Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

[Bastinchio]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

facendo tutto tubo perdi ai bassi anche sui turbo, solo che se la turbina è piccola e carica presto la perdita è poca

[320i S]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

la necessità o meno di contropressioni allo scarico su un aspirato dipende anche e sopratutto dalla cilindrata.

su un 1.2\1.6 vai sempre e comunque a perdere, se invece si sale di cilindrata, liberare lo scarico può anche migliorare le prestazioni.


sul turbo, la storia è diversa. le contropressioni la sono inutili, e il miglior modo per preservare il compressore ed aumentare le prestazioni è fare un tubo dritto

La cilindrata non centra più di tanto, nel mio caso liberare lo scarico porta ad una perdita di qualità di erogazione generale, ed il guadagno in alto è pressochè irrilevante.

[VRC]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

Discussione generalista, non esiste una risposta se non "dipende".
non è che sul Diesel guadagni e sul benzina no, sul turbo è ok e sull'aspirato no.

Dipende.

Liberare lo scarico in motore dormiente (ad es. i vecchi Fire, o un esempio a me vicino, il Daihatsu 3cilindri (CB42) che ho sul Porter, muli senza grandi potenze specifiche) non evidenzia grandi differenze, probabilmente liberare lo scarico migliora le perdite di pompaggio, ma il problema è quasi indifferente, magari si guadagna un niente in potenza e altrettanto in consumo specifico, ma li la questione è che è un motore con fasature tranquillissime, e non lavora con le onde di pressione.
Io ho fatto uno scarico artigianale completo al porter (perchè l'originale costa un fottio e andando a gas preferivo qualcosa di inox, e dato che son metalmeccanico mi veniva facile) con kat metallico (mi avanzava) e l'unica cosa che è cambiata è il rumore...
Se interessa (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

Su motori che le onde le sfruttano, cambiare le condizioni di pressione e riflessione negli ambienti di aspirazione e scarico cambia qualcosa anche nell'erogazione...
Come?
Bisogna vedere.

Sui turbo di norma uno scarico libero aumenta il salto di pressione sulla turbina e quindi lo rende più reattivo,e quindi riduce il lag.

Ma se il motore è nato per avere lo scarico strozzato, e turbo e gestione motore sono adeguati di conseguenza, il motore potrebbe andare anche molto peggio.

Quindi la risposta è "dipende".

L'unica cosa in generale che mi spingerei a dire è che sui TD e sui vecchi Diesel ci sono miglioramenti leggeri o poche differenze.

Ma li la questione è semplice.
La potenza la da il gasolio iniettato, liberare lo scarico, se c'è comunque aria in eccesso, l'unica differenza che da è che la contropressione cala.

[Franzturbo]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

Ringrazio tutti voi per i vostri interventi.

Mi spiego meglio, visto che nei post precedenti sono stato "poco esauriente".

Prendiamo un motore aspirato benzina, tipo un Peugeot 1.6 16valvole che ha un incrocio delle valvole abbastanza spinto.
Questo cosa comporta?
Che il riempimento dei cilindri si ottimizza grazie alla spinta dei gas di scarico che tendono a richiamare più velocemente l'aria in aspirazione durante la fase di incrocio.
Questo fenomeno, se la memoria non mi tradisce, prende il nome di "sovralimentazione dinamica".
In una situazione del genere, è evidente che la contropressione allo scarico deve essere "accordata" con la stessa precisione con cui viene accordato uno strumento musicale: dalla velocità dei gas di scarico, infatti, dipende, in buona parte, il riempimento dei cilindri.
Conclusione pratica da me riscontrata: liberare uno scarico su un aspirato benzina, come quello citato nell'esempio, fa sì che il riempimento del cilindro sia ottimizzato sui regimi più elevati, a scapito di quelli più bassi, con conseguente spostamento della curva di coppia verso l'alto. In parole povere, si guadagna potenza massima ma si peggiora l'elasticità ai regimi medio bassi.


Prendiamo ora un motore turbo (benzina o diesel) di tipo "tradizionale" che, da quanto mi risulta, ha degli incroci delle valvole particolarmente stretti. Questo perchè bisogna evitare che i gas "freschi" entrati dalla valvola d'aspirazione, ad una velocità particolarmente elevata grazie al turbo, possano uscire direttamente dalla valvola di scarico, senza quindi rimanere in camera di combustione.
Essendoci quindi un incrocio minimo delle valvole, il fenomeno della sovralimentazione dinamica, citato nell'esempio precedente, sarà trascurabile. Ma ci sarà il fenomeno della sovralimentazione vera e propria, ottenuta dal turbocompressore.
Prima conclusione: per ottenere le prestazioni migliori, bisogna mettere il turbo nelle condizioni migliori.
Come si può fare?

