Warum sind PDs obenraus so "lahm"? | Messaggi 48+

WarLord ha scritto:

Hmm, BMW e DC non utilizzano turbocompressori più grandi per i loro motori? Ecco perché si dice che abbiano una risposta così pronta e che eroghino molta potenza ai regimi più alti. Inoltre, c'è la questione della trasmissione: la trazione anteriore è semplicemente una soluzione per auto economiche. Ciao WarLord

A quanto ne so, almeno la DC utilizza gli stessi caricabatterie di VW. Ma non bisogna dimenticare che un motore a 6 cilindri BMW è comunque qualcosa di completamente diverso da un motore a 4 cilindri con iniezione diretta! È ovvio che un motore del genere abbia caratteristiche di potenza diverse. Inoltre, non posso dire che i motori diesel BMW o Mercedes abbiano un "buco" nelle prestazioni. (Ho guidato una 330d e una E270 CDI). Piuttosto, ritengo che i motori a iniezione diretta sviluppino la loro potenza in modo molto meno armonioso, e che si possa avvertire un'accelerazione più brusca rispetto alla potenza complessiva del motore.

Ciao a tutti,

Citazione di Thomas:
In realtà, questa configurazione indica che la taratura della trasmissione è semplicemente un compromesso tra la velocità del compressore e la potenza massima. Prestazioni (quantità di iniezione) nel sistema PD. sì, la velocità del turbocompressore è indirettamente correlata alla quantità di aria che può essere immessa, e anche un sistema di iniezione PD raggiunge i suoi limiti nella parte superiore, soprattutto in termini di qualità dei gas di scarico.
Citazione di Thomas:
Ma perché solo per i PD? Vale anche per i motori VEP-TDI?
Il VNT15 ha sicuramente un regime di rotazione massimo consentito inferiore rispetto al GT17. Per quelli, dovrebbe quindi essere rilevabile un campo di giri superiore 'meno reattivo' in relazione al campo di giri inferiore, più 'agile'.
Con il vecchio AFN, questo aspetto non è così evidente nel regime di giri standard. La differenza di 235 Nm a 310 Nm nella zona centrale è comunque significativa. Al contrario, nella parte superiore della gamma, i motori AFN da 81 kW e AJM da 85 kW offrono prestazioni molto simili.
Citazione di Thomas:
Tracciando l'evoluzione dei sistemi TDI, si nota che gli iniettori (ATL) diventano sempre più piccoli e 'meno potenti'. Di conseguenza, anche la potenza erogata diminuisce, così come la quantità di carburante iniettata. Ma questo fenomeno sembra essere dovuto solo alla tecnologia di iniezione?
La richiesta durante lo sviluppo dei PD era una maggiore reattività (in particolare per quanto riguarda le masse rotanti) e una maggiore pressione nella parte bassa del regime. Questo è stato ottenuto realizzando degli ATL di dimensioni 'più piccole'. Di conseguenza, la curva di potenza degli ATL si sposta maggiormente verso il regime di giri più basso del motore. La sfida, tuttavia, era mantenere o addirittura aumentare la potenza nella parte alta del regime. Il punto cruciale è che, nonostante i miglioramenti, si è anche avvicinati ai limiti di prestazione dell'ATL, in particolare con la velocità di rotazione dell'ATL.
Il passaggio dal sistema VEP al sistema PD ha permesso di iniettare una maggiore quantità di carburante, nebulizzata in modo più rapido e fine, il che non solo ha aumentato le prestazioni, ma ha anche migliorato significativamente la qualità dei gas di scarico, quasi internamente (standard EURO 4 senza filtro antiparticolato). Con i sistemi VEP, si raggiungeva il limite degli standard EURO 2 o 3. Il futuro, tuttavia, è il sistema Common Rail, che può raggiungere i 1800 bar con un profilo di iniezione quasi ideale. Aggiungendo la tecnologia a 4 valvole, si raggiunge nuovamente il limite di ciò che è tecnicamente possibile con la tecnologia di sovralimentazione. Non esattamente, la ricarica a due fasi potrebbe essere la parola chiave.

Di seguito sono elencati i limiti di carico in funzione del regime di giri per un motore 1.9 DI turbocompresso (senza considerare le emissioni). Spero che questo renda le cose più chiare.

