Sistemi di scarico: guida al tuning e ottimizzazione.

Ciao,

Dopo l'aggiornamento dell'articolo specializzato sui filtri dell'aria, ritengo che sarebbe utile pubblicare un articolo simile sulle probabilità di successo e sugli effetti collaterali relativi alle modifiche dei sistemi di scarico dei motori TDI.

L'obiettivo non è un tuning eccessivo e vistoso, ma piuttosto capire perché, secondo le esperienze che ho letto finora, impianti sportivi, rimozioni del catalizzatore e simili spesso non apportano un significativo aumento delle prestazioni.

Ad esempio, il catalizzatore IMO genera sicuramente una certa contropressione dei gas di scarico, oltre alla pressione necessaria per l'azionamento del turbocompressore; questo dovrebbe rallentare notevolmente il motore.
Perché i motori TDI senza catalizzatore non funzionano (in modo percepibile) meglio?

Oppure, detto in altro modo:
Chi conosce dati documentati su aumenti di prestazioni ottenuti tramite modifiche al sistema di scarico? Quali modifiche sono state effettuate nello specifico, qual è stato l'aumento di potenza ottenuto e come era stato modificato il motore in precedenza?

Certo, ecco una possibile traduzione:

"Si prega di includere qui tutto ciò che potrebbe essere rilevante per un articolo scientifico."

Grazie!

Riguardo alla domanda del perché i motori TDi senza catalizzatore non funzionino meglio:

Direi che, nel caso della sovralimentazione a circuito chiuso, non fa alcuna differenza. Secondo me, diventa rilevante solo in caso di aumento della pressione di sovralimentazione e di altre modifiche al motore, che aumentano anche la pressione dei gas di scarico e la contropressione. Mi pare di aver letto anche che una certa contropressione non è affatto negativa per il turbocompressore, anzi, è necessaria. Tuttavia, ho dimenticato il perché, ma credo che sia necessaria per l'azionamento del turbocompressore.
Quindi, se la contropressione dei gas di scarico aumenta, dovrebbe interferire con il funzionamento del turbocompressore, e se diventa troppo alta, i gas di scarico vengono spinti indietro. Tuttavia, in condizioni di funzionamento normali, questo si verificherebbe solo con un catalizzatore difettoso.

Partendo da un motore a benzina aspirato, si dice sempre di iniziare con la messa a punto del motore, poi eventualmente montare collettori di aspirazione e infine adattare il sistema di scarico. Per questo motivo, molti proprietari di auto modificate utilizzano catalizzatori metallici a 100 celle, che creano meno contropressione sui gas di scarico. Ma questo vale solo per i motori a benzina aspirati.

x world one ha scritto:

Direi che, nel caso della sovralimentazione a circuito chiuso, non fa alcuna differenza. A mio parere, diventa rilevante solo in caso di aumento della pressione di sovralimentazione e di altre modifiche al motore che aumentano anche la pressione dei gas di scarico e la contropressione.

Quindi, come nel caso dei sistemi di raffreddamento dell'olio, l'affermazione di base è che "nei motori TDI di serie, i sistemi di scarico non sono il punto debole che, se migliorato, porterebbe a un aumento significativo delle prestazioni".

Citazione:

Mi sembra di aver letto anche che una certa contropressione non è poi così male, anzi, è necessaria per il turbocompressore. :oops:Tuttavia, ho dimenticato il motivo, ma credo che questa sia necessaria per l'azionamento del turbocompressore.

Fino ad ora, ho interpretato la situazione in modo diverso:
Analog alla potenza utile di un compressore = volume del flusso * differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita, anche la potenza di azionamento potrebbe essere calcolata come volume del flusso dei gas di scarico * differenza di pressione.

Se quindi il compressore, ad esempio, necessita di 1 bar di pressione (differenziale) per funzionare, secondo me non fa differenza se...
-> all'ingresso, ad esempio, 1 bar e all'uscita 0 bar relativi (= equivalente a un tubo del forno o a una totale assenza di scarico).
-> oppure, ad esempio, 2 bar all'ingresso e 1 bar all'uscita, il che indica una perdita di pressione nel catalizzatore e nel silenziatore.
(I numeri sono scelti arbitrariamente).
È possibile che il livello più elevato della temperatura dei gas di scarico, dovuto a pressioni più alte, possa rappresentare un problema. Tuttavia, questo potrebbe diventare critico solo nei motori modificati.

