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| Mol spettacolo, poco beneficio: filtri sportivi | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| dieselschrauber |
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![]() Test dei filtri sportivi Perché questo confronto?
Per far sì che un motore produca la massima potenza (cioè possa bruciare la massima quantità di carburante "pulito" per ciclo di lavoro), è necessario che l'aria entri nei cilindri con la massima densità possibile, ovvero -> il più fresco possibile e -> con la massima pressione possibile. Poiché ogni perdita di pressione nel sistema di aspirazione riduce la densità dell'aria, i percorsi di aspirazione, compreso il filtro, dovrebbero avere la minima resistenza al flusso possibile. Solo l'aria entra nel motore con le minori (ma comunque inevitabili) perdite di pressione. In realtà, la pressione è già presente nella cassa del filtro sotto la pressione esterna, e ciò è particolarmente evidente a elevati flussi d'aria, ovvero a pieno gas e ad alte velocità = Pmax. La perdita di densità dell'aria aspirata, nella maggior parte delle automobili, è quasi esclusivamente causata dal collettore di aspirazione, che spesso rappresenta la parte più stretta del percorso di aspirazione attraverso cui deve passare tutta l'aria. Ad esempio, nei TD, le valvole di riduzione sono situate fino a circa 50 mbar dietro la valvola di aspirazione, , quindi prima del filtro d'aria effettivo, che è una dimensione comune. Una perdita di pressione di 50 mbar rispetto alla pressione esterna blocca circa il 5% della potenza potenziale di un motore a benzina aspirato; nei motori a turbocompressore (incl. TDIs) questo effetto viene in gran parte compensato dal compressore. Gli inserti filtranti di serie causano una perdita di pressione praticamente trascurabile - a condizione che siano sufficientemente puliti. Ad esempio, se un filtro per l'aria in carta, dopo decine di migliaia di chilometri, causa una perdita di 10 mbar (in aggiunta), mentre un filtro nuovo o di altro tipo (sportivo) causa solo una perdita di 4 mbar, sostituire il filtro ridurrebbe la perdita di pressione dovuta al filtro di 6 mbar. Questo aumento di pressione di 6 mbar corrisponderebbe, nel caso di motori a aspirazione, a un aumento di circa il 0,6% di potenza, mentre con un "normale" collettore si perdono ancora circa il 5% di potenza. Probabil sarebbe ancora migliore il bilancio per i filtri in carta con canali di filtrazione interbloccati. Questo tipo di filtro offre una superficie molto ampia con dimensioni di costruzione ridotte. In base alle esperienze provenienti dal forum (grazie, Julian Quando un filtro di carta debba essere effettivamente sostituito, si può stimare osservando la sua trasparenza alla luce, tenendolo di fronte al sole: in un filtro nuovo, la luce passa particolarmente chiaramente attraverso le pieghe del cartone, e anche le lamelle lasciano passare un po' di luce. Tuttavia, se un filtro usato non permette più di passare luce o ne permette solo pochissima, dovrebbe essere sostituito. Se, in caso di molta polvere grossolana nel filtro, si potrebbe tentare di migliorare ulteriormente la permeabilità scuotendo l'elemento (spingendolo delicatamente con la superficie esposta all'aria su una superficie liscia) e, di solito, il filtro sarà così intasato di particelle fini che anche dopo lo scuotimento non passerà più la luce -> sostituirlo. Finché un filtro di carta viene controllato e sostituito regolarmente, in base alle condizioni d'uso (ad esempio, quantità di polvere), non causa una perdita di prestazioni significativa né un aumento del consumo. Questo non impedisce però ai fornitori di filtri per l'aria di promuovere... 1. Elementi a piastra (chiamati anche filtri di scambio) Creando aspettative completamente irrealistiche per quanto riguarda le prestazioni, come ad esempio "40% più di flusso d'aria, migliore accelerazione, maggiore velocità massima", e inducendo i clienti a credere che tali miglioramenti siano possibili, ad esempio, sostituendo un filtro di carta non mantenuto da oltre 200.000 km con un filtro nuovo. Wobei un filtro di carta, per le ragioni sopra indicate, avrebbe lo stesso guadagno di prestazioni di un filtro sportivo... I test di Rainer con due filtri standard e un filtro sportivo confermano che i filtri sportivi, almeno nei motori TDI, non apportano miglioramenti significativi all'alimentazione dell'aria del motore.
