una riflessione dello stesso segno di quella parte dell' impulso iniziale che lo raggiunge: sarà un onda positiva di pressione. Se tale onda positiva torna indietro nel momento in cui la luce di lavaggio si è appena chiusa, mentre è aperta ancora quella di scarico, si evitano fuoriuscite indesiderate di carica fresca

c)

Soluzioni alternative per migliorare il lavaggio

17/11/2014 18.50 - Ritaglio di schermata

Le variazioni di sezione sono graduali per beneficiare di questi effetti positivi su un numero ampio di regimi di funzionamento

Lavaggio stratificato: prima di fare entrare carica fresca faccio entrare dell'aria che se per caso perdo non è un problema dal punto di vista dell'inquinamento, in più non perdo prezioso combustibile premiscelato.Iniezione diretta: se ci sono delle fughe perdo solo aria e non combustibile.NB perdere aria è comunque poco efficiente perché è stata compressa, ma è meno drammatico che perdere combustibile