Nuovi motori turbo benzina | Pagina 2 | BMWpassion forum e blog

Nuovi motori turbo benzina

Discussione in 'Tecnica motoristica' iniziata da Did80, 17 Gennaio 2011.

  1. thewizard

    thewizard Secondo Pilota

    621
    529
    19 Dicembre 2009
    Reputazione:
    190.533.545
    530D E39 auto; Xantia Activa2.0; XM2.1
    NON E' TECNICAMENTE POSSIBILE per questioni indissolubilmente legate al rendimento

    se si fanno le prove alla massima ammissione (=acceleratore tutto giù) i consumi sono vergognosi

    ecco, questa è una verità

    Fabio
     
  2. MrAsp

    MrAsp Direttore Corse

    2.188
    56
    2 Aprile 2006
    Reputazione:
    22.605
    320i
    Non capisco per quale motivo non possa essere vero che un motore consumi meno combustibile ma allo stesso tempo riesca ad esprimere una maggiore pme rispetto ad un altro.

    Non è che tot benzina iniettata è sempre uguale a una certa pme...:wink:

    A pieno carico sono dei lavandini, sicuro.

    Ma lo sono anche i motori che vanno a sostituire.
     
  3. thewizard

    thewizard Secondo Pilota

    621
    529
    19 Dicembre 2009
    Reputazione:
    190.533.545
    530D E39 auto; Xantia Activa2.0; XM2.1
    la spiegazione, semplicemente, è questa:

    non può essere vero che un motore turbobenzina consumi meno di un benzina aspirato

    infatti, per i motori turbobenzina occore MAGGIORE combustibile a parità di potenza erogata

    si chiama rendimento, e DIMINUISCE al crescere della pressione assoluta di sovralimentazione e della potenza ottenuta da un dato motore

    la tua frase diventa, per assurdo

    ad un TOT di benzina iniettata, la PME diminuisce all'aumentare della potenza ottenuta in funzione della sovralimentazione

    strano eh?

    perchè credi le F1 turbo siano morte? ci si era accorti che lo sviluppo era impossibile e drammaticamente costoso, ed i consumi salivano vertiginosamente per una manciata di cavalli in più (tanto di cappello a chi tirava fuori 1100CV da un 1500 sovralimentato che durava 6 ore!)

    beh, vedi, un motore di grossa cilindrata "tappato" sviluppa più coppia ed ha un migliore rendimento a tutti i regimi

    la prova: i motori aereonautici a pistoni, alimentazione benzina, non turbo, hanno TUTTI rendimenti piuttosto elevati (=consumi bassi) nonostante la cilindrata considerevole, e se fai caso la potenza è molto ridotta in proporzione, ma la coppia è sempre piuttosto alta...

    in altre, semplici parole

    il benzina aspirato con cilindrata unitaria intorno a 400-600cc ha dei rendimenti piuttosto interessanti, generalmente più alti dell'ipotetico, stesso motore sovralimentato (turbo)

    (ammettiamo per amore di discorso che il motore turbo sia ESATTAMENTE UGUALE al motore aspirato come componentistica, attriti interni, rendimento volumetrico eccetera)

    orientativamente devi considerare 240gr/CV/ora dell'aspirato contro i 270gr/CV/ora del turbo, nelle MIGLIORI condizioni ideali e a parità di potenza erogata

    appena ti sposti dalle condizioni migliori, ovvero massima ammissione (=gas spalancato) in regime di coppia, il motore, usato(=misurato) a tutte le aperture del gas esibisce curve tridimensionali di rendimento in funzione dell'ammissione che hanno tutte un andamento a sella (più pronunciato a MINORE ammissione) che trovano tutte il massimo sulla sinistra ai regimi minimi, con peggioramenti del rendimento anche del 100% (440gr/CV/ora), e rapida risalita verso destra con peggioramenti del rendimento del 30-40% sugli aspirati e sino al 50-80% dei turbobenzina. il punto di migliore rendimento complessivo si trova, grossomodo, ai giri corrispondenti a 1/3 differenza regime di Cmax e quello di Pmax (calcolati alla massima ammissione).

