Pressione dei gas di scarico nei motori TDI

Ciao a tutti,

in quel thread.

Mi dispiace, ma non posso accedere a URL esterni o file locali. Pertanto, non posso tradurre il testo contenuto nel link fornito.

Si afferma che la pressione dei gas di scarico, immediatamente a valle del motore, può raggiungere fino a 30 bar e che questa pressione può estendersi anche fino alla valvola EGR.

L'ho provato oggi all'aperto, e sono rimasto un po' sorpreso dalla sua struttura, che a mio parere non è compatibile con l'affermazione che ne è stata fatta (ammesso che sia vera).

Nel sistema ASV, l'unità EGR è integrata insieme alla valvola di intercettazione in un tubo che si collega al collettore di aspirazione. Dal basso arriva il tubo di scarico, e sopra di esso si trova il sensore di pressione, collegato tramite un perno che attraversa verticalmente la sezione del collettore. Nella parte inferiore è presente una sorta di pistone che chiude il condotto dei gas di scarico. Con l'utilizzo del vuoto, questo viene aspirato verso l'alto, liberando così il condotto.

Beh, dovrebbe funzionare anche al contrario: se 30 bar di pressione agiscono su una superficie così piccola (diciamo, 1 cm²), la forza risultante dovrebbe essere maggiore di quella che una cella sottovuoto può mai generare, perché anche se questa ha sicuramente una superficie superiore a 30 cm², secondo me, considerando la costruzione della cella di pressione (membrana e non un pistone), questo non implica necessariamente che debba esercitare una forza 30 volte maggiore.

Quindi, ci sono solo tre possibilità:

- Non ho capito il funzionamento della valvola EGR.
- La bombola di pressione può generare questa forza, no?
- La pressione dei gas di scarico è significativamente inferiore a 30 bar.

Cosa ne pensate? Questa domanda mi è venuta spontanea proprio mentre tenevo questo oggetto tra le mani oggi.

Mi sembra che la terza opzione sia al momento la più probabile, perché non credo che una pressione così elevata possa accumularsi nel sistema di scarico, considerando la presenza di un percorso semplice tramite il turbocompressore.

Cordiali saluti,

Jan.

Sono d'accordo con te. Mi è difficile immaginare che i componenti nel sistema di scarico possano resistere a una pressione di 30 bar. Per quanto ne ricordo, nel motore diesel il processo è isotermo, quindi la pressione massima si raggiunge nel punto morto superiore. Anche se i gas fuoriescono dal motore ad alta velocità, sicuramente non raggiungono i 30 bar. In tal caso, dovrebbero raggiungere anche il turbocompressore. Ma lui utilizza comunque l'energia immagazzinata nel calore...

Ciao.

Le mie esperienze derivano da un motore 1Z, ma penso che la mia valvola EGR sia strutturata nello stesso modo.

Se 30 bar di pressione agiscono su questa superficie molto piccola (diciamo, 1 cm^2), allora la forza risultante potrebbe essere maggiore della forza massima che una pompa a vuoto può generare.

Ho interpretato la situazione in modo diverso. La forza della pressione dei gas di scarico e quella generata dalla depressione nella membrana agiscono nella stessa direzione. Ciò significherebbe che, maggiore è la pressione dei gas di scarico, più facilmente si apre la valvola EGR.
Dall'altra parte, nella bilancia delle forze, ci sono la molla nella valvola AGR, che preme il coperchio, e la pressione di sovralimentazione, che contribuisce anch'essa.

Ciao Jan!

Potrebbe essere che chi ha formulato questa affermazione, facendo riferimento ai 30 bar, abbia commesso un errore di un ordine di grandezza?
Secondo la mia valutazione, la contropressione dei gas di scarico nel collettore di scarico, ovvero prima del turbocompressore, non dovrebbe superare i massimi 3 bar. Questa è anche la pressione che agisce sulla valvola EGR. Dopo il turbocompressore, la contropressione (principalmente dovuta alla perdita di pressione nel catalizzatore) dovrebbe essere di poche centinaia di millibar.

I 30 bar di cui parli corrispondono quasi alla pressione di compressione dei motori diesel. Una pressione così elevata non può essere raggiunta con una macchina a flusso singolo. È difficile ottenere una differenza di pressione superiore a 2,5-3 bar con una singola turbina assiale, il che implica anche che l'espansione sul lato turbina del turbocompressore si trova al massimo in questo intervallo.

Saluti.
Alex.

Ciao,

La valvola 1Z è diversa da quella dell'ASV (come si può vedere dai report di smontaggio di Dieselmartin e del sottoscritto), ma il principio di funzionamento è lo stesso: la pressione dei gas di scarico e la depressione agiscono nella stessa direzione.

