Riduzione della compressione con pistoni

Ciao,

Sto pensando a come poter far funzionare il mio motore AFN con una pressione di sovralimentazione di 1,5 bar o superiore . Sono giunto alla conclusione che non c'è modo di ottenere questo risultato senza ridurre il rapporto di compressione. Non voglio usare una piastra di riduzione, perché temo che ciò modifichi la posizione degli iniettori rispetto alla camera di combustione. Perché non si potrebbero semplicemente girare i pistoni? Sono rivestiti in qualche modo particolare? Ho colpito un vecchio pistone con un cacciavite economico e ho lasciato delle vere e proprie voragini. La superficie non sembra essere particolarmente dura. Oppure, il rivestimento serve a proteggere dal calore? Qualcuno ha esperienza in merito?

Saluti,

Maciek.

Ciao Maciek!

Si tratta di pistoni in alluminio, quindi non stupitevi se, con un cacciavite (in acciaio cromo-vanadio), potete facilmente lasciare dei graffi.
I rivestimenti servono principalmente come "protezione contro l'usura", poiché lo stress meccanico sul fondo del pistone è relativamente basso. Stress meccanici molto più elevati si verificano nella zona del perno del pistone.

Oltre a una guarnizione della testata più spessa, una depressione più ampia nel pistone o un pistone complessivamente più corto potrebbero contribuire a ridurre il rapporto di compressione. Potresti tagliare a metà il tuo vecchio pistone per esaminare lo spessore della parete nella parte inferiore del pistone (anche la distanza da un eventuale condotto di raffreddamento dell'olio!).
Forse si potrebbe ridurre il ponte di accensione di qualche decimo di millimetro, o addirittura di un millimetro intero. Tuttavia, il problema è che nella zona tagliata manca il rivestimento. Non modificherei la geometria delle cavità, poiché questa è di particolare importanza per la combustione.

Saluti.
Alex.

Ciao Alex,

Ritengo che una leggera 'lavorazione' della superficie superiore del pistone (massimo 0,5 mm) dovrebbe essere sufficiente per ridurre il rapporto di compressione a 17,5. In alternativa, si potrebbero fresare le sedi delle valvole in modo più profondo. Non so quale delle due opzioni sia migliore. Non voglio modificare la camera di combustione. La mia preoccupazione principale è che il pistone possa fondere. Per quanto ne so, nelle auto a benzina le sedi delle valvole vengono spesso lavorate. Le temperature in un motore a benzina non sono più alte? Sarei grato di ricevere opinioni al riguardo.

Saluti,

Maciek.

Ecco cosa mi viene in mente. La lavorazione della testata è anch'essa una cosa comune nei motori TDI. Questa superficie fa parte, in parte, della camera di combustione ed è soggetta ad alte temperature e pressioni. Non dovrebbe essere possibile applicare lo stesso trattamento anche ai pistoni?

Saluti,

Maciek.

Ciao Maciek!

È un'opinione diffusa che le temperature nella camera di combustione dei motori a benzina siano più alte rispetto ai motori diesel. No, è esattamente il contrario!
Solo la temperatura dei gas di scarico è più alta nei motori a benzina, perché il gas si espande meno (rapporto di compressione inferiore). In generale, tuttavia, un pistone diesel è sottoposto a un carico termico molto maggiore. Per questo motivo, i motori TDI sono dotati, di serie, di iniettori dell'olio sui bielle, che spruzzano olio sul fondo del pistone per il raffreddamento .

La tua idea di progettare i pistoni o di rifinire le sedi delle valvole sembra fattibile. Forse un pistone rielaborato in quelle stesse superfici potrebbe essere ricomposto con un nuovo rivestimento. In questo modo, non dovrebbero esserci problemi.
Tuttavia, dovrebbe funzionare altrettanto bene, poiché la zona più soggetta a stress termico è la cavità del pistone.
I tuoi risultati mi interesserebbero moltissimo!

Buona fortuna.

Saluti.
Alex.

Ciao.

Avevo anche io questa idea, ma al momento mi accontento di una pressione di sovralimentazione inferiore, perché non voglio aprire il motore.