- Sicuramente, allontanare (un pochino) il catalizzatore dalla turbina può risultare una mossa positiva, visto che il catalizzatore raggiunge temperature altissime.
Un turbo meno caldo invia, in aspirazione, aria più fresca.
L'aria più fresca ha una densità più elevata, quindi contiene, a parità di volume, maggiori molecole di ossigeno.
L'ossigeno, lo ricordo, è il comburente che consente la combustione.

Ma oltre ad agire sulle temperature del turbo, bisogna anche far girare più velocemente le pale della turbina:



Per fare questo, si può agire a livello di scarico che, immagine alla mano, si trova a valle di ciò che è indicato con "uscita gas di scarico turbina" (nell'immagine, è in alto a destra).
Uno scarico strozzato, come è facile intuire, ha l'effetto di rallentare la turbina.
Meno contropressione c'è allo scarico, meno si rallenta la turbina, maggiori saranno le prestazioni.


Queste sono le mie conclusioni di carattere generale.
Poi è ovvio che ogni motore è un caso a sè.

Attendo vs pareri sulla mia analisi


Franz

[320i S]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

La sovralimentazione dinamica negli aspirati, viene sfruttata solo in rari casi, dove i veicoli sono costantemente (o per lo meno nella maggioranza dei casi) sopra un certo limite di velocità, quindi parliamo di vetture da competizione (F1 e similari) e si parla di un decimo di bar o poco più nei casi migliori, inoltre serve una presa d'aria dinamica studiata davvero maniacalmente con conseguente costo.
In tutti gli altri casi, specie per motori stradali, la sovralimentazione dinamica non viene utilizzata perchè è difficilmente controllabile a livello di carburazione perchè non costante.
Le prese d'aria dinamiche (tipo quelle delle moto, ma non sono le uniche, anche in molte vetture anche se non si vede ad occhio), servono "solo" per mantenere un'alimentazione costante e continua al motore, così da migliorare la combustione così da migliorare principalmente l'efficienza (non le prestazioni in senso assoluto).

Nel caso che dici te, non si tratta di sovralimentazione dinamica, ma effetto "RAM JET", ovvero un fenomeno per cui si sfrutta l'inerzia dei gas fresci in entrata e l'effetto estrattivo dei gas di scarico tramite l'incrocio dato dalle cammes, l'alzata delle valvole data dalle cammes e il diametro delle valvole (specie quello delle valvole di aspirazione).
L'effetto estrattivo dei gas di aspirazione però in certe condizioni può essere troppo elevato e questo rischia di far uscire anzitempo parte dei gas freschi dallo scarico (perdita di potenza, consumi elevati ed inquinanti), così le soluzioni sono 2 (singolarmente o assieme):
-rifasare e riaccordare il motore per un dato range di giri
-ristudiare la contropressione allo scarico per limitare il problema.

Sui turbo il fenomeno non è tanto diverso, ma qua c'è la pressione di alimentazione che è più alta di qualsiasi RAM JET + sovralimentazione dinamica esistente sul nostro pianeta, però approcciare il problema incrocio come è stato fatto specialmente negli anni 80 e 90, ha portato ai motori "esplosivi" in termini di coppia: vuoti sotto, poi la botta di coppia, ma questo da un lato molto emozionante, non è produttiva in termini di erogazione e quindi prestazioni (se non sul dritto in piena accelerazione) con consumi sempre molto elevati (per salvaguardare la turbina specialmente), quindi si è guardato agli aspirati prendendo spunto per erogazioni più lineari, più efficenti e consumi migliori appunto, così l'incrocio è utilizzato in minima parte anche nei turbe e le turbine sono diventate più piccole a parità di potenza ottenuta.
Il problema maggiore per un turbo è e rimane il catalizzatore che in effetti è una perdita di carico proprio dopo la turbina, ma con l'andare del tempo sono stati migliorate molte cose in questo senso, tant'è che adesso da un 1,4 turbo spinto di serie, non è anormale aspettarsi 180 cv, quando solo 20 anni fa si drizzavano i capelli con 120-130 cv...

[Franzturbo]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

Grazie 320iS, ho letto con attenzione la tua analisi che mi sento di condividere.

In generale, sta venendo fuori un bel dibattito tecnico molto attento e costruttivo....

Franz

[VRC]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

Mi spiego meglio, visto che nei post precedenti sono stato "poco esauriente".