    ammesso di voler ottenere sempre più potenza dallo stesso motore, la curva del rendimento (inteso come consumo specifico) si impennerebbe sulla destra subito dopo il regime di coppia, con valori anche superiori al doppio di quelli registrati in regime di coppia

    insomma, 500gr/CV/ora ovvero il dimezzamento del rendimento sono alla portata di un semplice, modesto incremento di potenza massima ottenuto dallo stesso ipotetico motore

    è fisica, non baubau-miciomicio: non c'è modo di migliorare allo stato attuale della tecnologia, se non innalzando pericolosamente le temperature di funzionamento e riducendo drasticamente gli scambi termici con l'esterno del motore (=resistenza compromessa e durata estremamente ridotta del propulsore)

    i motoristi sanno BENISSIMO come vanno queste cose: i motori turbo benzina sviluppati nell'ottica downsizing sono OCULATAMENTE progettati in tutt'uno con la trasmissione e con molta attenzione all'aereodinamica di QUEL SPECIFICO veicolo, la curva di coppia viene AMPIAMENTE piegata al volere elettronico imposta della gestione motore, pena il gorgo nel serbatoio ad ogni movimento del piede destro

    posso aggiungere che la curva di coppia a massima ammissione, quella solitamente pubblicata sul grafico di massima potenza, non consente assolutamente di conoscere nè ipotizzare quale sia il vero comportamento "naturale" di quel motore.

    Fabio/che mai comprerebbe un turbobenzina downsized
     
    Ultima modifica di un moderatore: 19 Gennaio 2011
  4. MrAsp

    MrAsp Direttore Corse

    2.188
    56
    2 Aprile 2006
    Reputazione:
    22.605
    320i
    Tu parli di rendimenti, ma non specifichi di che rendimento si tratti.

    Dici, poi, che a parità di pme erogata un motore sovralimentato brucerà una quantità di combustibile sempre e comunque maggiore rispetto ad un aspirato.

    Non sono d'accordo, dato che molto se non tutto dipende da come avviene la combustione.

    Non vedo perchè un motore turbocompresso non possa avere una combustione migliore rispetto ad un motore aspirato...

    E' vero che il consumo specifico ha il suo massimo nell'intorno del regime di coppia massima, ed è vero che peggiora nelle altre condizioni (ho ben presente come è fatta una mappa di consumo specifico), ma mi sembra assurdo sostenere che non si possa fare niente per migliorare.

    Tutte gli studi dei moti interni al cilindro, al fine di migliorare la combustione, dove li lasciamo?

    Io un turbobenzina downsized lo comprerei, soprattutto se l'alternativa è un motore aspirato privo di coppia dove effettivamente serve.

    Chiaro, si tratta di auto per uso giornaliero.

    Per uso ludico non comprerei assolutamente uno di questi motori.
     
  5. thewizard

    thewizard Secondo Pilota

    621
    529
    19 Dicembre 2009
    Reputazione:
    190.533.545
    530D E39 auto; Xantia Activa2.0; XM2.1
    rendimento termodinamico del motore

    ergo

    tanta benzina metti, tanta energia ricavi

    ecco perchè si parla di gr/CV/ora

    tanti grammi di benzina ogni cavallo erogato per un'ora

    il problema è il rendimento del motore turbocompresso

    è INDISPENSABILE aggiungere un po' di benzina per abbassare le temperature di combustione che diversamente salirebbero vertiginosamente con l'aumentare della pressione assoluta di sovralimentazione

    in poche semplici parole

    devi fornire della benzina che non parteciperà alla combustione ma servirà soo per raffreddare il motore "dall'interno" (calore latente di evaporazione)

    per quanto poca sia, non partecipa al bilancio energetico, di conseguenza il rendimento si abbassa tanto più spremi il motore

    su qualsiasi testo di motoristica troverai _ampiamente_ spiegato questo concetto

    dovresti avvicinarti al ciclo ideale, materiali ideali, temperature ideali, scambi termici ideali (pressochè nulli) e COMUNQUE rimane il problema della benzina in più utilizzata SOLO per abbassare la temperatura di combustione

    credi che Ferrari, nell'ultimo anno dell'epoca turbo in F1, abbia rispolverato l'iniezione di acqua per puro caso? :wink:

    (MOLTO A SPANNE) tanto per avere un'idea

    1 grado in più di anticipo accensione aumenta 6-7°C sulla candela e 4-5°C in camera combustione (e aumentano gli NOx)

    1 punto di miscela più ricca oltre il rapporto stechiometrico aumenta 4-5°C sulla candela e 2-3°C in camera combustione (e le valvole di scarico ne soffrono maggiormente)

    0,1 bar di sovrapressione assoluta aumenta 8-10°C la temperatura candela e 6-8°C in camera combustione (e le bielle non ringraziano)

    GROSSOMODO per mantenere circa invariate le condizioni termiche occorre arricchire il titolo del 3-5% per ogni punto summenzionato

    sempre molto a spanne

    teoricamente dallo stesso (ipotetico, ideale, perfettissimo) motore aspirato trasformato in turbo puoi raddoppiare la potenza pagando lo scotto di un consumo circa triplo

    il problema non è migliorare la combustione, ma RAFFREDDARE il cilindro, pistone, testa e valvole!!!

    io prenderei un bel 3.0 6L rimappato "ad hoc"

    non hai idea di quanto possa migliorare un benzina SOTTOcoppia

    un generico motore a benzina aspirato di media cilindrata esibisce una piacevole coppia ai bassi regimi non (tanto)dissimile da quella di un diesel aspirato

    credo il tuo discorso sia condizionato dai veicoli che hai provato: sicuramente con marce troppo lunghe e tarature (anticipi, carburazione) troppo conservativi (come, tra l'altro, è giusto che sia per uso generico).

    Fabio

    PS non sono talebano dei TD ad oltranza, ma il turbobenzina ha dei limiti invalicabili
     
    Ultima modifica di un moderatore: 20 Gennaio 2011
  6. Did80

    Did80 Kartista

    130
    1
    1 Marzo 2010
    Reputazione:
    15
    Bmw 320d 163cv Attiva nera
    Caro thewizerd,

    dal punto visto tecnico non contesto quello che hai scritto, anche perchè non ho conoscenze specifiche del settore :redface:

    Però guardando il mercato attualmente, almeno per utilitarie e medie, vedo molto più interessanti questi motori piccoli (1.2, 1.4) turbo di altri motori benzina più grandi aspirati. Promettono consumi minori, ottime prestazioni, costi d'acquisto interessanti e permettono assicurazioni meno costose.

    Poi che un motore aspirato possa essere più valido di uno turbo ok, ma se guardo ora un listino nei modelli in cui sono presenti sia motori aspirati sia turbo noto che quest'ultimi sono molto più vantaggiosi.

    Parlo delle sole versioni benzina, non faccio confronti con i diesel
     
  7. thewizard

    thewizard Secondo Pilota

    621
    529
    19 Dicembre 2009
    Reputazione:
    190.533.545
    530D E39 auto; Xantia Activa2.0; XM2.1
    il mercato è gravemente bacato dal regime fiscale

    le promesse dei consumi, posso assicurarti, non sono rispettate per motivi tecnici insuperabili

    :-k

    dimmi quali sarebbero i vantaggi, a parte il regime fiscale

    Fabio
     
  8. 5amuel

    5amuel Amministratore Delegato BMW

    4.542
    338
    11 Giugno 2007
    Reputazione:
    151.731
    una scatola qualunque
    è anche una questione di abitudine, con il proliferare dei td su tutte le vetture ti abitui ad uno stile di guida ben diverso da quello che avevi con i benza. Quando guido la macchina benza di mia moglie mi sembra ferma, non sento la coppia e non sono abituato a dover andare a cercare le prestazioni nella fascia alta del contagiri. il 1.4 da 122 cavalli della golf come guidabilità è pari se non superiore al vecchio 1.9 105 cavalli. Aggiungigi poi che sul benza 1.4 l'assicurazione è irrisoria rispetto al 1.9diesel e che ormai prendono diesel anche quelli che fanno 10.000 km/anno e ti spieghi il perchè di queste motorizzazioni
     