Il problema che vedo qui sopra è diverso, e cercherò di esprimerlo in modo più chiaro:

Se il sistema EGR è chiuso, la valvola è sotto pressione normale e solo la molla la mantiene chiusa. Se si afferma che ci siano 30 bar di pressione dei gas di scarico, allora la molla deve essere sufficientemente forte da mantenerla chiusa, altrimenti i gas di scarico entrerebbero nel collettore di aspirazione, il che non sarebbe nell'interesse della centralina. D'altra parte, non credo che il sensore di pressione sarebbe in grado di contrastare una molla che riesce a mantenere la valvola chiusa contro una pressione di 30 bar. Pertanto, la molla deve essere più debole, e questo, a sua volta, contrasta con i 30 bar, perché non credo che si voglia che qualcosa passi attraverso la valvola EGR quando il sistema è a pieno carico.

Cordiali saluti,

Jan.

Ciao,

Si potrebbe fare il seguente esperimento: collegare un manometro allo scarico e poi ostruirlo. Successivamente, avviare il motore e osservare a quale pressione di contro pressione si arresta. Questo dovrebbe fare chiarezza.
Sarei anche disposto a sostenere che i 30 bar non sono corretti. Questo è già superiore alla pressione media nella camera di combustione.

Saluti.

Eike.

Ciao,

@Alex: Abbiamo scritto contemporaneamente... penso che tu abbia ragione. Sembra plausibile, e 3 bar sono ancora sufficienti per avere gli effetti descritti nel thread precedente sulle occlusioni del sistema EGR. D'altra parte, è evidente che il pistone viene spinto contro una molla che esercita una forza sufficiente a mantenere una pressione di 3 bar sulla valvola.

@Eike: Secondo me, non avrebbe senso. In questo modo, al massimo si danneggia lo scarico, perché il resto dell'inerzia fa funzionare l'intero motore come un compressore, creando probabilmente una pressione estremamente elevata (fino a quando qualcosa cede).

Si tratta della pressione di esercizio nel Kruemmer, e non è possibile misurarla in modo sicuro in questo modo. Sarebbe più sensato collegare un manometro al collettore di aspirazione, invece del tubo, che vada all'EGR, in modo da poter misurare la pressione e resistere al calore, e poi procedere con il motore al massimo dei giri.

Cordiali saluti,

Jan.

Ciao,

@Alex: Abbiamo scritto contemporaneamente... penso che tu abbia ragione. Sembra plausibile, e 3 bar sono ancora sufficienti per avere gli effetti descritti nel thread precedente sulle occlusioni del sistema EGR. D'altra parte, è evidente che il pistone viene spinto contro una molla che esercita una forza sufficiente a mantenere una pressione di 3 bar sulla valvola.

@Eike: Secondo me, non avrebbe senso. In questo modo, al massimo si danneggia lo scarico, perché il resto dell'inerzia fa funzionare l'intero motore come un compressore, creando probabilmente una pressione estremamente elevata (fino a quando qualcosa cede).

Si tratta della pressione di esercizio nel Kruemmer, e non è possibile misurarla in modo sicuro in questo modo. Sarebbe più sensato collegare un manometro al collettore di aspirazione, invece del tubo, che vada all'EGR, in modo da poter misurare la pressione e resistere al calore, e poi procedere con il motore al massimo dei giri.

Cordiali saluti,

Jan

Ciao Jan,

Sei che una parte della pressione dei gas di scarico potrebbe fuoriuscire attraverso la guarnizione dell'albero del turbocompressore verso il circuito dell'olio, se la pressione fosse significativamente superiore alla pressione dell'olio? Credo che questo da solo suggerisca una pressione dei gas di scarico inferiore. Come si sarebbe altrimenti potuta ottenere una tenuta perfetta per l'albero motore a quelle velocità e con quella stabilità?

Saluti.

Eike.

Forse hai ragione, lo scarico potrebbe rompersi se lo si sigilla e si accelera a fondo. Ma a vuoto, dovrebbe semplicemente spegnersi, no?

Ciao,

Certo, la questione delle guarnizioni dell'olio è un aspetto da considerare, hai ragione.

Quando il motore è al minimo, non sono sicuro di cosa potrebbe rompersi... in ogni caso, non lo proverei.

Cordiali saluti,

Jan.

Ciao, ancora.

Un'altra considerazione:

Non credo che nel Kruemmer ci sia una pressione statica superiore a 3 bar, ma questo non dice nulla sulle picchi di pressione dovuti a risonanze o simili.

