Nuovi sistemi d'iniezione diesel

[Engineman]

Iveco sta per lanciare una nuova versione del motore Cursor con iniezione Common Rail anziché iniettore-pompa (CURSOR 9, sigla tecnica F2C, cilindrata 8.710 cc).

Il motore a V del Turbostar sta conoscendo una nuova vita nelle versioni 8V-12V Common Rail marine, industriali, ferroviarie, genset.

I camion e autobus hanno ormai tutti l'iniezione elettronica, sulle applicazioni agricole e industriali ce ne sono già ma ora con l'omologazione TIER 3 (norma antinquinamento) troveremo questi sistemi sui motori di tutti i nuovi trattori, pale caricatrici ecc.

Cosa ne pensate di questi nuovi sistemi d'iniezione? (lo so che molti vorrebbero ancora i vecchi diesel scoppiettanti, ma per legge non possono più esistere…)

[riccardo281063]

del common rail penso solo bene.... oltretutto siamo soltanto all'inizio dello sviluppo.

l'elevata pressione costante nel "flauto" ha ottimizzato consumi e rendimenti. Senza pensare poi che con gli iniettori elettrici comandati da centralina elettronica si possono fare cose da urlo: pre iniezioni, post iniezioni, frazionamenti dell'iniezione..... quello che poi avviene ora sul Fiat 1900 MJ della Powertrain... fino a 5 iniezioni (che tengono presente regime di giri e coppia) per ciclo.

Inoltre in campo automotive si prestano particolarmente al FAP (il filtro antiparticolato) che diventerà d'obbligo con l'applicazione delle prossime regole antinquinamento.

Chi ha portato avanti il pompa-iniettore si sta trovando a "fine sviluppo" perchè il comando meccanico dell'iniezione non permette quello che ho scritto in precedenza sul common rail.

quindi... BEN VENGA IL COMMON RAIL.... è anche stato inventato in Italia.... poi l'abbiamo venduto a bosh.... ma l'abbiamo inventato noi....

[6ro]

Già per ora il pompa iniettore è quello che la spunta in kilometraggi,fai senza l'elettronica,mentre i Common rail quando cominciano i problemi sono guai per il portafoglio.Questi sistemi d'iniezione dove vanno applicati?.Se hai un motore diesel marinizzato vi assicuro che con l'elettronica è meglio starci alla larga.I Common rail nelle auto vanno benissimo tenedo in considerazione che quando superano i 100.000 km arrivano le rogne,se prima disgraziatamente di becchi un po d'acqua nel gasolio le pompe elettriche sono KO e quindi sono da sostituire e costano mediamente da un minimo di 250/300 euro per vecchie punto a oltre le 1500 per auto più prestigiose.

[Engineman]

[QUOTE=6ro]Già per ora il pompa iniettore è quello che la spunta in kilometraggi,fai senza l'elettronica ...

Solo per precisare che anche per iniettori pompa intendevo quelli recenti a gestione elettronica. Questo per omogeneità della discussione.

Buon proseguimento.

[riccardo281063]

beh... volvo penta fa anche motori marini....

io ne ho uno fresco fresco... 6 L 600 HP (anche se il mio è utilizzato in tutt'altra applicazione) e devo dire che le cablature sulle centraline sono veramente curate.

per le rogne alle pompe dopo i 100.000 km..... beh non sempre.... poi dipendono da molti fattori....
se poi c'è acqua nel gasolio, addio...... tutte le pompe (anche le classiche) sono fatte con metalli nobili che aborriscono l'acqua....

io sono a favore del common rail....... poi se c'è qualche difetto di gioventù lo supereremo... l'importante è che davanti a se abbia potenzialità di sviluppo.