Prendiamo un motore aspirato benzina, tipo un Peugeot 1.6 16valvole che ha un incrocio delle valvole abbastanza spinto.
Questo cosa comporta?
Che il riempimento dei cilindri si ottimizza grazie alla spinta dei gas di scarico che tendono a richiamare più velocemente l'aria in aspirazione durante la fase di incrocio.
Questo fenomeno, se la memoria non mi tradisce, prende il nome di "sovralimentazione dinamica".
In una situazione del genere, è evidente che la contropressione allo scarico deve essere "accordata" con la stessa precisione con cui viene accordato uno strumento musicale: dalla velocità dei gas di scarico, infatti, dipende, in buona parte, il riempimento dei cilindri.
Conclusione pratica da me riscontrata: liberare uno scarico su un aspirato benzina, come quello citato nell'esempio, fa sì che il riempimento del cilindro sia ottimizzato sui regimi più elevati, a scapito di quelli più bassi, con conseguente spostamento della curva di coppia verso l'alto. In parole povere, si guadagna potenza massima ma si peggiora l'elasticità ai regimi medio bassi.

La sovralimentazione dinamica la fa la massa d'aria aspirata, non lo scarico.
Ed è quello di cui parlavo sopra, se il motore usa le onde di pressione/depressione, la lunghezza dei condotti insieme a ciò che le onde di pressione e depressione le crea/aumenta influisce sull'accordatura del motore.
La sovralimentazione dinamica aviene quando l'accordatura tra motore e onde fa si che l'onda di pressione proveniente dal/i condotti di aspirazione porta una pressione positiva nel cilindro appena prima che la valvola d'aspirazione chiuda.
In questo modo è possibile che il rendimento volumetrico sia superiore a 1.
Scordatelo su un motore stradale spinto...
Li si tende all'1 mentre i motori "comuni" arrivano a 0.7-0.8.

Liberando lo scarico su un motore che è nato con quello scarico non fa altro che far scappare dallo scarico stesso della miscela carburata o dell'aria nel caso di diesel o otto ID.
Questo raffredda i gas di scarico con vari effetti negativi sulla fluidodinamica nel caso di aspirati con collettori "buoni" o sul raffreddamento dei gas entranti in turbina nei turbo.

Prendiamo ora un motore turbo (benzina o diesel) di tipo "tradizionale" che, da quanto mi risulta, ha degli incroci delle valvole particolarmente stretti. Questo perchè bisogna evitare che i gas "freschi" entrati dalla valvola d'aspirazione, ad una velocità particolarmente elevata grazie al turbo, possano uscire direttamente dalla valvola di scarico, senza quindi rimanere in camera di combustione.
Essendoci quindi un incrocio minimo delle valvole, il fenomeno della sovralimentazione dinamica, citato nell'esempio precedente, sarà trascurabile. Ma ci sarà il fenomeno della sovralimentazione vera e propria, ottenuta dal turbocompressore.
Prima conclusione: per ottenere le prestazioni migliori, bisogna mettere il turbo nelle condizioni migliori.
Come si può fare?

- Sicuramente, allontanare (un pochino) il catalizzatore dalla turbina può risultare una mossa positiva, visto che il catalizzatore raggiunge temperature altissime.
Un turbo meno caldo invia, in aspirazione, aria più fresca.
L'aria più fresca ha una densità più elevata, quindi contiene, a parità di volume, maggiori molecole di ossigeno.
L'ossigeno, lo ricordo, è il comburente che consente la combustione.

Ma oltre ad agire sulle temperature del turbo, bisogna anche far girare più velocemente le pale della turbina:

[qimg]http://web.tiscalinet.it/R5GTturbo/Turbo_princ.gif[/qimg]

Per fare questo, si può agire a livello di scarico che, immagine alla mano, si trova a valle di ciò che è indicato con "uscita gas di scarico turbina" (nell'immagine, è in alto a destra).
Uno scarico strozzato, come è facile intuire, ha l'effetto di rallentare la turbina.
Meno contropressione c'è allo scarico, meno si rallenta la turbina, maggiori saranno le prestazioni.


Queste sono le mie conclusioni di carattere generale.
Poi è ovvio che ogni motore è un caso a sè.

Attendo vs pareri sulla mia analisi


Franz

La turbina non è una ventola su cui i gas di scarico soffiano.
E' uno scambiatore di pressione ed entalpia, cioè ricava energia oltre che dalla pressione, dal calore presente nei gas di scarico.
Per il discorso di cui sopra, se in fase di incrocio vai a sparare aria fredda nei gas di scarico, il rendimento del turbo cala.

Bisogna vedere il rapporto costi/benefici tra liberare lo scarico e no tra i vari motori, lasciando pari il resto...
Perchè un motore che perde tanta carica fresca dallo scarico perderà tanto, un motore con zero incrocio avrà solo benefici.

[Franzturbo]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

La sovralimentazione dinamica la fa la massa d'aria aspirata, non lo scarico.
Ed è quello di cui parlavo sopra, se il motore usa le onde di pressione/depressione, la lunghezza dei condotti insieme a ciò che le onde di pressione e depressione le crea/aumenta influisce sull'accordatura del motore.
La sovralimentazione dinamica aviene quando l'accordatura tra motore e onde fa si che l'onda di pressione proveniente dal/i condotti di aspirazione porta una pressione positiva nel cilindro appena prima che la valvola d'aspirazione chiuda.
In questo modo è possibile che il rendimento volumetrico sia superiore a 1.
Scordatelo su un motore stradale spinto...
Li si tende all'1 mentre i motori "comuni" arrivano a 0.7-0.8.

