Teoria sulla perdita di prestazioni graduale nei motori TDI

Ciao a tutti gli appassionati di meccanica,

Ho recentemente parlato con un esperto di motori diesel, e abbiamo discusso della graduale perdita di potenza che si verifica nei motori TDI.
Durante la conversazione, ci siamo poi soffermati su un approccio particolarmente interessante:

Le depositi sulle valvole di aspirazione contribuiscono alla perdita di potenza dovuta all'usura?
È un dato di fatto che, ad esempio nei motori TDI, a causa delle guarnizioni dell'albero motore del turbocompressore, del sistema EGR e del sistema di ricircolo dei gas di scarico che non sigillano perfettamente, e alla fine anche a causa del carburante, si formano nel tempo depositi sulle valvole di aspirazione.
Questi depositi alterano le condizioni di flusso "attraverso il tubo centrale nei compartimenti di combustione" e influenzano così il riempimento e la formazione della miscela.
Considerando che anche piccole modifiche possono avere un grande impatto in quel contesto, le perdite di prestazioni potrebbero essere causate, almeno in parte, da tali modifiche.
Cosa ne pensate? Avete mai avuto la possibilità di verificare qualcosa di simile in diretta?

È molto possibile, come molte altre cose. Pertanto, può essere considerata una possibilità isolata, ma ne derivano diversi problemi. L'età di un macchinario è sempre un fattore negativo. La compressione diminuirà leggermente, causando perdite di efficienza; il turbocompressore (e tutte le tubazioni per l'aria di sovralimentazione) presentano perdite; gli iniettori si usurano; le pompe subiscono fenomeni di invecchiamento.

Finora non ho riscontrato depositi eccessivi sulle valvole, anche se i canali che le alimentano erano precedentemente ostruiti da depositi. Tuttavia, in questa zona, qualsiasi "corpo estraneo" può avere un impatto significativo.

Zak1976 ha scritto:

Le depositi sulle valvole di aspirazione contribuiscono alla perdita di potenza graduale? È un dato di fatto che, ad esempio, nei motori TDI, a causa delle guarnizioni dell'albero motore del turbocompressore, del sistema EGR e del catalizzatore ossidativo (e, in ultima analisi, anche a causa del carburante), nel tempo si formano sempre depositi sulle valvole di aspirazione.

Hm, quali depositi specifici dovrebbero formarsi esternamente sulle valvole di aspirazione?
È chiaro che si tratta di una melma oleosa e nerastra causata dal sistema di ricircolo dei gas di scarico. Ma si deposita in tutta l'area dietro alla valvola EGR e, a mio parere, quindi non può essere considerata un problema specifico della valvola.

Grazie al principio del motore diesel, il carburante non entra in contatto con la superficie delle valvole e, di conseguenza, non può formare depositi in quella zona.

I residui diretti della combustione dovrebbero essere presenti solo nella parte inferiore della valvola, ma in quella zona il flusso d'aria è già interrotto e turbolento, quindi qualche sottile strato di sporco non fa molta differenza.

Ciao!
I depositi sulle valvole rappresentano un ottimo punto di partenza. E sì, secondo me, possono essere solo causati dalla miscela di vapori dell'olio e gas di scarico (AGR), oppure da olio che si carbonizza a causa di guarnizioni dell'albero danneggiate, come nei vecchi motori 102 e 103 della DB. Tuttavia, è importante considerare che le valvole di aspirazione, a differenza dei condotti e del collettore di aspirazione, sono esposte a temperature diverse, e questo può far sì che i depositi si incrostino molto. Nel mio AFN, ad esempio, ho disattivato l'AGR subito dopo l'acquisto, a 110.000 km, scollegando i tubi del vuoto. Il collettore di aspirazione e i condotti erano puliti, ma sulle valvole c'erano depositi spessi fino a 5 mm, anche a 180.000 km. Le prestazioni dopo la riparazione della testata sono completamente diverse rispetto a prima. Per chiunque abbia già osservato attentamente i condotti di aspirazione di un motore TDI, è logico pensare che le deposizioni che si formano alterino completamente la turbolenza dell'aria fresca.
Saluti,
Dominique.

D. Kurz ha scritto:

È importante considerare che le valvole di aspirazione, a differenza dei condotti e del collettore di aspirazione, sono esposte a una temperatura completamente diversa e che il deposito può quindi formarsi in modo più consistente.

Ecco come si presenta un problema specifico della valvola: oppure, questo problema rimane quando la "massa più morbida" circostante viene rimossa.

Sì, esatto. Ho potuto constatare di persona che, dopo aver rettificato le valvole, ho anche rimosso i depositi di circa 2 mm presenti sulla superficie delle valvole utilizzando una smerigliatrice da banco e carta vetrata a grana 120. Il comportamento in termini di prestazioni è stato notevolmente migliore rispetto a prima. Naturalmente, sorgevole quanto i depositi, che ora non sono più presenti, abbiano contribuito al problema, dato che 4 delle valvole non sigillavano più correttamente.

@ Ulf
Intendevo riferirmi alla percentuale di carburante presente nei gas di scarico, e ho espresso il concetto in modo errato e ridondante.

È molto interessante saperne di più, anche se penso che in pochi conoscano a fondo la fluidodinamica (anche se forse ci sono diverse persone in questo forum). Ho personalmente avuto esperienza e ho constatato che le condizioni di flusso e il "vortice" con cui questo fenomeno si manifesta possono ridurre o aumentare significativamente le prestazioni; nel mio caso, ho potuto osservarlo all'ingresso del compressore, prima del turbocompressore.
Se dato che è così cruciale in quel contesto, è probabile che lo sia altrettanto quando si entra nella zona critica.