[6ro]

Non è propio così,intendo dire che che il common rail è sicuramente il meglio come sistema d'iniezione,ma sono più delicati,le vecchie pompe sia rotative che a cilindretti,se anche arrivava un po d'acqua non succedeva nulla,lo dico perchè dei motori da camion,pale ecc ne abbiamo avuto in famiglia,e la qualità del gasolio in passato era ben peggiore,sia come contenuto di acqua presente ma pure impurità di ogni genere.Problemi non ne abbiamo mai avuto,se non le normali manutenzioni.Invece per quanto mi riguarda le due auto diesel che ho posseduto,Punto e Peugeot 206 sono state buone come motore ma entrambi hanno avuto il medesimo problema,a circa 85/90.000 km,la sostituzione delle pompette elettriche..

[riccardo281063]

va beh...
il problema comunque non si pone in quanto nessuno riuscirà a portare entro la normativa euro 5 i motori con iniezione legata alla fase.

infatti solo chi può fare post iniezione riduce le emissioni sotto le soglie richieste.

E' di questi ultimi giorni l'annuncio che VW, col nuovo golf VI, coglierà l'occasione per sostituire i motori di tutta la gamma entro mil 2008

pertanto ci si tiene il common rail.

[Engineman]

Certo che VW ha speso troppi miliardi in ricerca e sviluppo dell'iniettore pompa ed ora per ammortizzarlo deve continuare a montarlo sulle macchine del gruppo anche se nel frattempo è saltato fuori il common rail che è migliore sotto molti aspetti.

Come dice Riccardo solo con un sistema in grado di fare iniezioni multiple si potranno rispettare i limiti antinquinamento richiesti e quindi anche VW ha una scelta obbligata.

[santolamaria]

insomma la fiat farà i soldi con il multijet!!!!!

[Engineman]

insomma la fiat farà i soldi con il multijet!!!!!

Non credo, perchè multijet è solo un'evoluzione del common rail, il cui brevetto non appartiene a Fiat benchè l'avesse inventato parecchi anni fa.
Conosciamo il Multijet sulle vetture del Gruppo, ma ora anche i nuovi Daily Euro 4 da 2,3L e 3,0L sono multijet: normalmente la quantità di gasolio introdotta viene frazionata in 2-3-4 iniezioni a seconda delle esigenze istantanee di funzionamento, solamente per innescare la rigenerazione del filtro particolato viene attuata una ulteriore post-iniezione circa 120° dopo il PMS che non partecipa alla combustione ma serve ad innalzare la temperatura nel filtro del particolato in modo da bruciare le impurità accumulate.
Per quanto riguarda i sistemi common rail è noto che li costruisce Bosch ma anche Delfi e probabilmente altri che non so.

[enzo 72]

mi potreste spiegare come è fatto il filtro antiparticolato e come funziona?

[santolamaria]

hai ragione in teoria da quello che ho letto tutte le invenzioni(common rail e multijet sono invenzione della fiat ma poi vendute rispettivamente a bosch e general motors!!!!! cmq dall'articolo originale in tedesco che parla dei motori del gruppo VW si dice che si passarà gradualmente dal iniettore pompa al common rail e non ci sarà un passaggio drastico!!!!

[Babydriver]

common rail su tutto! anche secondo me è il futuro! una delle tante cose per cui essere fieri di essere italiani, altro che fuga di cervelli!

[riccardo281063]

cmq dall'articolo originale in tedesco che parla dei motori del gruppo VW si dice che si passarà gradualmente dal iniettore pompa al common rail e non ci sarà un passaggio drastico!!!!

su una rivista del settore c'è già la foto della nuova golf VI in uscita nel 2008 (ma forse anticipata - visti gli scarsi numeri e gli elevati costi di produzione del golf V) con l'indicazione dei motori common rail con cui sarà equipaggiata.
certo... per il resto della gamma bisognerà attendere successivi restyling...

[Engineman]

mi potreste spiegare come è fatto il filtro antiparticolato e come funziona?

