Ciclo diesel con turbocompressore

[nnsoxke]

C'è nessuno che mi sa spiegare quali siano in un motore diesel gli effetti dell'introduzione del turbocompressore con intercooler (turbina all'uscita fumi e compressore all'aspirazione con raffreddamento dell'aria) in termini di efficienza termodinamica del ciclo?
In rete ho trovato che ci sono dei miglioramenti sull'efficienza dei veicoli con motore turbodiesel, rispetto al normale diesel, ma da un confronto dei cicli ideali mi risulta il contrario, a parità di stress termico e meccanico del motore, cioè a parità di temperatura e pressione massime del ciclo, quindi anche a parità di emissioni inquinanti.

[rivie2x]

C'è nessuno che mi sa spiegare quali siano in un motore diesel gli effetti dell'introduzione del turbocompressore con intercooler (turbina all'uscita fumi e compressore all'aspirazione con raffreddamento dell'aria) in termini di efficienza termodinamica del ciclo?
In rete ho trovato che ci sono dei miglioramenti sull'efficienza dei veicoli con motore turbodiesel, rispetto al normale diesel, ma da un confronto dei cicli ideali mi risulta il contrario, a parità di stress termico e meccanico del motore, cioè a parità di temperatura e pressione massime del ciclo, quindi anche a parità di emissioni inquinanti.

Ed esattamente cos'è che ti risulta dai cicli ideali??
Perchè, ragionando idealmente, volendo mantenere costante la pressione massima del ciclo, la sovralimentazione comporta in ogni caso un aumento della pressione di mandata, il che necessariamente implica che ci sia una maggiore quantità di aria per unità di volume e quindi possibilità di bruciare più combustibile (se aggiungiamo anche l'intercooler la massa d'aria aumenta ulteriormente), da cui consegue un aumento di lavoro utile del ciclo (proporzionale all'area del ciclo nel piano P-v), e quindi un aumento dell'efficienza.

[nnsoxke]

Non ho ben capito la tua spiegazione, soprattutto non vedo menzionato il secondo principio della termodinamica, ovvero nulla che derivi da questo.
Provo a spiegarmi: prendiamo il diagramma T-s (temperatura entropia) che è molto più significativo quando si tratta di valutare l'effetto che hanno le trasformazioni introdotte sull'efficienza del ciclo.
Il ciclo ideale diesel è costituito, trascurando le trasformazioni subite nell'aspirazione e nello scarico) da: una compressione isoentropica (adiabatica reversibile), una isobara alla pressione massima fino alla temperatura massima, una espansione fino al volume iniziale prima della compressione.
Un ciclo diesel ideale con turbocompressore e intercooler è invece costituito da: una compressione isoentropica (quella del compressore), un raffreddamento isobaro reversibile (intercooler), una compressione isoentropica fino alla stessa pressione massima (quella del pistone), un riscaldamento isobaro reversibile fino alla stessa temperatura massima, una espansione isoentropica fino al volume occupato prima della compressione da parte del pistone (quella del pistone), una eventuale compressione isoentropica fino alla pressione all'ingresso della turbina (compiuta di nuovo dal pistone), una espansione isoentropica nella turbina fino alla pressione iniziale del ciclo.
Parte del ciclo è praticamente uguale a quello precedente, mentre un'altra parte, quella compresa tra il raffreddamento dell'intercooler, la compressione del pistone e una prima parte del riscaldamento isobaro (fino all'entropia iniziale), ha un'efficienza minore, abbassando l'efficienza dell'intero ciclo.

Ripeto che le ipotesi che ho fatto sono di stesse temperatura e pressione massime raggiunte, cioè stesso stress meccanico e termico del motore. Nel motore sovraalimentato la geometria è tale da raggiungere la stessa pressione massima e la stessa temperatura massima nel ciclo, partendo da una pressione maggiore all'inizio della compressione del pistone.
Un miglioramento nell'efficienza del ciclo ideale si giustifica con un incremento della temperatura o della pressione massima.

[rivie2x]

Si hai ragione a parità di Pmax il rendimento diminuisce perchè diminuisce il rapporto di compressione

[nnsoxke]

In che senso varia il rapporto di compressione?
C'è una parte di ciclo in più che ha un'efficienza minore...