Iniezioni d'acqua nell'aspirazione (BMW M4 MotoGP Safety Car)

[milalor]

Le prestazioni ottenibili da un motore a combustione sono limitate da diversi fattori, tra cui la temperatura di processo nella camera di combustione. Se si supera questa temperatura, il risultato è combustione incontrollata (knocking) e quindi una perdita di prestazioni e, nel caso peggiore, costosi danni al motore. Ciò è particolarmente importante quando il motore è sovralimentato, quando l’aria di aspirazione è già riscaldata intensamente dal compressore del turbocompressore.Un intercooler fa in modo di abbattere le temperature se necessario, ma anche questo ha dei limiti fisici. A seconda del design e delle dimensioni del sistema di raffreddamento e dell’aerodinamica della vettura, l’aria di aspirazione raggiunge temperature che sono appena al di sotto delle temperature massime consentite. Aumentare la pressione di sovralimentazione supererebbe il limite di battito in test e non è quindi uno strumento efficace per aumentare le prestazioni.

BMW M Division ha una soluzione: iniettare acqua nebulizzata nel collettore di aspirazione in modo da ridurre nuovamente e significativamente la temperatura dell’aria di combustione.

La temperatura dell’aria che arriva così dall’intercooler è maggiormente raffreddata riducendo così la possibilità di battito in testa, rendendo possibile portare il punto di innesco della scintilla più avanti e quindi più vicino al valore ottimale. Ciò rende il processo di combustione più efficace ed allo stesso tempo riduce la temperatura di combustione. D’altra parte, l’aria fresca ha una densità maggiore che aumenta il contenuto di ossigeno nella camera di combustione. Ciò si traduce in una pressione media superiore durante il processo di combustione ed a sua volta ottimizza le prestazioni e la coppia. Infine, il raffreddamento interno efficace della camera di combustione riduce la deformazione termica su numerosi componenti. Questo non solo impedisce danni a pistoni, valvole di scarico e catalizzatori, ma riduce anche la tensione sul turbocompressore, sottoposto ad abbassare le temperature di scarico. Le temperature di processo inferiori riducono anche la formazione di sostanze pericolose, in particolare l’ossido di azoto (NOx) . Iniezione dell’acqua migliora, di conseguenza, notevolmente l’efficacia del motore. Usando l’iniezione di acqua per aumentare il limite di battito in testa, aiuta anche a risolvere sostanzialmente un conflitto nella progettazione motori ad alte prestazioni: coadiuvare prestazioni e consumo che non sono determinate solamente dal rapporto di compressione. Questo vale anche, in particolare, per i motori turbo come il 6 cilindri in linea BMW M TwinPower Turbo.

Grazie ad un elevato rapporto di compressione, questo motore è altamente efficiente e vanta bassi consumi, specialmente nel campo di carico parziale. Tuttavia, il rapporto di compressione massimo è limitato dalla tendenza al battito in testa quando utilizzato ad alti carichi.

L’iniezione d’acqua è anche estremamente vantaggioso qui, in quanto riduce la tendenza per il motore a battere, mentre allo stesso tempo consente di aumentare il rapporto di compressione.

In questo modo, il motore turbo può raggiungere prestazioni ottimali in una vasta gamma di punti operativi.

Gli ingegneri della BMW M Division hanno optato per un layout con tre valvole di iniezione nel plenum della camera di aspirazione, ogni iniettore serve due di sei cilindri del motore.

Questa soluzione garantisce una distribuzione molto equa e consente inoltre al sistema di essere progettato in modo compatto. Situato nel bagagliaio della BMW M4 MotoGP Safety Car è un serbatoio di acqua con un volume lordo di circa cinque litri, che ospita la pompa dell’acqua, sensori e valvole.

Il sistema di pompa è completa di sensori ed elementi attuatori, sono controllati dall’elettronica del motore, che sono stati aggiornati di conseguenza. In pratica, la pompa alimenta gli iniettori ad una pressione di dieci bar, il cui volume di iniezione è fornito in funzione del carico, della velocità del motore e della temperatura. Questo assicura che il consumo di acqua sia ridotto al minimo.