Se vi va bene lo spiego io: illustrerò il sistema (non è solo un filtro ma molto di più) DPF del nuovo Daily Euro 4, che conosco bene e di cui ho del buon materiale grafico.
I sistemi degli altri veicoli/costruttori dovrebbero essere analoghi nel principio di funzionamento.

Lo farò a puntate come una telenovela, perchè il sistema è complesso.

Allego un'immagine introduttiva tanto per mettere qualcosa, poi incomincerò a parlarne in altri messaggi.

E visto che siete amici, non vi farò pagare nulla ...

[riccardo281063]

E visto che siete amici, non vi farò pagare nulla ...

grazie! Lei è mooolto magnanimo.......

basta che tra uno "spot" e l'altro non metti la pubblicità......

[delfo]

Attenzione a non confondere l'uovo con la gallina, infatti da quanto mi risulta la Fiat ha Ceduto il brevetto del sistema Common rail alla Bosch dopo averlo inventato per la sua industrializzazione e quindi ha ceduto il sistema di sua invenzione permettondone la diffusione a livello mondiale e certamente come sempre si fa in questi casi avra' mantenuto degli introiti sui diritti di vendita in funzione dei pezzi prodotti e venduti da Bosch.

Del resto se si guarda un bilancio di una casa automobilistica si trova sempre una voce che riguarda gli introiti per i diritti annui sulle vendite realizzate da altri grazie alla cessione dei brevetti del resto è un contratto normale che si usa per le opere di ingegno che in molti casi viene usato da decenni anche per il compenso(tanto per restare in tema) ai designer che disegnano nuove auto.

Ad oggi esistono vari tipi di common rail che sono sia realizzati da Bosch in base al brevetto Fiat ma anche da altri produttori come ad esempio quello montato dal gruppo Ford (ed altri) che invece è di origine Delphi e che sebbene utilizzi lo stesso principio (che non è certamente brevettabile) lo realizza in maniera diversa (ad esempio adottando diversi serbatoi di accumulo -sferici- con pompe diverse).

Vale la pena precisare che nonostante il Common rail originale (ex fiat per capirci) si chiamasse Unijet funzionava attraverso due iniezioni una iniziale (per innalzare la temperatura nel cilindro) e una piu ampia successiva per la combustione vera e propria.

L'anno scorso sono entrati in produzione i Multijet (e anche questo è un brevetto Fiat) che che per il momento mi risulta sia gestito direttamente da Fiat nonostante sia un'evoluzione del primo common rail.

Del resto questa tecnologia (multijet) per il momento si ritrova solo su motori del Gruppo Fiat o su motori di marchi che hanno comprato da Fiat (non la tecnologia della nuova iniezione ) ma i motori interi (vedi gruppo General Motors) .

Infatti esiste una societa' ora interamente Fiat (dopo che GM ha deciso di uscire)che si chiama PowerTrain che produce i motori per chi ha voglia di acquistarli ma ripeto stiamo parlando di motori interi tanto che in passato vi sono state polemiche tra GM e Fiat perche' la Fiat non ha permesso che i suoi motori venissero montati su alcuni modelli specifici di GM (mi sembra a memoria alcuni modelli chevrolet).

Peraltro è bene precisare che per ottenere lo sfruttamento dei nuovi propulsori Fiat General Motors ha dovuto sborsare un bel po' di soldini nelle casse di Fiat (e non certo in quelle di Bosh) che si sono sommati al compenso per liberarsi dell'oblligo di acqusto completo di Fiat da parte di GM che gli americani avevano sottoscritto con Fiat qualche anno fa ( il buon Marchionne a Torino ancora ride oggi).

