unicUSANO LAB - INGEGNERIA E RICERCA
I.P. A CURA DELL’UNIVERSITà NICCOLò CUSANO e di SpoRTNETWORK
La potenza passa dall’elettroiniettore
Il downsizing e le rigide normative anti-inquinamento hanno richiesto lo sviluppo di un componente innovativo. L’analisi dell’Unicusano Lab
I
n questo articolo parleremo di uno dei componenti che ha rappresentato una significativa innovazione nello sviluppo dei motori a combustione interna nel recente passato, l’elettroiniettore. Tale componente è responsabile di iniettare la quantità di combustibile necessaria per lo sviluppo del processo di combustione, che abbiamo già visto essere determinante per l’erogazione della potenza. In passato, soprattutto nei motori a due tempi, si utilizzava un carburatore Venturi ad azionamento meccanico. La scarsa controllabilità e la bassa ripetibilità delle iniezioni portarono a sviluppare lo stesso componente attuato elettricamente che però, in maniera inferiore, soffriva degli stessi difetti del suo predecessore meccanico. Il definitivo passaggio ai motori a quattro tempi, l’aumento delle velocità medie dei motori a seguito del downsizing e le sempre più stringenti normative anti-inquinamento hanno richiesto lo
sviluppo di un componente che garantisse elevata precisione e ripetibilità nel processo di iniezione. Diverse aziende nel mondo hanno quindi sviluppato l’elettroiniettore che funziona grazie a un complesso gioco di forze e che viene attuato grazie a un segnale elettrico inviato al solenoide di controllo (ecco il motivo per cui viene chiamato elettroiniettore). Questo componente permette di regolare con precisione la massa di combustibile iniettata anche a elevate velocità di rotazione e ad altissime pressioni di iniezione (si pensi che nel common rail di seconda generazione si arriva a circa 2000bar). In maniera molto semplificata la parte terminale dell’elettroiniettore è costituita da un ugello forato (chiamato nozzle) all’interno del quale si trova uno spillo (chiamato nozzle needle). Quando lo spillo è in posizione di battuta sull’ugello non si ha fuoriuscita di combustibile, mentre, quando lo spillo si alza, a seguito
del comando elettrico, il combustibile in pressione fuoriesce dai microfori realizzati sulla sezione di uscita dell’ugello. Grazie a questi fori si ha l’atomizzazione del combustibile, ovvero la polverizzazione dello stesso in gocce piccolissime, così da favorirne il miscelamento con l’aria circostante. Tale componente può essere utilizzato sia nei sistemi a iniezione indiretta, dove il combustibile viene iniettato nei condotti di aspirazione a monte della camera di combustione, che in quelli a iniezione diretta, ove il combustibile viene iniettato direttamente nel cilindro e quindi nella camera di combustione. Come si può intuire lo sviluppo di questo componente ha rappresentato nel recente passato un punto di svolta per poter garantire performance e rispetto delle emissioni inquinanti. Daniele Chiappini, PhD Assistant Professor Fluid Dynamics and Internal Combustion Engines Università Niccolò Cusano