L'affermazione relativa all'aumento del flusso d'aria deve essere verificata, e per questo è stato misurato il valore del flusso d'aria in un Audi A3 TDI, con codice motore AHF, utilizzando un dispositivo di diagnostica (VAG-COM, ora sistema di diagnostica VCDS, oppure KOBD2Check) nel blocco di misurazione 3 della centralina motore. Inoltre, sono state effettuate 3 misurazioni di accelerazione tra 1800min⁻¹ e 4100min⁻¹ alla terza marcia, registrando anche i valori del flusso d'aria. Per escludere l'influenza del sistema di ricircolo dei gas di scarico, questo è stato temporaneamente disattivato durante la misurazione. Inoltre, l'aria condizionata è stata spenta durante le misurazioni. Il filtro dell'aria del veicolo è stato pulito e poi leggermente spruzzato con olio 15W40 a 6.000 km di distanza. Condizioni di misurazione I veicoli testati Valori misurati a 924 min-1Filtro dell'aria in carta usato, 12.000 km percorsi Poiché i valori misurati presentano una certa variabilità, sono stati effettuati 20 misurazioni in ciascun intervallo di giri.secondo Allora si presenta la seguente situazione: Risultato sorprendente: Il filtro d'aria in carta vecchio mostra i migliori risultati, sia con motore a vuoto, sia con accelerazione completa!
Dati misurati disponibili per il download... Per contrastare la perdita di pressione causata dai raccordi di aspirazione stretti, gli esperti nel campo dei filtri hanno inventato... 2. Filtri aperti (chiamati anche filtri a fungo, ecc.) . Sostituiscono l'intero cassetto del filtro dell'aria, insieme al manicotto di aspirazione, ovvero la causa principale della perdita di pressione nell'area Pmax. In realtà, un approccio sensato, ma purtroppo i filtri aperti aspirano direttamente l'aria dal vano motore. Di conseguenza, l'aria è quasi sempre più calda di quella che sarebbe filtrata con il filtro standard – poiché la sua apertura di aspirazione si trova di solito davanti al radiatore, in un vano motore o in altre zone più fresche. Sulla base di calcoli di correzione effettuati su bancali di prova, si può stabilire la regola empirica secondo la quale motori a benzina perdono l'1% di coppia per ogni aumento di 6°C della temperatura dell'aria aspirata. Perdita di prestazioni. Pertanto, l'aumento della portata che favorisce le prestazioni, in combinazione con i filtri aperti, comporta una perdita di pressione costante a causa dell'aria più calda solo all'alta velocità. Nel range di giri medio e basso e a carico parziale, dietro (puliti) filtri originali, quasi nessun veicolo presenta una perdita di pressione. Pertanto, un filtro aperto non può apportare alcun miglioramento (non è possibile ottenere una perdita inferiore a zero), ma il problema del calore è completamente accentuato – con conseguenze come la perdita di coppia, una risposta peggiore, ecc. Nell'intervallo di giri motore, il bilancio complessivo di pressione e aumento di temperatura dell'aria aspirata, specifico per il veicolo, determina se l'installazione di un filtro a pannello aperto aumenta o diminuisce la potenza del motore. Di migliore efficienza dei filtri aperti si ottiene quindi a regimi elevati e con l'aria più fredda possibile nel vano motore, ovvero con il motore freddo. In altre parole: Il modo più efficace per ottenere la massima performance è aprire completamente i collettori e far accelerare immediatamente il motore a pieno regime fino al limite di giri Anche se, nei TDI modificati con un'elevata sovralimentazione, la riduzione della pressione di aspirazione può essere utile per alleggerire leggermente il compressore da velocità estreme, è importante notare che le temperature di aspirazione più elevate aumentano ulteriormente lo stress termico del motore e del compressore, che sono già significativamente sollecitati Nei TDI senza modifiche, l'effetto principale del filtro aperto nel sistema di aspirazione del motore è quello di ridurre le prestazioni, come descritto, anziché aumentarle. In particolare, nell'area del motore a bassi regimi, la coppia sarà ridotta a causa della minore quantità di iniezione (limitazione delle particelle) rispetto alla versione standard. Quindi, quando si accelera bruscamente (con molta accelerazione), la centralina interrompe l'erogazione del carburante (in ritardo) e supera il limite di inquinamento impostato dal limite di coppia, di conseguenza l'aumento di coppia sarà misurabile in modo più