Intervallo di giri.
1000 – 1500 giri al minuto.
Limitazione tramite:
massimo. La quantità di materiale da immettere è determinata dal limite di pompaggio del compressore.
(Il motore potrebbe sopportare una maggiore pressione di sovralimentazione, ma l'ATL...)
Non riesce ancora a raggiungere la pressione richiesta con piccoli volumi di produzione.

Intervallo di giri.
1500 – 3000 giri al minuto.
Limitazione tramite:
Pressione di combustione, ovvero la pressione massima che determina il carico meccanico sui pistoni/cilindri e sull'albero motore (massimo 150 bar nei motori AFN VP-TDI e massimo 170 bar nei motori PD-TDI). In questa gamma di giri, sia il sistema di aspirazione che quello di iniezione possono sempre fornire una quantità sufficiente di aria/carburante, e solo la resistenza dei componenti del motore rappresenta il limite.

Intervallo di giri.
3000 - 4500 giri al minuto.
Limitazione tramite:
Limitazione del flusso dell'aria di aspirazione (anche una valvola di aspirazione con condotto a vortice raggiunge un limite massimo) e/o raggiungimento della velocità massima consentita del sistema di iniezione, con conseguente limitazione della quantità di carburante iniettabile. In mancanza di aria (combustione inefficiente dovuta a mancanza di ossigeno), si formano depositi di carbonio e la temperatura dei gas di scarico aumenta. Per evitare di dimenticare il vecchio problema dei motori diesel, con regimi elevati, a partire da 4000 giri/min, 1,9 millisecondi (45° di angolo di albero motore) sono semplicemente troppo poco tempo per una corretta miscelazione e combustione.

Cordiali saluti.
di Sepp.

Sepp ha scritto:

.... Nelle emissioni di veicoli, i limiti erano stati fissati a EURO 2 o 3. ...

Bene, sembra che AUDI abbia fatto un errore terribile: EURO 4 con la pompa di iniezione VP44 e senza filtro antiparticolato (DPF) nel V6 TDI!
Non si può dire così in generale.

Citazione:

Tuttavia, il futuro è il sistema Common Rail, dove si possono raggiungere già i 1800 bar con un andamento di iniezione quasi ideale.

... 1800 bar con vibrazioni incontrollabili (attualmente) sul sistema di guida (esattamente questo problema viene aggirato da PD) e problemi per rispettare le normative EU4 senza filtro antiparticolato. Attualmente, esiste solo un modello CR Diesel che rispetta le normative EU4 senza filtro antiparticolato (DPF), e si tratta del motore Opel Magerdiesel (1.7 CDTI 16V con 80 CV e 170 Nm).

Citazione:

Aggiungiamo la tecnologia a 4 valvole e improvvisamente, ancora una volta, la tecnologia di sovralimentazione diventa il limite del possibile.

Mi sbaglio, o anche i nuovi motori VW PD hanno testate a 4 valvole? Purtroppo, il vantaggio dei motori CR, ovvero la loro compattezza che permetteva l'utilizzo di testate a 4 valvole, è andato perso.

Citazione:

Non esattamente, la ricarica a 2 stadi potrebbe essere la parola d'ordine.

Ecco il punto cruciale.

I motori 8V PD non sono in grado di fornire abbastanza aria nella parte alta del regime di giri per sfruttare appieno il loro potenziale. Almeno, non con la tecnologia di sovralimentazione convenzionale (come indicato sopra). Contributo di Sepp.
Chi ha già guidato il nuovo motore 16V PD può capire cosa significa garantire un'adeguata quantità di aria fresca ai cilindri quando il motore gira ad alti regimi. In questi motori, non si percepisce alcuna "mancanza di potenza" nella parte alta del regime di giri.

Anche i produttori di motori NKW hanno avuto problemi con una scarsa alimentazione dell'aria durante l'introduzione del sistema PLD (ad esempio, Mercedes Actros). Solo dopo aver ottimizzato i condotti di aspirazione e di scarico è stato possibile risolvere questo "problema". Fortunatamente, nei veicoli commerciali, per motivi di spazio, si poterono utilizzare fin da subito testate a 4 valvole, il che ha contribuito a mitigare il problema della scarsa ventilazione.

