Kurzstrecken im Winter...wie am besten fahren?!? | Messaggi 32+

Wolfgang, syncro16 ha scritto:

Nella pratica, la diminuzione della temperatura sarebbe naturalmente minima; tuttavia, la considerazione mostra che la maggior parte dell'energia di frenata del motore (differenza tra E1 e E2) viene reindirizzata al motore e non allo scarico! L'energia liberata durante la discesa può essere considerevole, soprattutto in un autobus di 2,5 tonnellate come il mio. L'impianto frenante si surriscalderebbe sicuramente se dovesse assorbire tutta questa energia. Ciao. Wolfgang

Ciao,

Calcola la quantità di aria al minuto che viene aspirata dal motore.

Senza pressione di sovralimentazione a 3000 giri/min, circa 2800 litri al minuto (macchina da 1,9 litri, riempimento al 100%).
Con un calore specifico di 1,29 J/g per l'aria e una densità di 1,2 kg/m³, si ottengono circa 72 W per grado di aumento della temperatura.
Considerando una differenza di temperatura di +60 gradi tra l'aria in uscita e l'aria in entrata, circa 4,3 kW di potenza termica vengono dispersi nello scarico.
Qual è la dimensione tipica di un grande riscaldatore diesel?

Cordiali saluti.
Christian.

Ciao Chris,

Come fai a ottenere 60°C? Il motore è freddo, almeno all'inizio.
Wenn ich ein 10% Gefälle mit 36km/h hinabfahre, dann entspricht das 1m/s Fallgeschwindigkeit und es werden 25kN x 1m/s = 25kW Leistung aus der potentiellen Energie frei. Dove vanno?
Il riscaldamento del motore dovuto alla frenata motore non è un effetto trascurabile; può raggiungere la temperatura di esercizio. Certo, una parte del calore viene poi dispersa attraverso lo scarico, e si stabilisce un equilibrio, ma questo equilibrio può essere elevato a seconda delle condizioni specifiche.

Ciao.
Wolfgang.

Ciao chris,

Come fai a ottenere 60°C? Il motore è freddo, almeno all'inizio.
Wenn ich ein 10% Gefälle mit 36km/h hinabfahre, dann entspricht das 1m/s Fallgeschwindigkeit und es werden 25kN x 1m/s = 25kW Leistung aus der potentiellen Energie frei. Dove vanno?
Il riscaldamento del motore dovuto alla frenata motore non è un effetto trascurabile; può raggiungere la temperatura di esercizio. Certo, una parte del calore viene poi dispersa attraverso lo scarico, e si stabilisce un equilibrio, ma questo equilibrio può essere elevato a seconda delle condizioni specifiche.

Ciao.
Wolfgang

Ciao,
Non credo che il motore possa raggiungere la temperatura di esercizio corretta scendendo in discesa a 36 km/h!
L'aria fredda aspirata viene riscaldata durante la compressione, e sicuramente una parte del calore viene trasferita al blocco motore; tuttavia, durante il normale funzionamento del motore, la temperatura è significativamente più alta e rimane elevata per un periodo di tempo più lungo!
Durante il funzionamento a spinta, l'aria si raffredda durante la fase di espansione e, alla fine, assorbirà sicuramente calore dal blocco motore.
Negativamente, inoltre, il fatto che una parte dell'aria sia entrata nel carter motore e, durante la fase di espansione, non venga espulsa, causando un raffreddamento dell'aria stessa rispetto all'inizio del processo.
È probabile che le perdite di attrito si trasferiscano alla temperatura dell'olio motore e si disperdano nel sottovaso.
Consideriamo inizialmente il caso di un motore completamente freddo.
Cordiali saluti.
Günther.

Ciao Günther,

Quindi, non credo che il motore possa raggiungere la temperatura di esercizio con una discesa a 36 km/h!!

Questa è la mia esperienza pratica. È importante avere una pendenza adeguata e un peso del veicolo 'appropriato'. I miei 2,5 tonnellate, abbinati al piccolo motore AFN, sono sicuramente d'aiuto in questo. Una velocità più alta è piuttosto controproducente, perché in quel caso troppa energia viene spesa per la resistenza al rotolamento e la resistenza dell'aria.

Inoltre, un effetto negativo è dato dal fatto che una parte dell'aria è entrata nel carter motore e non viene espulsa durante la fase di scarico, il che fa sì che l'aria diventi addirittura più fredda rispetto all'inizio.

Credo che queste perdite contribuiscano maggiormente al riscaldamento, poiché rallentano inevitabilmente l'albero motore e l'energia persa viene convertita in calore all'interno del motore, soprattutto considerando che, come hai giustamente scritto, i gas di scarico tendono a raffreddarsi.

Ciao.
Wolfgang.