Ciao!
Non sono un esperto di fluidodinamica o di argomenti simili, ma ho assimilato un po' di teoria e ho letto articoli e libri specializzati. Mi pare di ricordare che il vortice previsto nei motori TDI dovrebbe essere simile a quello utilizzato nel metodo MAN per la misurazione delle emissioni. L'obiettivo è influenzare l'aria fresca in modo che, anche dopo la fine della fase di compressione, continui a muoversi in modo circolare nella camera di combustione, favorendo una migliore miscelazione con il carburante iniettato. L'obiettivo di tutto questo è, ovviamente, ottenere una combustione migliore, più completa e, di conseguenza, molto più efficiente.
Se dato che ora c'è un grosso accumulo di coke sul disco della valvola (che, almeno nelle immagini che ho visto, sembra avere un ruolo importante nel raggiungimento della combustione ottimale), ritengo plausibile che questo possa avere un impatto negativo.
Saluti,
Dominique.

Ciao,
Per me, sorge la domanda se le cause ipotizzate qui per il problema alla valvola potessero essere messe in relazione, da un tecnico specializzato, con ugelli usurati o con un malfunzionamento del sistema di controllo della valvola (VEP).
Certo, i migliori meccanici sapranno quali interventi di riparazione comportano un determinato guadagno (o perdita) di prestazioni.
Non capisco bene perché questi depositi si formino solo sulla valvola, e non, ad esempio, in modo massiccio sul pistone e sugli anelli del pistone. È perché vengono bruciati lì? Oppure perché lì (sulle fasce) entra direttamente l'olio motore?
haithamina

La superficie delle valvole di aspirazione presenta un profilo termico completamente diverso rispetto al resto della camera di combustione, poiché viene raffreddata dall'aria fresca in entrata. Le temperature direttamente sulla superficie del pistone sono più elevate. Anche in questo caso si formano depositi, ma questi sono significativamente inferiori e derivano direttamente dai residui di combustione. Normalmente, in condizioni operative normali, una quantità estremamente ridotta di olio dovrebbe raggiungere la parte superiore dei pistoni.

Ciao,
C'è una certa contraddizione (?) con l'affermazione seguente.

D. Kurz ha scritto:

È importante considerare che le valvole di aspirazione, a differenza dei condotti e del collettore di aspirazione, sono esposte a una temperatura completamente diversa e che il deposito può quindi formarsi in modo più consistente. Nel mio motore AFN, ad esempio, ho disattivato il sistema EGR subito dopo l'acquisto, a 110.000 km, scollegando i tubi del vuoto. Il collettore di aspirazione e i condotti erano puliti, tuttavia sulle valvole erano presenti depositi di spessore fino a 5 mm, anche a 180.000 km. Saluti, Dominique

e in quel caso, la temperatura delle valvole di aspirazione sarebbe più alta rispetto al collettore di aspirazione e ai condotti, ma inferiore a quella del pistone, e si formerebbero solo sulla valvola grandi quantità di depositi.
e
Normalmente, una piccola quantità di olio non dovrebbe raggiungere i pistoni, le valvole, il collettore di aspirazione, ecc. Grazie al turbocompressore e al sistema EGR, solitamente una quantità "sufficiente" di olio e fuliggine raggiunge i componenti menzionati.

Per me, sarebbe comunque fondamentale avere la valutazione di un professionista su quanto le incrostazioni sulle valvole siano rilevanti rispetto ai vecchi iniettori e ai sistemi di controllo delle valvole.
haithamina

haithamina ha scritto:

In questo caso, la temperatura delle valvole di aspirazione è più alta rispetto al collettore di aspirazione e ai condotti, ma inferiore a quella del pistone, e si formano SOLO sulla valvola grandi quantità di depositi.

No, ma: la melma dell'AGR si deposita correttamente solo sulla parte posteriore della valvola, grazie al "favorevole" profilo di temperatura.
Anche se, continua a depositarsi sporco sull'intera sezione tra la valvola EGR e la valvola di aspirazione.

In linea di principio, tutti i motori presentano valvole di aspirazione sporche. La causa è l'olio motore. Nei motori a benzina con iniezione indiretta, gli additivi contribuiscono ancora a mantenere una certa pulizia, mentre nei motori diesel, TSI e a gas, questo effetto è naturalmente assente.
Quando ho pulito le testate del mio motore, ho notato che i depositi erano un po' più morbidi rispetto a quelli di un motore a benzina, probabilmente a causa del nerofumo proveniente dal sistema EGR.
Da allora l'auto funziona meglio, ma alcune guarnizioni erano danneggiate, il che impediva alle valvole di aprirsi completamente.
Drall è efficace contro gli agenti inquinanti, ma tende a limitare lo sviluppo delle prestazioni.

La causa reale, secondo me, è più probabilmente dovuta all'usura della pompa. Le ugelli usurati, in caso di dubbio, possono consentire un flusso leggermente maggiore rispetto a quelli nuovi, soprattutto se i fori degli ugelli non erano originariamente arrotondati all'ingresso.
Il mio AAT, dopo aver sostituito gli iniettori, funzionava peggio di prima.
Con la vecchia pompa, nel sistema AKN, il consumo di carburante indicato dal sistema FIS era sempre superiore al consumo reale; con la nuova pompa, la situazione è invertita.

Nel mio caso, a 190.000 km, è stata sostituita la testata (con tutto il necessario!).

Le vecchie valvole presentavano pochissimi depositi.
Nonostante ciò, la mia auto ha già perso molta potenza con i suoi 205.000 km.

Dopo aver verificato che anche gli iniettori sono stati sostituiti di recente (a soli 80.000 km), l'unica causa possibile rimane il sistema EGR.