Ciao Sepp,

Citazione:

Con il buon vecchio AFN, questo non si nota molto durante la guida normale. 235 Nm a 310 Nm nella zona intermedia rappresentano già una differenza significativa. Al contrario, nella parte superiore della gamma, i motori AFN da 81 kW e AJM da 85 kW offrono prestazioni molto simili. "Citazione

"

Anche nei motori AFN si verifica questo problema, ma in misura molto meno accentuata rispetto ai motori "potenziati" PD TDI come gli ASZ/ARL.

Citazione:

Tuttavia, il futuro è il sistema Common Rail, dove si possono raggiungere già i 1800 bar con un andamento di iniezione quasi ideale

.

1800 bar sono circa 200 bar in meno di quanto i sistemi PD attuali siano in grado di raggiungere, e fino ad ora ero convinto che per gli ingegneri Volkswagen non ci fosse mai abbastanza pressione.

Fino ad ora, la mia opinione era che la tecnologia CR (Common Rail) permettesse un funzionamento del motore più fluido grazie a una pressione costante, ma che comportasse più svantaggi rispetto alla tecnologia pompa-iniettore.

Citazione:

Gamma di giri. 1000 - 1500 giri al minuto. Limitazione tramite: massimo. La quantità di materiale da immettere è determinata dal limite di pompaggio del compressore. (Il motore potrebbe sopportare una maggiore pressione di sovralimentazione, ma l'ATL...) Non riesce ancora a raggiungere la pressione richiesta con piccoli volumi di produzione.

La soluzione ideale sarebbe un sistema di sovralimentazione meccanica per il regime di giri più basso e un turbocompressore a geometria variabile per il regime di giri più alto. In questo modo, si potrebbe evitare la complessa e costosa tecnologia VTG e sfruttare i vantaggi di un sistema più leggero con valvola di scarico (wastegate), come quello offerto da ATL. Tutto deve essere deviato attraverso una sorta di "valvola di commutazione" in modo che il turbocompressore non aspiri aria dal compressore.

In questo modo, l'apporto di aria sarebbe garantito e si dovrebbero affrontare solo i limiti di resistenza meccanica dei componenti.

In definitiva, si tratta sicuramente solo di un esempio di calcolo, ovvero di un confronto tra costi e benefici.

Potrei anche pensare di utilizzare solo un turbocompressore con valvola wastegate. Lo sviluppo non si ferma mai, chissà quali saranno i turbocompressori che avremo tra qualche anno.
Magazzinaggio in ceramica, onde più leggere...

Citazione:

Gamma di giri. 3000 - 4500 chiamate al minuto. Limitazione tramite: Limitazione del collettore di aspirazione (anche una valvola di aspirazione con condotto a vortice raggiunge un limite massimo) e/o raggiungimento della velocità massima consentita del sistema di iniezione, con conseguente limitazione della quantità di carburante iniettabile. In caso di mancanza di aria (combustione inefficiente dovuta a carenza di ossigeno), si formano depositi di fuliggine e la temperatura dei gas di scarico aumenta. Per evitare di dimenticare il vecchio problema dei motori diesel, con regimi di rotazione elevati, a partire da 4000 giri/min, 1,9 millisecondi (45° dell'albero motore) sono semplicemente troppo poco tempo per una corretta miscelazione e combustione.

In questo caso, credo che non si possa mai avere troppa pressione di iniezione, e in realtà, aperture delle ugelli troppo grandi dovrebbero essere dannose, soprattutto se si considerano le emissioni di particolato e i valori dei gas di scarico. Dovrebbe essere possibile, nella produzione in serie, e nei limiti dei costi, aumentare le dimensioni dei condotti che portano ai valvole, in modo da alzare almeno la soglia di strozzamento; il problema non sono i turbocompressori più grandi, ma la loro risposta.
mmmm...

In realtà, hai descritto esattamente i problemi che si dovrebbero considerare quando si effettua un tuning per motori diesel, e in effetti questa è anche la risposta alla domanda di Ulf.

Citazione:

... 1800 bar con vibrazioni incontrollate sulla rail (un problema che PD evita attualmente) e problemi per rispettare le normative EU4 senza DPF. Attualmente, esiste solo un modello CR Diesel che rispetta le normative EU4 senza filtro antiparticolato (DPF), e si tratta del motore Opel Magerdiesel (1.7 CDTI 16V con 80 CV e 170 Nm).