@Wolfgang:

Ho corretto il mio commento di conseguenza. Naturalmente, la mia affermazione si riferiva al motore caldo, che si raffredda durante la marcia in folle.
Le tue osservazioni riguardo al motore freddo che si riscalda nelle discese sono sicuramente corrette, poiché in queste condizioni si verifica una differenza di temperatura tra la camera di combustione e il blocco motore/testata (vedi: il mio precedente intervento in questa discussione).
Tuttavia, mi risulta difficile credere che tu riesca a raggiungere la temperatura di esercizio (min. 80°C) solo con il funzionamento a vuoto. Penso piuttosto che si stabilizzi un valore intorno ai 50-70°C. Hai mai letto il sensore di temperatura con VAG-COM, oppure il tuo sistema di controllo del motore non ha una funzione di plateau?

@Ulf:
L'efficienza meccanica dei motori a pistoni varia generalmente tra l'80% e l'85%, il che significa che una notevole quantità di calore viene dissipata a causa dell'attrito.
Tuttavia, questa indicazione di efficienza si riferisce probabilmente (chi lo sa meglio?) al punto di funzionamento alla velocità nominale e alla potenza nominale.
A carico parziale, l'efficienza meccanica è sicuramente inferiore, poiché l'attrito è solo parzialmente dipendente dal carico. L'attrito nei cuscinetti principali e nei bielle è praticamente solo attrito viscoso, quindi proporzionale alla velocità di rotazione e proporzionale alla temperatura dell'olio. In questo caso, anche il carico sui cuscinetti gioca un ruolo importante, poiché, a seconda del carico, si forma uno strato di lubrificazione di diversa altezza.
L'attrito degli anelli del pistone è praticamente indipendente dal carico durante le fasi di aspirazione e scarico. Durante la fase di compressione, la pressione di carica attuale gioca un ruolo importante, mentre durante la fase di lavoro, la pressione massima di accensione e l'andamento della pressione durante l'espansione sono fondamentali.
L'attrito nell'azionamento della valvola è praticamente indipendente dal carico e dipende fortemente dalla viscosità dell'olio.
Capisci che, senza conoscenze dettagliate e misurazioni precise, non è possibile fare affermazioni accurate.

Ecco una stima approssimativa: partiamo da questo punto di funzionamento, considerando una condizione di carico medio: n = 2000 giri/min, M = 120 Nm, P = 25 kW.

Con un presunto rendimento meccanico dell'80%, si genererebbero 6,25 kW di potenza di attrito nel motore.
Con un presunto rendimento parziale del 32%, la combustione fornirebbe circa 78 kW. Di questi, 25 kW + 6,25 kW = 31,25 kW sarebbero effettivamente utilizzati per alimentare il sistema KW.
I restanti circa 47 kW vengono persi in parte attraverso lo scarico e in parte a causa della dissipazione di calore nel cilindro/nel blocco motore.
Confrontando le prestazioni, si nota rapidamente che il riscaldamento con una velocità di rotazione più bassa e un carico leggermente superiore avviene più velocemente rispetto al contrario.
L'aumento della potenza termica ottenuto aumentando la velocità è minimo, mentre l'aumento dell'apporto energetico dovuto alla diminuzione dell'efficienza ha un impatto maggiore. Tuttavia, l'influenza più significativa è data dalla distribuzione delle perdite di calore tra i gas di scarico e il blocco motore/testata.
La mia ipotesi è ora che, con un carico maggiore, si verifichi uno spostamento significativo della quota a favore del blocco, il che provoca un riscaldamento più rapido.

Nel caso di Wolfgang, si verifica solo l'attrito puro nel motore a freddo e senza carico. A 3000 giri al minuto e con il motore freddo (alta viscosità dell'olio), possono facilmente generarsi 5-6 kW di potenza termica, che durante una lunga discesa possono riscaldare lentamente ma costantemente il motore, almeno fino a quando l'effetto pompa di calore nella camera di combustione non crea un equilibrio tra il calore di attrito immesso e il calore dei gas di scarico dissipato.

Saluti.
Alex.

donalexo ha scritto:

L'efficienza meccanica dei motori a pistoni alternativi si colloca generalmente tra l'80% e l'85%.

Ciao Alex,

grazie, un contributo bello e, secondo me, che sembra plausibile .

Finora, a quanto mi risulta, non è mai stato scritto nulla di così approfondito sulle bilance termiche nei motori.

Qual è la potenza termica effettiva dell'impianto di riscaldamento?

Di solito, spengo il riscaldamento finché il liquido di raffreddamento non raggiunge i 90°C, secondo l'indicatore. Senza riscaldamento, questo processo è molto più veloce. Durante la discesa, la temperatura scende solo se il riscaldamento è acceso. Senza riscaldamento, invece, la temperatura non aumenta.

Qual è, in realtà, la potenza termica dell'impianto di riscaldamento?

Durante una recente discesa dalla Wasserkuppe (-4°C, neve), il riscaldatore ausiliario da 5 kW non è stato sufficiente a mantenere la temperatura dell'acqua (il climatizzatore era impostato a 25°C).