  9. Did80

    Did80 Kartista

    130
    1
    1 Marzo 2010
    Reputazione:
    15
    Bmw 320d 163cv Attiva nera
    Ecco i vantaggi:

    1. i consumi sono inferiori di un motore aspirato di pari potenza. Ho capito la tua spiegazione tecnica di prima, ma se guardi i consumi dichiarati un 1.2turbo consuma meno di un 1.4 aspirato di potenza inferiore. ok che i valori dichiarati non sono veri, ma dato che questo vale per entrambe le motorizzazioni alla fine comunque, in base all'offerta del mercato attuale, il turbo consuma meno.
    2. prestazioni migliori magari non per accelerazione che i valori restano simili, ma per ripresa sicuramente
    3. prezzi d'acquisto interessanti in relazione alla potenza
    4. vantaggi assicurativi

    Ripeto, non sto facendo una guerra aspirato contro turbo, io guardo quello offerto dal mercato. Mi sembra evidente che il turbo sia il motore a benzina del momento, infatti molti modelli offrono quasi esclusivamente motori turbo.

    Poi che sia la strada corretta o meno io non lo so, forse hai ragione tu a dire che bisogna puntare sugli aspirati.

    Però se devo andarmi a comprare una polo, ibiza, mito, bravo, fabia, clio ecc. a benzina se guardi i listini vedrai che sono migliori le versioni turbo
     
    Ultima modifica di un moderatore: 20 Gennaio 2011
  10. MrAsp

    MrAsp Direttore Corse

    2.188
    56
    2 Aprile 2006
    Reputazione:
    22.605
    320i

    E' vero che si inietta più benzina per abbassare le temperature, ma come sai questo avviene solo in determinate condizioni.

    Infatti non è assolutamente possibile operare in questo senso, ad esempio, in punti di funzionamento che vengono raggiunti durante il ciclo di omologazione: si avrebbero delle emissioni di HC esagerate anche considerando la post ossidazione che avviene nello scarico.

    A pieno carico, invece, è prassi comune far girare il motore "grasso" per abbassare le temperature.

    Stiamo però parlando di una condizione di pieno carico, non della totalità dei punti di funzionamento.

    Non è che col turbo devi sempre stare lì ad abbassare le temperature, eh.:wink:

    Tu parli di motori aspirati di grossa cilindrata con potenze irrisorie (rispetto agli standard odierni) ed elevati valori di coppia a regimi molto bassi.

    Conosco il tipo di propulsore: tra le altre guido una polo con un 1,4 da 60 cavalli.

    Ottima coppia in basso, molto reattiva e con consumi relativamente contenuti.

    Peccato che dopo i 4000-4500 giri muoia. Decisamente fastidioso anche solo provare a correrci.

    Discorso consumi: stando attenti si fanno i 13 scarsi in città e 16 abbondanti in statale. In autostrada si viaggia intorno ai 14.

    Non male per essere un'auto di 12 anni fa, ma le attuali vetture con piccoli turbo sono più prestanti e riescono a consumare meno.

    Direi che il miglioramento c'è stato.
     
  11. *Fede*

    *Fede* Presidente Onorario BMW

    7.239
    362
    13 Agosto 2007
    Reputazione:
    344.286
    320d Touring E46
    Piccoli motori validdissimi per utiitarie o poco più,questo credo....

    Downsizing,consumi,emissioni...sono alcuni elementi che valgono come già detto per questi impatici motori...morbidi e con ottimi rendimenti per la cilindrata...elastici,insomma,adattissimi per il loro scopo....ma i piccoli turbo del passato,sono tutta un'altra storia:wink:
     
  12. thewizard

    thewizard Secondo Pilota

    621
    529
    19 Dicembre 2009
    Reputazione:
    190.533.545
    530D E39 auto; Xantia Activa2.0; XM2.1
    SOLO&SOLTANTO nel ciclo di omologazione, che prevede carichi piuttosto bassi dove il turbo ha poca influenza = arricchimento del titolo trascurabile
    andiamo in montagna con la stessa macchina di 5 anni fa, mettiamo un 1.6 aspirato, ed il modell nuovo, mettiamo un 1,2 turbo, pari potenza.