Nell'articolo citato si parlava dello stress sui dispositivi di blocco del tubo EGR. Io ho riflettuto sul funzionamento stesso della valvola EGR. Se, a causa di risonanze nel collettore, si verificasse per un brevissimo istante una pressione enorme, è probabile che ciò non disturbi la valvola EGR, perché l'inerzia della valvola, insieme alla forza della molla, probabilmente impedirebbe il suo movimento. Per questo tipo di blocco metallico, valgono però regole diverse, poiché potrebbe essere danneggiato.

Cosa ne pensate di questa riflessione? Forse in questo modo tutto si ricompone, oppure ritenete che le picchi di pressione causate dalle risonanze siano una sciocchezza?

Cordiali saluti,

Jan.

Non ho idea di quale sia la pressione nel collettore, ma ho appena provato a calcolare quanta pressione la valvola EGR può sopportare. In questo calcolo, ho trascurato il fatto che anche la pressione generata dal turbocompressore contribuisce a sigillare la valvola. Ho stimato che il diametro della valvola EGR sia di 1,5 cm. Le forze derivano dall'assunzione che sia possibile aprire completamente la valvola applicando una forza dovuta a un peso massimo di 10 kg.

Valvola AGR.
Diametro Area
d
A
È difficile ottenere una differenza di pressione superiore a 2,5-3 bar con una singola turbina radiale...
Pensavo che ciò valesse solo per il fluido che viene compresso e, pertanto, non si tratta di una relazione tra la pressione all'uscita del compressore e la collettore di scarico, ma piuttosto tra la pressione all'uscita del compressore e la pressione ambiente.

Jan6K ha scritto:

Se, a causa di risonanze nel collettore, si verifica per un brevissimo istante una pressione enorme, questo probabilmente non interferisce con la valvola EGR, perché l'inerzia della valvola, insieme alla forza della molla, probabilmente impedisce il suo movimento. Per questo tipo di blocco metallico, valgono però regole diverse, poiché potrebbe essere danneggiato. Cosa ne pensate di questa riflessione?

Ciao Jan,

Se dovessero essere effettivamente 30 bar (e non un errore di battitura), secondo me potrebbero verificarsi solo come picchi di pressione momentanei, ad esempio quando l'onda di pressione dei gas di scarico proveniente dal cilindro colpisce la turbina e viene parzialmente riflessa da quest'ultima.

Se si verificano onde stazionarie (con una lunghezza del collettore appropriata e a un determinato regime di giri) e se l'oscillazione non è ben smorzata (cosa che, a mio parere, è improbabile data la presenza del compressore rotativo, che notoriamente assorbe le vibrazioni), allora la pressione potrebbe raggiungere valori fino a 30 bar...

Ciao,

@habib: Penso che sia un po' più piccolo di 1,5 cm, ma non l'ho misurato ieri. Ritengo che la forza necessaria per spingere il coperchio sia superiore a 50 N (o a un peso di 5 kg), ma non l'ho provata realmente, bensì ho solo premuto con forza con il pollice, senza che si muovesse nulla.

@Ulf: Anche io sto pensando nella stessa direzione. Nel thread sull'otturazione dell'EGR, si parlava della forza che agisce su un blocco del percorso dell'EGR, e in quel caso i valori massimi sono rilevanti, perché una lamella si deforma o si strappa, mentre la valvola EGR si richiude semplicemente perché una molla la spinge e ha anche una certa inerzia.

Cordiali saluti,

Jan.

Thomas aveva scritto una volta delle sue conoscenze sulla contropressione dei gas di scarico. Non so come abbia ottenuto quei dati, ma sembrava basarsi su misurazioni accurate. Vedi:

/viewtopic.php?t=6501&postdays=0&postorder=asc&highlight=gegendruck&start=24

Ciao Jan,

Si potrebbe, a titolo di prova, collegare un amplificatore LDA ("Linear Drive Amplifier") all'uscita di un altro dispositivo.

Se dovesse scoppiare immediatamente, ciò indica una pressione di 30 bar.

Se mostra qualcosa e, possibilmente, si trova ancora nel suo intervallo di 0-3 bar, allora hai il valore corretto.

Oppure si può utilizzare un manometro normale, nel quale però l'ago oscillerà in modo incontrollato (l'ho avuto una volta sul turbocompressore, è divertente da vedere ).

m;

Ciao Martin,

Non credo che si possa misurare la pressione di picco con questo metodo, perché l'indicazione è troppo lenta.

Le osservazioni di Thomas nell'altro thread, secondo me, si riferiscono solo alla pressione media, non ai picchi.

Ma probabilmente, come già detto, la valvola EGR, a causa della sua inerzia, smorza comunque i picchi, quindi non si aprirà.

Cordiali saluti,

Jan.