Direi che 5-10 kW sono sicuramente possibili, considerando le differenze di temperatura che l'impianto di riscaldamento deve gestire.

Mi interesserebbero anche informazioni più dettagliate...

Ciao Gremlin.

ora il percorso giornaliero è di 1 km in piano, 3 km in discesa e 2 km in città.
Ora sto pensando a come percorrere al meglio questo breve tratto di strada, in modo che il motore e l'olio non siano eccessivamente danneggiati dalle brevi percorrenze.

Che ne dici di andare in bicicletta? Voglio dire, 6 km non sono poi così tanti, a meno che tu non abbia problemi di salute. Inoltre, in bicicletta sicuramente troverai scorciatoie e percorsi alternativi che non sono accessibili in auto. E i tuoi polmoni apprezzeranno sicuramente l'aria fresca, la circolazione sanguigna sarà stimolata e non ingrasserai...

Ehm, in linea di principio, sì, ma io sono vestito con un abito perché lavoro in una banca .

donalexo ha scritto:

Ecco solo una stima approssimativa: Partiamo da questo punto di funzionamento, considerando una teillast media: n=2000 1/min, M=120 Nm, P=25 kW. Con un presunto rendimento meccanico dell'80%, si genererebbero 6,25 kW di potenza di attrito nel motore. Con un presunto rendimento parziale del 32%, la combustione fornirebbe circa 78 kW. Di questi, 25 kW + 6,25 kW = 31,25 kW sarebbero effettivamente utilizzati per alimentare il sistema KW. Saluti. Alex

Ciao,

Con una potenza termica di 78 kW, si consumano circa 7,4 litri di gasolio all'ora (potere calorifico di 10,57 kWh/litro). Questo valore è corretto per la velocità in autostrada. Per un traffico misto urbano/extraurbano, stimerei invece circa la metà, dato che la velocità media dovrebbe essere di circa 50 km/h.

Cordiali saluti.
Christian.

@chris11:

Con la tua osservazione, hai sicuramente ragione, perché 25 kW (potenza media a carico parziale) non sono necessari per viaggiare a 50 o 80 km/h in piano. In quel caso, una potenza utile di 8-10 kW è più che sufficiente. Questo corrisponde a un punto di funzionamento con un carico parziale relativamente basso .

Quando si opera a carico parziale, è ancora più importante scegliere il punto di funzionamento corretto, poiché anche il calore che altrimenti andrebbe perso dovrebbe essere utilizzato, almeno in parte, per il riscaldamento.

Saluti.
Alex.

Ciao a tutti,

Nei giorni in cui non ero online, sembra che si sia sviluppata una discussione molto ampia, con numerosi contributi teorici e resoconti pratici.
Bello per il nostro forum!

Dopo aver letto a lungo, ho anche scoperto che le mie affermazioni, sebbene 'non da esperti ', non erano totalmente sbagliate. È un peccato che, in parte, abbia dovuto chiarire i dettagli delle mie ipotesi con un tono duro. Certamente, la mia descrizione, non da esperto (non sono un teorico, ma più un pratico), ha contribuito al fatto che fossi a volte frainteso.
Come detto, è un peccato per me, ma è molto positivo e utile per il forum.

I contributi di ulf, danalexo e wolfgang, syncro 16 li trovo logici e comprensibili. La teoria è supportata, tra l'altro, da esperienze pratiche.
Anche il seguente link mi ha aiutato a capire meglio i processi termodinamici nel motore a combustione interna. Forse potrebbe essere interessante anche per altri.
http://web.uni-frankfurt.de/fb13/iap/lehre/V_Energie_5.pdf

Saluti, Georg.

Allora, vorrei anche io dare la mia opinione...

Più bassa è la velocità di rotazione, maggiore è il tempo a disposizione durante la fase di compressione per l'aria compressa per cedere calore attraverso la parete del cilindro. Questo arriva al punto che la pressione massima si raggiunge già 1° prima del punto morto superiore. Quando viene iniettato il carburante, l'espansione lenta a basse velocità fa sì che anche una maggiore parte del calore di combustione venga persa attraverso la parete del cilindro. Inoltre, a basse velocità, per generare la stessa potenza, è necessario un momento maggiore e, di conseguenza, una maggiore quantità di carburante iniettato, il che aumenta le temperature all'interno del cilindro, amplificando ulteriormente la perdita di calore. Inoltre, la quantità di gasolio iniettato per ogni quantità di aria fredda aspirata è maggiore, escludendo la pressione di sovralimentazione. Pertanto, consiglio di utilizzare basse velocità di rotazione per riscaldare il motore.

Durante la fase di scarico, è importante non trascurare le perdite di flusso. L'aria, costretta a passare attraverso i condotti e le fessure delle valvole, genera una notevole frizione, paragonabile a quella meccanica. Questo provoca il riscaldamento sia dell'aria che del motore, con il risultato che l'aria in uscita è effettivamente più calda.