significativo rispetto allo stato originale. Dato che un appassionato di sportfilter, che è anche molto devoto, tende a notare solo cose positive, il peggior avvio nella zona di aspirazione viene semplicemente ignorato e viene percepito solo il rumore più evidente del turbo -> Wow, davvero Per risolvere il problema del calore, i produttori di filtri di solito offrono 2 soluzioni: 1. Parafanghi tra i blocchi motore e il filtro. Per confronto, immagina un ricercatore che utilizza un aspirapolvere per aspirare l'aria in un ambiente riscaldato, sopra una stufa (= il motore caldo). Immer plötzlich afferma l'uomo che l'aria aspirata in realtà è troppo calda (che meraviglia, se aveva inizialmente aspirato aria fredda dall'esterno) e, per risolvere il problema, presenta un pezzo di metallo, che intende montare tra il termosifone e il tubo dell'aspirapolvere. Successivamente, il ricercatore continua a aspirare aria dalla stanza riscaldata, affermando però che la temperatura di aspirazione è ora significativamente inferiore e, di conseguenza, il problema dell'aria calda è stato risolto. Chi crede, sarà benedetto... 2. Sulla fornitura di aria fredda al filtro tramite tubi dovrebbe aspirare aria più ricca di ossigeno. I tubi devono essere installati in modo tale che una estremità sia posizionata accanto al filtro. Apparentemente, i produttori di filtri presumono che i loro prodotti contengano una sorta di intelligenza, che riconosce l'apertura del tubo adiacente e ne assorbe il fluido esclusivamente in quella direzione. Oppure sperano che almeno i loro clienti possano immaginarsi una cosa del genere. In realtà, invece, l'aria calda si accumula in cima a causa della naturale stratificazione termica, intorno al filtro. Quindi, il motore continuerà ad aspirare aria calda, invece di far passare aria fredda attraverso il tubo "verso l'alto". Se si allinea l'apertura dell'ugello in direzione del flusso, il vento può innescare il flusso d'aria fredda desiderato verso il filtro. Tuttavia, il volume d'aria fredda raggiungibile dipende dal cilindrata, dalla velocità del motore, dalla velocità, dal diametro dell'ugello e dal carico del motore, ovvero Il sistema di aspirazione preleva solo una frazione del fabbisogno d'aria del motore, e in più, a seconda dell'orientamento del tubo, una parte dell'aria fredda, precedentemente aspirata e filtrata, può passare inavvertitamente. Ma anche per questo, gli strateghi di filtraggio hanno una soluzione pronta: si forma (metaforicamente parlando) una sfera alla estremità del tubo di aspirazione dell'aria, che racchiude il filtro sportivo, in modo da impedire l'aspirazione di aria calda. Ora viene aspirata solo l'aria esterna fredda - e il lettore attento si accorge che qui è stato semplicemente riproposto il principio noto del filtro a serie
Per poter distinguere questi prodotti dalle versioni standard (e venderli al pubblico con margini di profitto elevati come una rivoluzione nel motorsport), oltre a un design diverso, ricevono anche nomi nuovi che promettono prestazioni, alta tecnologia, dinamismo, ecc. Li chiameremo qui per breve tempo come 3. Boxe per filtri sportivi. Il loro sistema di filtraggio è spesso notevolmente più piccolo rispetto alla serie e può essere riconosciuto solo dall'esterno come una parte più spessa del condotto di aspirazione. Inoltre, offrono solitamente condotti di aspirazione di dimensioni generose e, pertanto, possono effettivamente ottenere un aumento delle prestazioni di diversi % nell'intervallo di giri elevati, se i percorsi di aspirazione originali sono troppo stretti (vedi sopra). Lo stesso effetto, a una frazione dei costi, si può ottenere anche con il filtro a serie, semplicemente allargando i percorsi di aspirazione -> Parte 1 in /viewtopic.php?t=6593 Rimane ancora possibile, come modifica prevedibile, l'estensione del flusso d'aria proveniente da un filtro a sport, a seconda della forma del corpo del filtro, rispetto ai condotti di aspirazione originali. Questo permette di creare, amplificare o modificare gli effetti di risonanza, il che di solito influenzerà anche le caratteristiche percepite delle prestazioni del motore. D.h. in determinate fasce di giri, è disponibile più coppia, mentre in altre fasce di giri, invece, è disponibile meno coppia. I conducenti convinti dei filtri sportivi noteranno nuovamente solo i cambiamenti positivi → vedi il punto 2. Nei