Analisi sperimentale dell'influenza dell'iniezione pilota sulla combustione, sulle emissioni inquinanti e sui consumi per un motore Diesel common rail

Tradizionalmente il motore Diesel, fin dalle sue prime applicazioni, è stato sempre considerato molto efficiente ma anche rumoroso e inquinante, soprattutto per quanto riguarda le emissioni di NOx e di particolato; queste caratteristiche ne hanno sempre condizionato l’uso o, quantomeno, lo ha reso più difficoltoso. Il motore Diesel è caratterizzato da una notevole eterogeneità del processo di combustione e l’introduzione del sistema di iniezione Common - Rail ha offerto opportunità di controllo perseguibili al fine di risolvere questi “storici” problemi. Nella fase sperimentale, a cui fa riferimento questo lavoro, è stata performata l’iniezione pilota e i vari regimi motore sono stati ottenuti a parità di anticipo dell’iniezione principale e pressione di iniezione. Si è cercato di valutare l’effetto dell’anticipo e della durata dell’iniezione pilota sulla dinamica della combustione, elaborando la curva di rilascio del calore dal segnale di pressione in camera di combustione, e sono stati valutati gli effetti sui consumi e sulle relative emissioni inquinanti e di particolato, campionandoli lungo il collettore di scarico. I risultati sperimentali hanno rilevato che l’utilizzo dell’iniezione pilota produce derivate meno elevate relative all’evoluzione della pressione, consentendo un rilascio del calore più graduale; questo consente di diminuire sensibilmente la temperatura massima raggiunta in camera di combustione, con indubbi benefici sulla formazione dei NOx ma comportando una maggiore fumosità per effetto di una bassa ossidazione del soot formatosi. Inoltre, a parità di tempo di iniezione, i maggiori valori di opacità si raggiungono in genere ai più bassi anticipi di iniezione. E’ stato inoltre trovato sperimentalmente che l’anticipo e la durata dell’iniezione pilota influenzano fortemente l’accensione della stessa; in particolare il ritardo si riduce maggiormente in corrispondenza di bassi valori dell’anticipo e di maggiori durate della pilota stessa. Tuttavia, l’effetto dell’anticipo della pilota piuttosto che quello della durata è evidente sul ritardo d’accensione della pilota, mentre l’effetto di entrambi le variabili sul ritardo d’accensione dell’iniezione principale è meno significativo. Questi trend si sono mostrati simili al variare del numero di giri e del carico imposti.