Per quanto ne so, esistono guarnizioni della testa con diverse resistenze, e il problema della posizione degli iniettori avrei cercato di risolverlo utilizzando anelli di tenuta più sottili. Questi hanno comunque 2 mm di spessore; 1 mm dovrebbero essere sufficienti per garantire la tenuta. In base a quello che ho misurato quando ho rimosso l'iniettore, si possono lasciare gli iniettori ancora un po' più in profondità nella camera di combustione e sul fondo del pistone, senza che tocchino. In questo modo, si potrebbe anche attenuare il problema dello 'spruzzo dietro al pistone' dovuto a un tempo di iniezione troppo lungo.

Inoltre, è probabile che si ottenga un beneficio maggiore in termini di affidabilità se, nelle centraline di tuning 'potenti', si ritarda il punto di iniezione, tenendo conto delle massime pressioni.
Il problema non è la pressione di sovralimentazione assoluta, ma la pressione di picco che deriva dalla combinazione di pressione di sovralimentazione, compressione, quantità di iniezione e fasatura dell'iniezione. Se si riduce uno di questi fattori, la situazione migliora notevolmente.

Sì, esattamente, si tratta delle pressioni di picco. Queste non solo danneggiano il sistema di iniezione common rail, ma anche altri componenti nel tempo. Mi chiedevo come facessero i vecchi motori diesel a camera di vortice, che hanno una compressione molto più alta, a resistere fino a 1,4 bar. La spiegazione è un diverso sistema di iniezione. Grazie al breve tempo di iniezione di una quantità relativamente elevata di gasolio nei motori a iniezione diretta (DI), le pressioni di picco sono così alte. Non voglio spostare ulteriormente l'inizio dell'iniezione prima del punto morto superiore (PMS) e quindi utilizzare iniettori più grandi. Tuttavia, il problema rimane con aumenti di quantità maggiori. I pistoni sono sottoposti a un trattamento di anodizzazione dura. Non so ancora se sia possibile applicare questo processo anche alle aree lavorate in un secondo momento. C'è un certo rischio coinvolto.


Saluti,

Maciek.

Un'ultima riflessione: perché non fresare una rientranza nell'albero motore?
Sono previste nuove guarnizioni delle testate e non è prevista una nuova rettifica. In realtà, non serve molto per ridurre la pressione. Un danno alla testata sarebbe più gestibile rispetto alla rottura dei pistoni. Qualcuno ha un disegno tecnico della testata di un motore TDI?

Saluti,

Maciek.

Ciao,
due considerazioni fondamentali:
- Il pistone, in particolare la cavità e il bordo affilato che la delimita, viene anodizzato per aumentare la resistenza al calore. In questa zona, non utilizzerei alcun utensile.
Le rientranze nella testa o nel pistone non dovrebbero alterare le condizioni di flusso se sono posizionate nell'area della cavità del pistone. Un aspetto fondamentale nello sviluppo del primo motore TDI era la riduzione degli spazi morti parassiti. Pertanto, l'unica area in cui queste rientranze potrebbero essere posizionate senza problemi è nella parte superiore della cavità del pistone. In alternativa, si potrebbe cercare di utilizzare pistoni diversi, che si adattino casualmente.

Ciao,

Rieloxare un fondo di pistone già lavorato non è effettivamente un problema. Si può fare presso un'azienda specializzata in galvanotecnica, oppure, se necessario, anche da soli.

Cordiali saluti.
Christian.

chris11 ha scritto:

Rieloxare un fondo di pistone già lavorato non è effettivamente un problema.

In linea di principio, no. Tuttavia, è importante sapere come si è proceduto presso il produttore originale. Non conosco molto bene questo settore, ma immagino che si possano ottenere risultati diversi, almeno per quanto riguarda lo spessore dello strato.

Mmm, prima di continuare a diluire ulteriormente i pistoni, che sono già soggetti a usura, suggerirei di optare per bielle più corte o un albero motore con una corsa più breve. Il motore deve essere comunque smontato, quindi ritengo che la soluzione dell'albero motore sia la più pratica.
La soluzione più semplice è inserire una lamiera tra due guarnizioni della testata.

Lascerò i pistoni così come sono. Invece, la testata del cilindro verrà lavorata. Per ridurre il rapporto di compressione da 19.5 a 17.5, il volume della camera di combustione deve aumentare di 0.62 mm. Si può realizzare una rientranza (o due) con il volume appropriato nella testata, oppure si può asportare circolarmente 0.62 mm in tutta l'area della camera di combustione e rettificare o, se possibile, ribassare le valvole. Devo ancora parlarne con un esperto. Se tutto va bene, dovrei avere le prime esperienze tra due settimane.

Saluti,

Maciek.