Forse, nel caso dei motori TDI, la sovrapposizione delle valvole è stata progettata in modo tale che la contropressione media dei gas di scarico (la somma del turbocompressore, del catalizzatore, ecc.) debba compensare le perdite di scarico altrimenti eccessive, e pertanto, senza modificare i tempi di fasatura, è praticamente impossibile ottenere un aumento di potenza semplicemente eliminando le restrizioni nel sistema di scarico.

Ulteriori chiarimenti, conferme o contestazioni sono benvenuti!

@x world one: Hmm, sei sicuro riguardo alla pressione di sovralimentazione del turbocompressore?
Qui in Danimarca, un tempo era molto di moda tra gli agricoltori modificare i loro trattori installando un turbocompressore. Semplicemente, si rimuoveva il silenziatore e si montava un turbocompressore con un tubo di scarico in acciaio inossidabile sul collettore di scarico. Poi si modificava leggermente la pompa di iniezione e un motore diesel a 6 cilindri da 6 litri (John Deere) da 90 cavalli poteva raggiungere improvvisamente i 150 cavalli. Non c'era più nulla che potesse generare una contropressione .

/Gennaio

Ciao.
Nell'ambito di una riqualificazione da Euro 1 a Euro 2, ho installato un nuovo catalizzatore.
Quando ho guardato il vecchio gatto, ho avuto la sensazione che fosse troppo pieno.
Dopo una prova su strada, ho dovuto constatare che il motore girava meglio.
Tuttavia, dubito che il motore abbia più potenza a causa della minore contropressione; piuttosto, è più probabile che abbia una coppia motrice maggiore.
Una modifica del sistema di scarico, secondo me, provocherebbe una riduzione della contropressione dei gas di scarico, il che comporterebbe un accumulo di pressione del turbocompressore più rapido e, quindi, una maggiore potenza ai bassi regimi.
Con i motori modificati, potrei immaginare che l'aumento della pressione possa causare un aumento della differenza di pressione, in modo che il sistema di scarico diventi un collo di bottiglia.
La temperatura dei gas di scarico dovrebbe anch'essa essere un fattore importante, poiché un diametro maggiore dovrebbe avere un effetto positivo su di essa.
Cordiali saluti, fisirota.

@ fisirota

Ma se dopo la modifica hai notato un miglioramento nella risposta ai regimi più alti, allora questo vantaggio dovrebbe essere presente in ogni condizione di giri. Infatti, se il flusso di volume è stato migliorato a bassi regimi, allora necessariamente lo sarà anche a regimi più alti. Quanto questo possa effettivamente aumentare la potenza, è un'altra questione.

Quello che mi è appena venuto in mente ( @ Ulf ): avete mai notato i tubi di scarico dei modelli Audi TDI più recenti? Io non li ho misurati, ma da quando sono tornati visibili, mi sembra che il diametro delle aperture sia aumentato. Non so se anche il diametro del resto del tubo sia cambiato!

fisirota ha scritto:

Una modifica del sistema di scarico, secondo me, comporterebbe una riduzione della contropressione dei gas di scarico, il che porterebbe a un accumulo di pressione del turbocompressore più rapido e, nei bassi regimi, quindi, a una maggiore potenza. Con i motori modificati, potrei immaginare che l'aumento della pressione possa causare un aumento della differenza di pressione, in modo che il sistema di scarico diventi un collo di bottiglia.

EDIT:

È possibile notare che i condotti di aspirazione e di scarico standard diventano troppo stretti per raggiungere determinati livelli di potenza, come si evince dai diametri originali specifici per le diverse fasce di potenza.
La conseguenza fondamentale sarebbe quindi che "solo con una modifica significativa del motore, le modifiche al sistema di scarico possono portare a un (ulteriore) aumento delle prestazioni".

Ritengo che un'eventuale anticipazione dell'accensione a bassi regimi sia minima, poiché in quella zona il flusso dei gas di scarico (anche a causa delle ridotte quantità di iniezione) è così basso che dovrebbe generare una pressione contraria molto limitata.
Un miglioramento può derivare solo dalla riduzione della pressione contraria.
Fintanto che il valore è "quasi zero", cosa dovrebbe migliorare concretamente l'utilizzo di un valore "più veloce zero"?
(ma si tratta solo di teoria, la pratica ha sempre la precedenza!).