Ora è evidente che le evoluzioni che hanno fatto diventare i "vecchi Common Rail" dei multijet sono "facilmente" realizzabili visto e considerato che il sistema di base resta lo stesso (anche se aumenta ancora la pressione) ma c'e' bisogno di un'elettronica più evoluta in abbinamento a degli iniettori più evoluti tutte cose che sono facilmente trovabili sul mercato e che non sono certamente d i uso esclusivo di Fiat e percio' e possibile (anzi sta gia' avvenendo) che via via tutti i produttori (come abbiamo visto non solo Bosh) sviupperanno il sistema Common Rail avendo ulteriori interpretazioni di Multijet così come è possibile che una volta avviato un nuovo step evolutivo Fiat decida di vendere anche il brevetto del Suo Multijet.

Quindi confermo che la Fiat non fara' i soldi con Multijet perchè è già da tempo che lo sta facendo....

Chiudo questo mio sproloquio con un pensiero che riguarda la tempistica delle innovazioni quando si è saputo che Fiat ha venduto il Common Rail a Bosh molti si sono scandalizzati sottolineando che Fiat aveva certante sbagliato a cedere la gallina dalle uova d'oro ma oltre a dimenticare l'esistenza di appositi contratti spesso si è tralasciato che l'innovazione nel momento che viene posta sul mercato è gia' vecchia e quindi bisogna stare attenti a come si porta avanti lo sfruttamento di quell'invenzione perche' dopo poco tempo potrebbe essere superata.

Poco tempo dopo che Fiat cedette il Common Rail a Bosh(siamo nel 1997) su una rivista specializzata in tecnica motoristica vi erano riportati i dati di uno studio portato avanti tra Fiat e CNR che prevedeva la realizzazione di un nuovo propulsore diesel di 1.3 litri plurivalvole a bassi consumi e bassa manutenzione che già girava a banco con una potenza di 90 Cv.

Guarda caso sono proprio i dati del Ultimo nato di casa Fiat che sta entrando in commercio adesso sono quindi passati quasi dieci anni.

Lo stesso sta accadendo adesso mentre vengono magnificati i nuovi 1.9 litri Mjet si sente già vociferare di un nuovo propulsore di due litri pieni con una ulteriore evoluzione del sistema di iniezione gia' in avanzato stato di sviluppo dalle parti di Torino.

Quindi nella nostra Italietta per una volta possiamo essere fieri di essere un decennio avanti nell'evoluzione tecnologica di un settore importante come quello motoristico, e un po' mi fa sorridere vedere alcuni detrattori per partito preso dell'Italia motoristica sfrecciare via su fiammanti macchine estere pagate in alcuni casi il doppio delle loro povere e vituperate "sorelle" made in Italy.

Saluti

[enzo 72]

grazie! Lei è mooolto magnanimo.......

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Te ne saremo grati tutta la vita

[citto]

Bah!!
Onestamente il common Rail non lo vedo tanto su motori di grossa cilindrata....e soprattutto nel movimento terra...
Appena il gasolio si sporca e c'è dentro un po' d'acqua le pompe del common rail si rovinano ( poi conosciamo gli operatori odierni, ma non tutti,che manutenzione e pulizia della macchina zero) e bisogna cambiare tutto.

A mio parere è bello il sistema CAT con l'iniettore pompa comandato idraulicamente da una pompa dedicata....più pressione di iniezione e fasatura variabile in funzione del carico.

[enzo 72]

N.H. 265 - 305 E montano motori common rai , per il momento stanno andando bene, anzi benissimo sopratutto per i consumi, poi staremo a vedere col tempo ,
Ha me personalmente non dispiacciono, questo inverno anche a -10 perfetti.
Sicuramente e bene cambiare i filtri gasolio e separatore acqua a ogni tagliando.

[Engineman]

Filtro Particolato - 1

Prima di descrivere il filtro del particolato è necessaria una breve introduzione MOLTO SINTETICA circa gli inquinanti che si cerca di eliminare. Probabilmente molti di voi sapranno già tutto, ma bisogna farlo per chi non ha avuto ancora occasione di aggiornarsi.