Liberando lo scarico su un motore che è nato con quello scarico non fa altro che far scappare dallo scarico stesso della miscela carburata o dell'aria nel caso di diesel o otto ID.
Questo raffredda i gas di scarico con vari effetti negativi sulla fluidodinamica nel caso di aspirati con collettori "buoni" o sul raffreddamento dei gas entranti in turbina nei turbo.


La turbina non è una ventola su cui i gas di scarico soffiano.
E' uno scambiatore di pressione ed entalpia, cioè ricava energia oltre che dalla pressione, dal calore presente nei gas di scarico.
Per il discorso di cui sopra, se in fase di incrocio vai a sparare aria fredda nei gas di scarico, il rendimento del turbo cala.

Bisogna vedere il rapporto costi/benefici tra liberare lo scarico e no tra i vari motori, lasciando pari il resto...
Perchè un motore che perde tanta carica fresca dallo scarico perderà tanto, un motore con zero incrocio avrà solo benefici.

Perfetto, ti ringrazio tanto per la precisazione...... Credo che la parte finale, che ho messo in neretto, sintetizza perfettamente le conclusioni del tuo discorso....

Franz

[Franzturbo]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

Caro VRC,
visto che qui la domenica è piovosa (e c'è poco da fare) ho appena beccato una discussione del 2006 in cui tu affermi:


"Per esperienza ti dico che se metti un tubo diretto con diametro grosso, non hai altro che da guadagnare sul Diesel...+ libero è e meno lag hai.(anche perchè i TD hanno una fase di incrocio valvole brevissima)
Io ho girato per qualche Km SENZA scarico (solo flessibile in uscita dal turbo che scaricava a terra), e la differenza si sentiva...poi ho fatto uno scarico diretto, senza kat nè silenziatori e ho perso poco, una cosa impercettibile solo a regimi + bassi.
Poi, per evitare di affumicare troppo i passanti e l'ambiente ho messo un kat metallico di derivazione Golf 4, e il lag è salito ancora di un pò...
Comunqe rispetto all'originale non c'è storia"...



La discussione è visibile su: http://www.elaborare.info/forum/vbul.../t-158598.html

[VRC]

Re: Contropressione allo scarico: aspirato VS turbo

Caro VRC,
visto che qui la domenica è piovosa (e c'è poco da fare) ho appena beccato una discussione del 2006 in cui tu affermi:


"Per esperienza ti dico che se metti un tubo diretto con diametro grosso, non hai altro che da guadagnare sul Diesel...+ libero è e meno lag hai.(anche perchè i TD hanno una fase di incrocio valvole brevissima)
Io ho girato per qualche Km SENZA scarico (solo flessibile in uscita dal turbo che scaricava a terra), e la differenza si sentiva...poi ho fatto uno scarico diretto, senza kat nè silenziatori e ho perso poco, una cosa impercettibile solo a regimi + bassi.
Poi, per evitare di affumicare troppo i passanti e l'ambiente ho messo un kat metallico di derivazione Golf 4, e il lag è salito ancora di un pò...
Comunqe rispetto all'originale non c'è storia"...



La discussione è visibile su: http://www.elaborare.info/forum/vbul.../t-158598.html

Trovi qualche incongruenza?

Oggi ho scritto "La turbina non è una ventola su cui i gas di scarico soffiano.
E' uno scambiatore di pressione ed entalpia, cioè ricava energia oltre che dalla pressione, dal calore presente nei gas di scarico.
Per il discorso di cui sopra, se in fase di incrocio vai a sparare aria fredda nei gas di scarico, il rendimento del turbo cala."

7anni fa (merda se passa il tempo...) "Per esperienza ti dico che se metti un tubo diretto con diametro grosso, non hai altro che da guadagnare sul Diesel...+ libero è e meno lag hai.(anche perchè i TD hanno una fase di incrocio valvole brevissima)"

Da giovinardo 25enne ero più drastico, e meno esperienziato.
Ciononostante, 3anni fa feci lo scarico che più rese sul TD, tutto in inox da 60mm con kat metallico e finale a canna forata.
Con turbo maggiorato (IHI VL11 proveniente da LanciaK 2.4TD) avevo poco più lag che con il Garrett T2 originale, e arrivavo a 1.8-1.9bar di sovralimentazione senza grandi problemi...a parte gli slittamenti di frizione.

Il concetto è lo stesso, il problema, visto a livello più ampio, comprende però altri tipi di motore turbo...come gli Otto