Buongiorno! / Buona giornata!

Nel turbocompressore TD (JR) da 1,6 litri, la pressione di sovralimentazione è aumentata dopo la sostituzione del sistema di scarico con uno da 60 mm.
(Serie 50mm) con il wastegate chiuso, senza ulteriori interventi, da 1,3 a 1,6 bar.
La pressione inferiore dietro il turbocompressore ha quindi già portato a un miglioramento in quella zona.
L'auto in questione: http://www.poeltech.de/prg/

Nel mio precedente veicolo, la pressione di sovralimentazione è diminuita quando il silenziatore intermedio si è danneggiato.

Ciao, Jockel.

@ Ulf
Da quando ho fatto rimappare la centralina, ho la sensazione che il motore sia più elastico nel suo insieme, ma potrebbe essere anche una mia impressione.
Dovrebbe essere ovvio che uno scarico da 50 mm non rappresenti un collo di bottiglia per un motore AAZ da 55 kW, ma cosa succede se lo stesso scarico dovesse gestire 80 o 90 kW?
Qual è il diametro del tubo di un motore TDI da 110 cavalli?
Cordiali saluti, fisirota.

Quello che mi è capitato di notare ora ( @ Ulf ): avete mai fatto caso ai tubi di scarico dei modelli Audi TDI più recenti? Io non li ho misurati, ma da quando sono tornati visibili, mi sembra che il diametro delle aperture sia aumentato. Non so se anche il diametro del resto del tubo sia stato modificato!

La considero più un prodotto di bassa qualità.
Considerando i sistemi di scarico che alcuni modelli 1.9 TDI di Audi hanno ricevuto e confrontandoli con quelli dei camion 6L, si nota una differenza significativa.
Oppure si deve compensare con un'altra mancanza, una debolezza, ma non è niente di nuovo...

ulf, per prevenire il contraccolpo nel tubo di scarico, spesso aiuta un consumo medio di 10 litri .

Ciao Gremlin.

Ho appena intagliato un nuovo flangio turbo per la mia auto da modellismo, perché quello vecchio era completamente deteriorato, e durante il lavoro ho notato che l'apertura dal turbo al tubo di scarico è molto più piccola del tubo successivo (circa 40 mm contro 47 mm).
Quindi, il collo di bottiglia è probabilmente il turbocompressore stesso, quindi probabilmente un tubo più largo che lo segue non risolverà il problema, giusto?

Recentemente ho già scritto qualcosa riguardo alla guida (involontaria) senza sistema di scarico.
Mi dispiace, ma non posso accedere a URL esterni o file locali. Pertanto, non posso tradurre il testo presente nel link fornito.

La correlazione che io avevo ipotizzato all'epoca con i problemi di avviamento, ovviamente, non esiste.

Saluti.
dieter

dieter ha scritto:

. . . che l'apertura dal turbocompressore al tubo di scarico è significativamente più piccola rispetto al tubo successivo (circa 40 mm contro 47 mm). La strozzatura è quindi il turbocompressore stesso, quindi probabilmente un tubo più largo che lo segue non risolverà il problema, giusto?

Beh, a quanto pare, "si applicano regole diverse" direttamente al punto di carico.

AFAIK, la sezione dell'ingresso del compressore è progettata in modo tale che l'aria al suo interno venga accelerata, a "carico massimo", fino a raggiungere quasi la velocità del suono .

Non ho ancora compreso lo scopo più profondo di questo esercizio, ma sarebbe probabilmente un errore dedurne che si possa interpretare in modo altrettanto restrittivo l'intero percorso rimanente, senza incorrere in conseguenze negative.
Secondo la mia opinione, se la velocità del suono fosse presente in tutto il condotto di aspirazione, si verificherebbero perdite di attrito enormi.

Similmente, potrebbe essere lo stesso per lo scarico: l'uscita del carico con lo scarico dietro di essa è, in un certo senso, la riflessione inversa dell'ingresso del compressore con il collettore di aspirazione davanti.