    (non faccio nomi, trova l'esempio che più ti piace)

    poi mi racconti

    SOLO&SOLTANTO nel ciclo di omologazione, vedi sopra. andiamo su strada, pari condizioni di uso (prove incrociate stile 4R) ed avrai lampante dimostrazione contraria


    è il mercato bacato del momento



    passerà presto


     

     


    per il resto siamo daccordissimo!:biggrin:


     


    in gamba



    Fabio
     
    Ultima modifica di un moderatore: 21 Gennaio 2011
  13. thewizard

    thewizard Secondo Pilota

    621
    529
    19 Dicembre 2009
    Reputazione:
    190.533.545
    530D E39 auto; Xantia Activa2.0; XM2.1
    vera la prima parte, quasi sbagliata la conclusione: non hai idea QUANTO fanno i catalizzatori...

    ovvi onon si può avere tutto: o tiri fuori una bella coppia in basso e sopra...nisba, però consumi mediamente poco (ed è ilmotore per la stragrande maggioranza di utenti) oppure fai un bel motore rabbioso e godibile in pista per pochi, quando vai piano consuma poco ma non rende un accidente, in pista canta e beve come-non-so-cosa, però siamo in pista... :biggrin:

    trova (magari su stesso modello di veicolo) motori di pari potenza con gli attuali downsized turbo, poi ci andiamo a fare un giro su strada. i milgioramenti ci sono stati, indubbiamente! ma il rendimento dei benzina, soprattutto turbo, è inchiodato a certi valori e si "rosicano" milgioramenti veramente microscopici...

    che siano divertenti da guidare non c'è dubbio, ma a questo punto possiamo fare un intelligente passo indietro, guardando -ad esempio- i TCT dei francesi (benzina TurboCostantTorque), dove la pressione di sovralimentazione era modestissima ((0,4bar) ed il motore era godibilissimo e poco assetato, con una curva di coppia (e titolo = consumo specifico) molto addomesticata ma non per questo penalizzante nella guida più briosa (no uso pista, of course...)

    :biggrin:

    Fabio
     
  14. MrAsp

    MrAsp Direttore Corse

    2.188
    56
    2 Aprile 2006
    Reputazione:
    22.605
    320i
    I catalizzatori hanno l'assoluta necessità, per essere efficienti, che il motore lavori con un alfa molto prossimo al valore stechiometrico.

    Altrimenti non c'è verso che facciano correttamente il proprio lavoro.

    Per questo nelle condizioni di ciclo di omologazione il rapporto stechiometrico è attentamente controllato e regolato.:wink:

    A pieno carico (fuori dal ciclo) la questione è diversa.

    Nella normale guida di tutti i giorni, però, difficilmente si va a pieno carico.

    Fortunatamente la ricerca è andata avanti, e con i sistemi di fasatura e ultimamente alzata variabile è possibile avere un motore che si adatti piuttosto bene all'utilizzo sia ad alti che a bassi regimi.

    Il rendimento intrinseco del motore a combustione interna rimane più o meno sempre quello, decisamente basso peraltro.

    Si cerca di fare quello che si può, tenendo d'occhio anche costi e normative varie.

    Gli attuali turbo sono proprio come quelli che descrivi tu: hanno una curva di coppia quasi piatta, che risulta tra l'altro decisamente più estesa (come range di giri) rispetto ad un classico turbo diesel.:biggrin:
     
  15. Did80

    Did80 Kartista

    130
    1
    1 Marzo 2010
    Reputazione:
    15
    Bmw 320d 163cv Attiva nera
    Per capire... in caso di un uso intenso del propulsore il turbo consuma di più di un'aspirato di pari potenza.

    Ma in caso di un'uso tranquillo e mirato al risparmio quale consuma meno?
     