I principali inquinanti che si tenta di eliminare, o meglio di ridurre entro i limiti di legge sono:

CO = Monossido di carbonio
HC = Idrocarburi incombusti
NOx = Ossidi di azoto
PT oppure PM = Particolato

Metodi adottati da Iveco per la gamma leggera:

NOx viene eliminato (o meglio ne viene impedita la formazione) all'origine dentro il motore dal sistema di ricircolo di gas di scarico EGR. Questo sistema potrebbe essere oggetto di discussione separata perchè ne esistono diverse tipologie.

L' EGR riduce NOx ma purtroppo aumenta gli altri inquinanti, specialmente il PT.
Questo viene catturato ed eliminato nella trappola.

CO ed HC vengono ridotti nel catalizzatore ubicato subito prima della trappola.

(continua)

[Engineman]

Filtro Particolato - 2

I gas di scarico giungono al catalizzatore e nella prima sezione subiscono delle trasformazioni chimiche per la riduzione degli inquinanti CO e HC.
Il Particolato non viene ridotto in questa fase perché è principalmente costituito da parti solide carbonizzate, che non possono essere eliminate tramite reazioni chimiche.
E' un catalizzatore ossidante, senza controllo Lambda a loop chiuso, trattandosi di motore diesel la cui dosatura ovviamente non è stechiometrica.
La catalisi avviene solo con temperatura > 250 °C, rilevata dalla centralina motore tramite il sensore di temperatura.
Al di sotto di questa soglia non avvengono reazioni e la centralina ignora i parametri del sistema.
In seguito il gas di scarico giunge al filtro dove il particolato rimane intrappolato e quindi non viene introdotto nell'atmosfera.
Man mano che il particolato si accumula nel filtro, cresce la contropressione allo scarico, rilevata dal sensore delta P. Al superamento di una soglia predeterminata di differenza di pressione a monte e a valle della trappola del particolato, viene attuato il processo di rigenerazione, ovvero la bruciatura fisica di tutta la fuliggine che intasa il filtro.

(continua)

[Engineman]

Filtro Particolato - 3

Sto mettendo più messaggi consecutivi e so che normalmente non si deve fare, se vi sono problemi i Moderatori me lo facciano sapere.

La trappola è costituita da un insieme di cavità a forma di tubo ricavate nella massa di materiale ceramico poroso.
Una parte di questi tubicini sono aperti dal lato in cui giungono i gas di scarico e chiusi all'estremità opposta.
I rimanenti tubi, al contrario, sono chiusi dal lato motore e aperti dal lato opposto, verso l'uscita in atmosfera.
Il gas di scarico proveniente dal motore entra nei tubi che hanno l'estremità aperta da quel lato e trafila attraverso la porosità del materiale passando negli adiacenti tubi aperti verso l'uscita in atmosfera, lasciandosi dietro, intrappolate, le particelle carboniose che costituiscono il nucleo solido del Particolato e la cui dimensione non consente di trafilare proseguendo verso lo scarico.

(continua)

[6ro]

Volevo ricordare che tutte le case costruttrici d'impianti d'iniezione sono state sviluppate dalle case costruttrici di motori,la stessa Bosch ha degli accordi precisi nello sviluppo dei motori Fiat-Iveco-Aifo,ma pure con Volvo,MB ecc.In passato Magneti Marelli-Spica erano società dei costruttori Italiani di motori,Fiat ,Same,OM,Alfa.Quindi la stessa Bosch non è una entità separata rispetto alle case costruttrici di motori ma sviluppano dei piani paralleli,anche se il marchio rimane separato per cui non c'è competizione ma integrazione.Sicuramente la tecnologia elettronica è in evoluzione,ma non dimentichiamo che per i nostri mercati vengono studiati sistemi raffinati a tempo limitato,nel senso che la filosofia di mercato induce a pansare che un autocarro da cantiere oppure da linea, non superi i 5/7 anni di vita.Lo stesso vale per le auto,mentre sta prendendo piede anche nella macchine operatrici,trattori motori marini.Insomma tante prestazioni e consumi ridotti nell'arco di breve tempo .Un tempo invece qualsiasi componenete veniva studiato pensando al max della sua durata e doveva funzionare in tutti i climi e nelle diverse condizioni di lavoro