Anche nel caso di Jockel, sebbene l'uscita del collettore sia più piccola del tubo originale, abbiamo persino la prova che, nonostante ciò, la sezione del tubo non è completamente indifferente:

Jockel ha scritto:

Nel caso della turbina a camera singola da 1,6 litri (modello JR), la pressione di sovralimentazione è aumentata da 1,3 a 1,6 bar dopo la sostituzione dello scarico con uno da 60 mm (serie da 50 mm), mantenendo la valvola wastegate chiusa e senza ulteriori modifiche. Pertanto, la pressione inferiore a valle della turbina ha avuto un certo effetto in quel punto.

Beh, ma con il wastegate ostruito, la pressione di sovralimentazione non viene più regolata.

È ovvio che la pressione media all'interno dello scarico sia superiore a zero. Allo stesso modo, è evidente che sezioni più ampie riducono la pressione.

La domanda è, cosa si potrebbe ottenere in termini di prestazioni effettive e utilizzabili nella vita di tutti i giorni (ovvero, con una regolazione del pressione di sovralimentazione ).

P.S.: È stato effettivamente utilizzato un aumento della pressione di sovralimentazione anche per (un ulteriore) aumento della quantità di iniezione?
In questo caso, il caricatore avrebbe ricevuto più potenza, quindi è probabile che il solo scarico più grande avrebbe contribuito solo in minima parte all'aumento di 0,3 bar di pressione.

Bene, ecco che si sono accumulate un po' di informazioni, dalle quali si potrebbe già ricavare un piccolo articolo specialistico -> grazie .
Altri contributi sono naturalmente benvenuti!

Un aspetto che finora è stato completamente trascurato sono le risonanze che favoriscono le prestazioni, come quelle che, a quanto ne so, vengono utilizzate nei motori a benzina ottimizzati per aumentare la potenza.

Se non ho capito male il principio, i massimi di depressione delle risonanze aspirano i gas di scarico dai cilindri (oltre alla spinta dei pistoni), per creare il massimo spazio per l'aria fresca.

Nel caso del motore TDI, le vibrazioni dovrebbero raggiungere il motore, attraversando il catalizzatore e il turbocompressore, dove la colonna d'aria oscillante verrebbe frammentata o triturata.

-> Domanda: È possibile ottenere un aumento di potenza sui motori TDI tramite questa modifica?

Ciao Ulf,

Se ho capito bene, le storie sulla risonanza sono valide.
Questo non è rilevante per i motori a ciclo Otto.

edit:
riguardo al principio 'più carburante con più aria'... (almeno per le centraline della generazione EDC15; con la EDC16, che utilizza un sistema di controllo basato sul momento).
Non lo so. Questo accade solo quando una massa d'aria provoca una riduzione della quantità.
È disponibile (mappa di pressione del turbocompressore). Altrimenti, la pressione di sovralimentazione varia in funzione di...
la quantità di iniezione necessaria è stata regolata.

Ciao Rudi,

Citazione:

se ho letto correttamente, le storie sulla risonanza valgono. Questo non è rilevante per i motori a ciclo Otto.

Non credo.

Perché la versione TDI da corsa per la 24 ore aveva, al posto del collettore di aspirazione standard, un collettore di aspirazione progettato per ottimizzare la risonanza, come quello dei modelli SDI, e, ovviamente, un turbocompressore .

Fonte: La rivoluzione diesel.
http://people.freenet.de/golf-schrauber/diesel_buch.jpg

m;

Rudi ha scritto:

se ho letto correttamente, le storie sulla risonanza valgono. Per i motori a carburatore,

non hanno alcun ruolo.
anche io penso così (vedi sopra).

Citazione:

Altrimenti, la pressione di sovralimentazione viene regolata in base alla quantità di iniezione necessaria.

. . . nei motori TDI, sì.

Se vuoi rispondere facendo riferimento all'esperienza di Jockel:
Ha un motore 1.6 TD "meccanico", in cui la pressione di sovralimentazione non è regolata elettronicamente, ma è limitata solo dal valore massimo determinato dal sistema wastegate.

Eventualmente, un'ulteriore quantità dovrebbe essere realizzata tramite l'intervento a pieno carico, dipendente dalla pressione di sovralimentazione, se ricordo bene.