Ho letto una volta che il motivo principale per l'utilizzo dei sistemi Common Rail è legato ai costi, e se ricordo bene, si desiderano pressioni superiori a 2050 bar, cosa che al momento non è ancora possibile realizzare con i sistemi CR.

Saluti.
Thomas.

Thomas ha scritto:

...Ho letto una volta che il motivo principale per l'utilizzo dei sistemi Common Rail fosse legato ai costi, e se ricordo bene, si desiderano pressioni superiori a 2050 bar, e con i sistemi CR questo non è ancora possibile.

Esattamente così.
Per un motore CR, è necessario solo un albero delle valvole leggermente modificato, mentre l'albero delle valvole per un motore PD potrebbe dover essere una realizzazione speciale piuttosto costosa. Tuttavia, una volta superato il punto in cui è necessario realizzare un albero delle valvole per motore diesel PD su misura (come nel caso di VW), il fattore costo non dovrebbe più essere un problema. In cambio, con un motore PD si ottiene una maggiore efficienza, migliori valori di emissione grazie a una combustione più pulita e maggiore potenza/coppia. Dal punto di vista puramente tecnico, in termini di costi, le tecnologie CR (Common Rail) e PD (Pompa Drenaggio) dovrebbero essere su livelli di prezzo simili.

Ciao,

@Bertil
Penso che, all'epoca, la scelta della pompa VP44 non fosse sbagliata, ma vista con gli occhi di oggi, Audi non ha cambiato sistema (passando a Common Rail e catena di distribuzione nel nuovo 3.0 V6) senza una ragione precisa. Il punto cruciale è che il Common Rail (di terza generazione) permette, a differenza del sistema PD, di rappresentare in modo più preciso il ciclo di iniezione ideale, e questo potrebbe essere più importante di un aumento di 200 bar nella pressione di iniezione. Naturalmente, anche le ragioni economiche sono un fattore molto importante, soprattutto nei motori a 6 cilindri. Sarà interessante vedere se la mia previsione si rivelerà corretta anche per i motori VW TDI a 4 cilindri.
@Thomas
Sembra un'ottima idea, questa combinazione di compressore meccanico nella parte bassa del regime e valvole di aspirazione nella parte centrale e alta. La TTS-Performance produce un compressore meccanico alimentato da cinghia dentata (una soluzione semplice). Un progetto del genere sarebbe sicuramente divertente.

Saluti da Sepp.

Sepp ha scritto:

... Il punto cruciale è la possibilità, con il sistema CR (di terza generazione), di rappresentare in modo più preciso il ciclo di iniezione ideale, a differenza del sistema PD...

L'era dei problemi sarà presto finita, grazie anche al prossimo Piezo PD.

Citazione:

Ma naturalmente, anche le ragioni economiche sono un fattore molto importante, soprattutto nel caso di motori a 6 cilindri.

Un motore a 6 cilindri PD non era compatibile con il sistema EDC15 (il massimo erano 5 cilindri, quindi il V10 è un motore a due blocchi da 5 cilindri), ma si dice che con la "nuova" generazione EDC16 anche il motore a 6 cilindri potrebbe essere compatibile (speriamo sia così). Ecco perché è stata presa la decisione di utilizzare il sistema CR (common rail) nel motore 3.0 V6 TDI.

Citazione:

Sarà interessante vedere cosa succederà e scoprire se la mia previsione si rivelerà corretta anche per i motori VW TDI a 4 cilindri, un giorno.

Innanzitutto, è necessario che lo sviluppo della testata 16V PD si riveli redditizio, e ciò potrebbe richiedere diversi anni. Inoltre, Siemens VDO intende rivoluzionare ulteriormente il sistema PD utilizzando elementi piezoelettrici.

Ciao,
Si sta lavorando anche su ATL con assistenza elettrica.

Ciao Sepp,

Ho appena visto su DRV-berlin dei compressori T3 o T4 con cuscinetti in ceramica, che presumibilmente raggiungono il regime di rotazione anche con una quantità minima di gas di scarico e "rispondono" relativamente velocemente. Certo, un T3 o un T4 sono troppo grandi, ma se si potesse trasferire la tecnologia ai nostri turbocompressori più piccoli, chissà, forse si potrebbe anche fare a meno del sistema a geometria variabile (VTG) o della sovralimentazione meccanica?