  16. Harlockss

    Harlockss Kartista

    234
    4
    22 Aprile 2009
    Reputazione:
    187
    Bmw 120d coupé (e82)
    rispettando i limiti della strada i consumi sono buoni. Ma ho l'impressione che se si esagera appena, per tenere un'andatura costante e elevata si sfiorano i consumi di un 2000 benzina vecchio stampo
     
  17. thewizard

    thewizard Secondo Pilota

    621
    529
    19 Dicembre 2009
    Reputazione:
    190.533.545
    530D E39 auto; Xantia Activa2.0; XM2.1
    se alfa molto prosismo va da 10 a 35, capisci che...:wink:

    (prova a guardare DOVE sono posizionati i catalizzatori lungo la linea di scarico :wink:)

    questo non cambia affatto il problema della combustione, ma migliora solo il "respiro" (=coefficiente di riempimento) del motore

    guarda che un rendimento molto buono 240gr/CV/ora a piena ammissione significa meno del 20% (nergia mecanica ricavata/energia benzina immessa) a carico parziale lo stesso motore può andare tranquillamente intorno a 300-320gr/CV/ora

    ma la curva di coppia, in questo caso, non è quella intrinseca del motore, ma viene piuttosto "pilotata" (=> non è la risultante della curva dei migliori rendimenti fluidodinamici, termici, meccanici) forzando acun parametri a favore di altri

    Fabio
     
  18. MrAsp

    MrAsp Direttore Corse

    2.188
    56
    2 Aprile 2006
    Reputazione:
    22.605
    320i
    La finestra di alfa utili ai fini del catalizzatore a tre vie (quello che si usa al giorno d'oggi) è molto più ristretta: si va dal 14,5 circa al 14,6 abbondante.

    In questa area si riesce ad arrivare all'80% dell'efficienza del cat.

    Magari funzionasse correttamente anche per alfa molto elevati!

    Il posizionamento, poi, è solo funzione della temperatura di light off. Prima si scaldano e meglio è.

    Migliorando il coefficiente di riempimento puoi ovviamente erogare più coppia.

    Ciò non toglie, comunque, che variando l'alzata della valvola (rispetto a velocità motore e posizione pistone) si riesca a modifcare i moti caratteristici dell'aria che entra nel cilindro, variando di conseguenza le caratteristiche del processo di combustione.

    Rendimento del 20% circa, che è appunto un valore piuttosto basso, dato che l'80% dell'energia che il combustibile può fornire viene buttato via, sotto forma principalmente di calore.

    In che senso dici che la curva di coppia è pilotata?

    Ovviamente c'è un turbo che soffia, quindi la curva di coppia è direttamente dipendente da come questo componente è tarato.
     
  19. Slingshot

    Slingshot Collaudatore

    347
    30
    16 Aprile 2010
    Reputazione:
    1.772
    M3 E30
    La curva di coppia e' tagliata su misura per il cambio. I cambi sono dimensionati rispetto alla coppia trasmessa, ergo il motore non DEVE fornire piu' di quello che il cambio sopporta.

    Il rendimento del turbo mi suona molto strano che sia inferiore all'aspirato perche' in aspirazione il turbo gia' produce lavoro utile, mente l'aspirato ne consuma.

    I problemi di calibrazione del titolo per raffreddare la carica sono comuni ad aspirato e turbo: entrambi in pieno carico girano ad un lambda di 0,80 abbondante, e in stechiometrico su gran parte della mappa. Entrambi per altro con l'iniezione diretta si aiutano molto...

    Vero e' che nella guida schiacciando a fondo il turbo consuma di piu', ma perche' va anche di piu': la maggior coppia la tira fuori dalla maggior quantita' di benzina che brucia...

    Un'ultima nota per il discorso temperature: il titolo di miscela influenza molto le temperature allo scarico, molto meno quelle candela. L'anticipo invece influenza molto entrambe come gia' scritto...:wink:
     
  20. MrAsp

    MrAsp Direttore Corse

    2.188
    56
    2 Aprile 2006
    Reputazione:
    22.605
    320i
    Concordo.

    Purtroppo sono sempre di più i motori che sono "limitati" dalla resistenza del cambio.#-o
     

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