[Engineman]

Filtro Particolato 4

Allego un diagramma generico di fonte Bosch delle possibili iniezioni multiple del Daily Euro4 (analoghe a quelle degli altri Multijet in commercio) , specificando che nel funzionamento normale ve ne possono essere 1 - 2 - 3 oppure 4 ad ogni ciclo, la 5a viene usata esclusivamente per la fase di rigenerazione del filtro particolato.

Ringraziando Filippo B. e Riccardo dell'incoraggiamento, prometto che la prossima volta scenderemo nei dettagli.
Sarebbe anche utile per me avere un feed back, cioè se qualcosa non è chiaro o necessita di altre spiegazioni ditemelo, altrimenti io tiro dritto come un treno e non vorrei lasciare indietro qualcuno.

Ciao
Engineman

[riccardo281063]

si!... non ti fermare!

[enzo 72]

tutto ok le domande alla fine altrimenti ci si confonde

[Mauro Morelli]

Mi associo!
Molto interessante e chiaro.
Mauro

[Engineman]

Filtro Particolato - 5

Nel sistema Multijet la quantità totale di combustibile da iniettare ad ogni ciclo viene suddivisa in più iniezioni parziali, con il risultato di eliminare la tipica rumorosità del diesel, ottenere un funzionamento meno ruvido, inquinare e consumare meno.

Nell'allegato diagramma sono raffigurate alcune situazioni tipiche, comunque la centralina elettronica le calcola e le fa attuare dai vari componenti in modo continuamente variabile in base alle esigenze di funzionamento istantaneo del motore.
Voglio dire che non è sempre e non è solo come le cinque fasi illustrate.

Invito a paragonare questo diagramma con quello allegato al mio precedente messaggio per constatare che il gasolio iniettato nelle fasi PILOT, PRE, MAIN, AFTER contribuisce al processo di combustione, mentre il gasolio iniettato nella fase POST (60° di albero camme cioè 120° di manovella) non brucia perché in quel punto del ciclo siamo in piena fase di scarico. Vedremo in seguito a cosa serve.

Notare il diverso anticipo dell'iniezione pilota rispetto al PMS nelle varie situazioni.

A = coppia motrice bassa
B = aumento giri e richiesta di coppia
C = coppia massima e numero di giri elevato
D = bassa coppia in situazione di giri diversa da A (questo devo capirlo meglio)
E = Fase di rigenerazione del filtro del particolato di cui parleremo la prossima volta

[pederz_]

Per engineman,una curiositá,quando uscí il common rail, l'impresa dove lavoravo era stata interpellata dalla Gilardini di Livorno, per fare la linea di montaggio della pompa e degli iniettori per il common rail (allora la FIAT pensava di produrre direttamente i componenti), parlando con uno dei progettisti, questi mi disse che il sistema common rail avrebbe avuto il vantaggio, tra gli altri , di poter funzionare anche con gasoli di bassa qualita come quelli africani e sudamericani, perché avendo una pompa idraulica a pressurizzare che non deve dosare, ma solo pompare, il sistema sarebbe stato meno sensibile a presenza di acque etc.

Mi diceva che in sostanza la pompa é molto simile a quelle idrauliche ad alta pressione .
Invece qui siete tutti concordi nel dire che il common rail é piú sensibile e delicato.
Un altro cosa che avevo visto e di cui non si é piu parlato é dei sistemi a polverizzazione pneumetica, ricordo un prototipo con aria a 200 bar, ma no ricordo di chi, poi il nulla, eppure sui grandi motori navali questo sistema dá ottimi risultati permettendo di usare combustibili come l'olio pesante che ha livelli di impuritá abbastanza alti