Quinzio ha scritto:La miscelazione di aria e benzina avviene piu' che altro gia' nel carburatore.
Ma in ogni caso il moto della miscela quando entra nel pistone e' gia' talmente turbolento che non direi proprio che ci siano problemi di miscelazione.
Per cui, si , in effetti sembra una motivazione che non c'entra poco.
Nota: i carburatori li abbiamo abbandonati da un po' di tempo. I motori a benzina odierni usano solo iniezione diretta. In altri termini, la benzina viene iniettata direttamente nel cilindro in modo simile ai motori diesel.
Secondo punto: non è del tutto corretto dire che non ci sono problemi di miscelazione. Storicamente, il passaggio da carburatori a iniezione indiretta e infine diretta, era limitato proprio dalla capacità di miscelare correttamente aria-benzina. Nella teoria, uno vorrebbe iniettare la benzina all'ultimo momento, così da poterne controllare il punto di detonazione e quasi simulare un'iniezione di calore istantanea. Il vincolo è proprio la miscelazione. Bisogna avere sufficiente tempo (i.e. corsa) per effettuare la miscelazione. Tecniche di swirl, squish e tumble aiutano in questo.
Per quanto riguarda la necessità di compressione, la domanda è senz'altro intelligente; dubito troverai nessuno in grado di dare una risposta proporzionalmente "smart". La termodinamica funziona se e solo se il ciclo si chiude. L'idea in un certo senso può essere interpretata così: un ciclo termodinamico consiste per definizione in una serie di trasformazioni termodinamiche in cui stato iniziale==stato finale; ergo, se trovo un modo di fare un ciclo a potenza netta positiva, posso ripetere tante volte il ciclo quante ne ho bisogno per produrre una certa potenza (il che dà immediatamente l'idea del perchè la velocità di rotazione massima di un motore fissa la potenza massima). Il vincolo in tutto questo è dato dalla necessità di dover performare il ciclo stesso, quindi una sequenza di trasformazioni ben determinata, che comunque io inter-scambi o selezioni, comporterà da qualche parte un'immissione di potenza meccanica e/o una cessione di calore.
Vado un po' oltre.
Per esempio, uno potrebbe vedere il vincolo prestazionale nel ciclo Otto proprio nella compressione. O meglio, come nella compressione la "trasformazione costosa" del ciclo. Uno potrebbe dire, benissimo, detto che non posso evitarla perchè devo chiudere il mio ciclo, esiste un modo e se esiste come lo implemento, per fare un ciclo che quantomeno riduca al minimo questa spesa? Sì, utilizzando un fluido che cambi di fase. Se uso un fluido che cambia fase, posso comprimerlo in fase liquida spendendo poco o niente, riscaldarlo e farlo evaporare, espanderlo ottenendo tanta potenza in cambio. Questo è il concetto del ciclo a vapore (o Rankine). Cronologicamente non andò proprio così, il ciclo a vapore non fu un miglioramento del ciclo Otto, possiamo però dire che sotto il profilo della "spesa di potenza meccanica", il ciclo a vapore performa molto meglio.
Sei hai altre domande, chiedi pure.
P.S. Mi sono accorto di un altro errore di Quinzio. Nei motori a benzina la compressione non aiuta la detonazione. Piuttosto è il contrario. La miscela tende a detonare prematuramente e spontaneamente oltre un certo livello di compressione. Questo fenomeno si chiama
knocking. Nella pratica uno vorrebbe alzare il rapporto di compressione del motore il più possibile. Ricorda l'espressione del lavoro del ciclo Otto ideale:
$$ \eta=1-\beta^{-\theta} $$
Dove $$\theta=\frac{k-1}{k} $$, $$ k=\frac{c_p}{c_v} $$, $$\beta=$$rapporto di compressione. Quindi il rendimento aumenta all'aumentare del rapporto di compressione. Un'interpretazione euristica di questo è semplice: all'aumentare del rapporto di compressione, il costo del lavoro di compressione è proporzionalmente inferiore al lavoro utile che si ottiene durante l'espansione. Un'altra interpretazione può essere la seguente: aumentare il rapporto di compressione fa sì che il calore sia immesso ad una temperatura media d'ingresso più elevata, fondamentalmente facendo operare il ciclo tra due temperature di sorgente più "distanti", quindi aumentando il rendimento.
Inviato: 22/03/2019, 12:31