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Convegni ATI - Accesso riservato soci CTI

Analisi funzionale di un elettro-iniettore per sistema di iniezione Common Rail

Pubblicazione


Autore: D. Baccolini, M. Borghi, M. Milani, S. Falfari, A. Mazza

Collana: CA - 56 - Napoli 2001

Note:
In questo lavoro vengono presentati alcuni dei risultati ottenuti durante lo studio del comportamento dinamico di un elettro-iniettore per applicazioni Common Rail, facente parte del sistema di iniezione presente a bordo di un motore Diesel 4 cilindri di elevata potenza specifica.
Nella prima parte, il lavoro presenta il modello numerico adottato per lo studio del comportamento dinamico di un elettro-iniettore di corrente impiego industriale (BOSCH), realizzato utilizzando un codice di calcolo specificatamente sviluppato per lo studio di sistemi idraulici sottoposti a veloci transitori di comando.
Successivamente, vengono proposti i risultati ottenuti applicando allo stadio di comando elettro-idraulico dell’iniettore alcune delle strategie di comando e controllo disponibili nella mappatura standard della centralina elettronica presente a motore. L’analisi dell’influenza del ciclo di comando sulle caratteristiche di funzionamento dell’elettro-iniettore viene eseguita con riferimento al comportamento temporale di alcune delle variabili di maggior interesse progettuale, quali gli spostamenti dell’ancora dello stadio di comando e dello spillo di iniezione, la pressione nella camera di controllo e nel pozzetto di iniezione, la portata e la massa iniettate per ciclo.
Questa prima parte dello studio viene conclusa da una verifica numerico/sperimentale della massa iniettata per ciclo al variare del regime di rotazione e della pressione media nel rail, con lo scopo di determinare l’affidabilità, la ripetibilità ed i limiti del modello numerico adottato.
La generale attendibilità delle previsioni numeriche, soprattutto in termini di massa iniettata per ciclo, permette di utilizzare le informazioni precedentemente introdotte per determinare le caratteristiche di efflusso del combustibile dai fori di iniezione, quali ad esempio il coefficiente di efflusso, la velocità media del fluido e l’area effettiva nella sezione di uscita dall’iniettore. Nel lavoro vengono presentati e
discussi i risultati ottenibili applicando tre modelli di efflusso disponibili in bibliografia.
La seconda parte del lavoro è dedicata alla verifica del funzionamento dell’elettro-iniettore una volta inserito nel sistema di iniezione di un motore 4 cilindri. Il modello numerico precedentemente adottato per lo studio del comportamento dell’elettro-iniettore viene inserito in un modello sviluppato per simulare l’intero sistema di iniezione di un motore ad accensione spontanea soggetto a condizioni di funzionamento “reali”, coinvolgente sia il ciclo di comando applicato alla valvola di regolazione della pressione nel Rail (presente sulla linea di mandata della pompa di iniezione di alta pressione), sia un’opportuna fasatura dei comandi imposti ai quattro elettro-iniettori coinvolti.
Il funzionamento del sistema di iniezione viene poi analizzato con lo scopo di evidenziare come, all’interno di un ciclo di iniezione, il duty cycle imposto dalla centralina elettronica alla valvola di regolazione della pressione nel rail possa imporre ai quattro iniettori un comportamento differente, e come la portata e la massa iniettate per ciclo risultino variabili da iniettore ad iniettore.


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