Purtroppo, l'aggiunta di un altro componente alla cinghia di trasmissione e la complessa gestione dell'aria non semplificano affatto la situazione. Ma per ora c'è ancora tanto da fare e oggi non è la fine del mondo .

@ Christian

Intendi con questo un motore elettrico che regola il regime di giri del sistema ATL in caso di insufficiente quantità di gas di scarico, oppure ti riferisci alla regolazione elettrica della turbina a geometria variabile?

@Bertil

Dovrebbero esistere già elementi piezoelettrici PD. Semplicemente, non so in quale veicolo siano installati. Chi, oltre a VAG, utilizza ancora la tecnologia PD?

Sono quasi sicuro che il sistema con la pressione più alta non verrà adottato a causa dei limiti sulle emissioni. A parte della questione delle particelle...

Saluti.
Thomas.

Ciao,
Si tratta di un tipo di motore elettrico integrato nell'albero del caricatore. Un motore elettrico regolabile con feedback al sistema di controllo, ovvero un vero e proprio servomotore, faciliterebbe sicuramente la diagnosi dei guasti nel caso in cui il sistema di regolazione della geometria variabile (VTG) si bloccasse.
Cosa c'entra il materiale di cui è fatto il magazzino con questo? L'olio aderisce meglio a questo materiale che al metallo, consentendo così velocità di rotazione più elevate? Non ci credo molto.

Ciao Thomas,

Thomas ha scritto:

I componenti piezoelettrici PD dovrebbero già esistere. Non so in quale veicolo siano installati.

Non ancora presente in un modello di serie... finora solo in veicoli sperimentali. Per quanto mi ricordi, l'avvio della produzione in serie era previsto per la fine del 2004.

Citazione:

Chi, oltre a VAG, utilizza ancora la tecnologia PD?

Land Rover, e addirittura prima di Volkswagen!! Altri sono in attesa di partire.
E per quanto riguarda i camion, quasi tutti i principali produttori, a partire da DC...

Citazione:

Sono quasi sicuro che il sistema con la pressione più alta sarà adottato a causa dei limiti sulle emissioni. A parte della questione delle particelle...

Il filtro antiparticolato (DPF) rende nuovamente il sistema Common Rail (CR) competitivo nel dibattito sulle emissioni (rispetto al sistema a iniezione diretta, PD). Le carenze del sistema CR in termini di emissioni di particolato possono essere compensate dal DPF. Tuttavia, dubito che la soluzione sia più economica. Potrebbe esserlo per il produttore, ma non per il cliente. Il DPF (filtro antiparticolato diesel) comporta sicuramente un aumento dei consumi e/o una riduzione delle prestazioni.
Spero che il sistema migliore (in termini di emissioni) prevalga, e non quello più economico. Ma purtroppo, è così che funziona il mercato oggi. L'avarizia è fantastica... anche a scapito dell'ambiente... non importa... .
Negli anni '80, non è stato il sistema di videoregistrazione migliore dell'epoca (il V2000) ad affermarsi, ma quello più economico (il VHS).

Ciao,

@Thomas
Penso che questa sarà una delle direzioni principali nello sviluppo futuro dei piccoli sistemi ATL (Accumulatori a Trasferimento di Energia). Lo stoccaggio di energia offre ancora un grande potenziale, soprattutto in modalità non stazionaria. Inizialmente, si pensa sempre ai cuscinetti radiali, ma il vero punto debole è il cuscinetto assiale. Se si riesce a ridurre le perdite di potenza in questo sistema, ad esempio utilizzando cuscinetti in ceramica, mantenendo al contempo una buona resistenza all'usura nella parte impugnabile, allora un sistema di trasmissione a lame potrebbe tornare ad essere una soluzione valida.
Il secondo fattore è la massa rotante della turbina: poiché le pale delle turbine sono realizzate con una lega di nichel 'pesante', l'utilizzo di un materiale più leggero offre già enormi vantaggi (come dimostrato da Mitsubishi). In questo caso, la turbina a velocità variabile (VTG) presenta generalmente uno svantaggio rispetto al turbocompressore a valvole, a causa della 'grande' geometria della girante della turbina.
@Bertil
Lavoro spesso con i motori VW PD e apprezzo anche questo sistema di iniezione, che presenta vantaggi evidenti rispetto al sistema CR. Ma vedendo come il progetto CR sta avanzando e come tutti, tranne la Volkswagen, lo stanno sostenendo, sono curioso di vedere quanto ancora la divisione di sviluppo prodotto della Volkswagen resisterà.