motori TDI, è generalmente plausibile che, grazie a risonanze spostate, si possa migliorare il riempimento dei cilindri nella zona a bassi regimi. In questo modo, si potrebbe aumentare la quantità di iniezione grazie all'aumento del limite di polveri, il che, in assenza ancora di pressione di sovralimentazione, migliora la coppia e sposta leggermente la frequenza di funzionamento del compressore verso regimi inferiori. Nel caso migliore, l'accelerazione all'interno del "motore" migliora notevolmente. Ricarica della batteria? Per proteggere il motore e il filtro dell'aria durante le corse in condizioni di pioggia, la maggior parte dei condotti di aspirazione standard sono dotati di prese d'acqua, superfici di deflusso dell'acqua davanti alle prese d'aria, oppure le prese d'aria sono orientate in modo che il flusso del vento faccia passare la maggior parte delle gocce d'acqua. Quando si installano collettori sportivi o si modificano i condotti di aspirazione originali, può essere allettante disporre i condotti di aspirazione in modo che l'apertura di aspirazione sia direttamente esposta al flusso d'aria. A seconda del cilindrata, della velocità di rotazione, della velocità e della sezione dell'apertura di aspirazione, e del carico o della pressione di sovralimentazione del motore, ciò crea una carica a depressione, che nel caso dei motori aspirati migliora il riempimento dei cilindri e, in alcuni casi, può aumentare la potenza di alcune percentuali. Nei motori turbo, l'effetto è più limitato a una leggera riduzione della pressione del compressore. Tuttavia, questo funziona solo se l'intera distanza tra l'ingresso e il motore è completamente sigillata, in modo che la pressione statica, così faticosamente creata, non venga persa. Percorsi di aspirazione sigillati significano, a loro volta, che l'acqua aspirata (ad esempio, a causa della pioggia intensa proveniente dagli schizzi del veicolo che precede) non può più defluire prima di raggiungere il motore e, quindi, entra nel motore non appena il filtro, le superfici interne dei percorsi di aspirazione e, eventualmente, il collettore di aspirazione con l'acqua sigillata sono saturi. Molte LMM sono notoriamente allergiche all'acqua in movimento, il che, in tali condizioni operative, rende prevedibile il loro guasto prematuro. Un guasto al motore è ovviamente più costoso rispetto alla sostituzione di un LMM difettoso: Se l'acqua entra nel condotto di aspirazione, esiste il rischio di un'esplosione d'acqua, una volta che la percentuale di liquido nell'albero motore supera l'inverso della compressione del motore. In un motore a benzina con un rapporto di compressione di 1:11, l'aria viene compressa fino a 1/11 = 9% del volume aspirato. Se il volume di aria che entra nel cilindro contiene più del 9% di acqua, il volume dell'acqua sarà maggiore della camera di combustione, ovvero il pistone si muove verso il punto morto superiore prima di entrare in contatto con l'acqua non comprimibile. Sequenza normale: uno o più alberi motore e/o l'albero motore si piegano, e il motore ha solo valore di rottame. Anche con il diesel a iniezione diretta, un contenuto di acqua di circa il 5% nel volume totale del cilindro è sufficiente per causare un'esplosione d'acqua. Quando si tratta di motori con compressori posizionati in serie (turbocompressori, compressori . . .) la situazione è ancora più critica. Consideriamo un motore diesel con un rapporto di compressione di 1:20, una pressione di sovralimentazione di 1 bar e una percentuale di 3% di acqua nell'aria aspirata. L'acqua occupa già il 6% del volume dell'aria aspirata dietro al compressore, poiché le gocce d'acqua non possono essere compresse. Dato che il volume della camera di combustione rappresenta solo il 5% del volume totale, l'iniezione d'acqua è prevedibile. Tuttavia, il colpo di tosse di solito non si verifica subito dopo aver bevuto. Nel filtro, sulle pareti interne dei condotti di aspirazione e, se necessario, nel LLK, può accumularsi inizialmente una certa quantità di acqua, il che equivale a un periodo di grazia per il motore. Solo quando queste aree sono "riempite" con acqua, viene rilasciato il prossimo getto d'acqua sufficientemente potente, che danneggia il motore. In questo caso, i filtri sportivi a elevata porosità possono far passare l'acqua più velocemente e, in situazioni estreme, possono danneggiare il motore, mentre un