Saluti da Sepp.

Ciao a tutti!
Come piccolo approfondimento sull'utilizzo dei sistemi di iniezione nel settore dei veicoli commerciali, in risposta alla domanda sollevata in precedenza.
'I veri' sistemi PD utilizzano, secondo le mie ultime informazioni, solo motori Volvo e Scania, e Scania utilizza questa tecnologia solo nei motori a 6 cilindri fino a 12 litri di cilindrata; i grandi motori V8 funzionano con tecnologia PLD.
La Mercedes-Benz utilizza anche sistemi PLD nel Actros, ma non sorprende, dato che vengono utilizzati esclusivamente motori a V.
MAN ha optato per la tecnologia CR nell'ultimo aggiornamento dei motori per i veicoli commerciali. Non so se ora finalmente offrano i servizi che sono indicati sulla porta.
La DAF utilizza anch'essa sistemi PLD, e nei suoi motori è evidente che, in sostanza, hanno semplicemente sostituito la pompa in linea con un pacchetto di pompe PLD.

Come mai, quando questi nuovi sistemi di iniezione sono comparsi all'inizio/metà degli anni '90, si sono riconosciute alcune limitazioni al PLD rispetto al PD, a causa della tubazione di iniezione, seppur breve. Queste limitazioni derivavano dal fatto che non era possibile utilizzare pressioni così elevate, poiché la tubazione si è rivelata un punto debole o si è leggermente dilatata a causa delle pressioni estreme, causando una certa perdita di pressione. È ancora così, in realtà?

Saluti,

Dominique.

MAN ha scelto di utilizzare il sistema CR nell'ultimo aggiornamento dei motori nel TGA. Non so, tuttavia, se abbiano finalmente raggiunto il livello di qualità che è indicato sulla porta.

Se sono lì, altrimenti il nostro autista si sarebbe già lamentato.
Autorizzazione speciale per un rimorchio per autocarri (impianto di riciclaggio di materiali edili) con una portata di 60 tonnellate.

i dispositivi fanno solo un rumore terribile all'avvio

Ciao Gremlin.

Ciao,

Nel campo dei motori per veicoli commerciali, IVECO è un esempio attuale di come il sistema 'vero' PD (Variable Geometry Turbocharger) sia stato utilizzato con grande successo, ad esempio nel motore CURSOR8, un motore a 6 cilindri in linea da 8 litri con 350 cavalli. Quest'ultimo, tra l'altro, è stato il primo motore per veicoli commerciali a utilizzare una turbina a geometria variabile in serie.

Saluti.

D. Kurz ha scritto:

Come mai, quando questi nuovi sistemi di iniezione sono emersi all'inizio/metà degli anni '90, si erano riconosciuti alcuni svantaggi del PD rispetto al PLD, a causa della tubazione di iniezione, seppur breve. Questi svantaggi derivavano dal fatto che non si potevano utilizzare pressioni così elevate, poiché la tubazione si è rivelata un punto debole o si è leggermente allargata a causa delle pressioni estremamente elevate, causando una certa perdita di pressione. È ancora così, in realtà?

Ciao,

Avrai sempre una certa perdita di pressione in una tubazione. Ecco perché il PD (Power Distribution) è nato dal PLD (Power Line Distribution) per risparmiare spazio e, appunto, eliminare il fastidioso cavo. Il cavo rimane un "problema". Tuttavia, le tecniche moderne lo gestiscono molto bene. I sistemi PD/PLD nelle centrali elettriche funzionano perfettamente. Soprattutto, con motori relativamente piccoli si ottiene una coppia motrice piuttosto elevata.
Il principio di funzionamento di PD e PLD è praticamente identico. Poiché nei motori a combustione interna non è tanto importante la cilindrata quanto la quantità di carburante utilizzata, in questi motori si utilizza prevalentemente il gasolio.
Bosch menziona PD e PLD nello stesso contesto (UIP = pompa iniettore, indipendentemente dal fatto che sia per linee dirette o indirette).