filtro in carta originale può regolare ancora il flusso dell'acqua in modo adeguato e salvare il motore. Effetti collaterali Trafiltri sportivi includono, tra gli altri, quelli prodotti da . Hopa, in relazione a problemi legati a LMM, purtroppo il documento non è più disponibile online. Ecco un riassunto dei punti principali (il problema dell'acqua nei LMM è già stato menzionato sopra): A. I filtri sportivi, indipendentemente dalla loro forma, spesso hanno un'efficacia di filtrazione inferiore (a causa di pori più grandi) rispetto ai filtri originali e, di conseguenza, lasciano entrare più sporco nel motore. Come soluzione comune, gli elementi filtranti vengono imbevuti d'olio, che a sua volta può essere aspirato dall'aria sotto forma di nebbia. Se l'olio del filtro si deposita sulla membrana di misurazione di un LMM a film caldo, i suoi valori di misurazione diminuiscono, il che, prima o poi, porta a una riduzione della quantità di iniezione, causando perdita di potenza e, eventualmente, a scatti e/o altri malfunzionamenti. B. Inoltre, l'installazione di un filtro a pannello aperto o di una scatola filtro sportiva può alterare il profilo del flusso nel sistema di scarico, causando così la rilevazione di una quantità di aria aspirata insufficiente o eccessiva, il che a sua volta compromette la gestione del motore. Possibili conseguenze: perdita di potenza, funzionamento irregolare o (nei motori diesel) aumento del fumo. C. Poiché Hopa si occupa esclusivamente della messa a punto di motori diesel, il link manca della seguente tematica: Molte auto a benzina sono dotate di un sistema di controllo della temperatura di aspirazione (l'aria calda e l'aria fredda aspirate sopra il collettore di scarico vengono miscelate a seconda dello stato di funzionamento del motore), che ha lo scopo di ottimizzare il funzionamento e/o i valori delle emissioni. Durante l'installazione di un filtro aperto o di una scatola filtro sportiva, è necessario rimuovere necessariamente questo componente, con le conseguenze appropriate. 4. Conclusione I filtri aperti e a pannello, dal punto di vista tecnico, presentano in sostanza solo svantaggi rispetto alle costruzioni tradizionali a flusso d'aria. Se espandendo la presa d'aria, spesso un po' stretta nei filtri sportivi, il motore (anche dopo una messa a punto) riceve sempre abbastanza aria, che è anche pulita e fresca – quindi, più di quanto la maggior parte dei filtri sportivi possa offrire. Il vero valore pratico dei filtri sportivi aperti e a plate, risiede principalmente negli effetti scenici come il rumore di aspirazione più forte nei motori a benzina, l'immagine aggiuntiva all'interno del motore e il profitto per i produttori e i rivenditori. Significativi miglioramenti delle prestazioni grazie semplicemente alla sostituzione dei filtri originali con filtri sportivi, come promesso regolarmente dalle pubblicità del settore con -> Funzionalità "Hokuspokus" come condotti d'aria intricati nel filtro (ogni svolta, vortice o "accelerazione" d'aria interna nel percorso di aspirazione consuma energia, il che si traduce in una minore densità d'aria, che a sua volta riduce le prestazioni del motore!) -> descrizioni fuorvianti -> termini vuaggettari come dinamico, potente, ottimizzato, ecc. Si suggerisce che sia praticamente impossibile, a meno che l'impianto di filtraggio originale non sia una completa progettazione difettosa con sezioni trasversali di flusso eccessivamente strette e/o condotti d'aria inutilmente intricati. Solo nelle box per filtri sportivi, la situazione appare leggermente diversa: se correttamente progettate (ovvero, senza acceleratori interni o altre "magie"), possono effettivamente portare a piccoli guadagni di potenza puntuali, oltre all'effetto visivo, a seconda dell'interazione con il motore. Nel valutare l'economicità (ad esempio, l'utilizzo di più filtri sportivi riutilizzabili invece di molti filtri di carta usa e getta), non solo i prezzi dei filtri sportivi e di carta, ma anche i costi dell'olio del filtro, del liquido di pulizia e, se necessario, dello smaltimento del liquido di pulizia usato, dovrebbero essere presi in considerazione - e, in ultima analisi, se si è disposti a "fare il lavoro sporco" della pulizia del filtro. Autori: Ulf e Rainer ![]() Ultima modifica il 19-08-2023, 17:26, modificato 12 volte in totale. |
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