In azione sulla pista, è sempre necessario riempire il serbatoio di acqua ogni volta che la macchina deve fare rifornimento. Durante il funzionamento normale, gli intervalli tra le ricariche acqua sono notevolmente più lungo, a seconda dello stile di guida. Anche quando si guida veloce in autostrada, è solo necessario riempire il contenitore dell’acqua all’incirca ogni cinque soste per rifornimento. Per assicurare che il sistema sia adatto per uso quotidiano, non richiede alcuna manutenzione aggiuntiva. Per motivi di sicurezza, l’acqua BMW M, iniezione lavora con un sofisticato sistema di diagnosi automatica.

Se il serbatoio dell’acqua è vuoto o parti del sistema hanno dato problemi, saranno prese misure adeguate per proteggere il propulsore. La pressione di sovralimentazione ed il punto di accensione raggiunte con l’iniezione d’acqua vengono annullate, permettendo così continuità di funzionamento del motore, senza alcuna restrizione sulle prestazioni. Tuttavia, una vasta gamma di misure garantisce anche la funzionalità del sistema durante il normale funzionamento. Dopo che il motore è stato spento, l’acqua viene trasportata indietro dalla tubazione al serbatoio, in modo da evitare che i componenti del sistema di congelino a temperature al di sotto dello zero.

Il serbatoio d’acqua stesso è schermato contro il gelo.

Via http://www.bmwnews.it/bmw-m4-moto-gp-safety-car-la-novita-e-nellacqua/

Iniezioni d'acqua nell'aspirazione per il raffredamento

Quella che sta per iniziare è la diciassettesima stagione di partnership tra la Dorna, ente che organizza la MotoGP, e la BMW M, che dal 1999 fornisce le safety car per le gare iridate. L'accordo, rinnovato proprio lo scorso autunno fino al 2020, prevede per quest'anno lo schieramento della nuova BMW M4. Iniezioni d'acqua per il raffreddamento. La versione del modello sviluppata per la MotoGP porta al debutto un sistema di iniezione d'acqua, capace secondo la Casa di ridurre i consumi e contemporaneamente aumentare le prestazioni del motore. La BMW ha anticipato il futuro di serie del sistema, su un prossimo modello BMW M.

Giù le temperature. L'iniezione d'acqua della M4 MotoGP Safety Car rientra in un sistema specifico per il raffreddamento, che prevede la vaporizzazione del liquido nei condotti d'aspirazione, e consente di abbassare le temperature dell'aria in ingresso, riducendo di conseguenza i valori a cui lavora il motore. Più prestazioni, meno NOx. I benefici sono molteplici, dalla riduzione del rischio di detonazione al miglioramento della compressione, sia per il momento di ingresso del turbo sia per la possibilità di farlo funzionare a una pressione più elevata. Da ricordare, inoltre, che con temperature più basse scendono anche i livelli degli ossidi d'azoto (NOx).

Serbatoio supplementare. La M4 che farà da safety car quest'anno, è dotata di un serbatoio supplementare da cinque litri nel bagagliaio, che ospita anche pompa dell'acqua, sensori e valvole dell'impianto. Il tutto è gestito dall'elettronica che governa il motore, e che manda l'acqua agli iniettori con una pressione di 10 bar, regolandone il volume a seconda delle condizioni di carico dell'unità.

La frequenza dei pieni...d'acqua. Gli intervalli per i rifornimenti d'acqua in pista, afferma la BMW, sono brevi, ma su strada, anche nell'uso intenso, non ci sarà bisogno di fare il "pieno" se non ogni cinque rifornimenti di benzina. Fabio Sciarra

QUATTRORUOTE mobile

Lo inserisco qua perché vorrei capire meglio il sistema. Il tutto sostituisce l'intercooler? Acqua nel motore? Possibili controindicazioni?

Modificato 16 Febbraio 2015 da J-Gian

[ISO-8707]

Hanno rispolverato il MW50?

Se non si vedesse l'immagine

Articolo da cui è tratta l'immagine: http://www.autocar.co.uk/car-news/motorsport/bmw-m4-motogp-safety-car-revealed

[jeby]

Tipo Giulia GTAm .. O era la Giulia GTA SA? Boh, una delle due.

[ISO-8707]

Tipo Giulia GTAm .. O era la Giulia GTA SA? Boh, una delle due.

Dovrebbe essere la seconda.

[Wilhem275]

[TonyH]

Al museo Alfa, ci spiegarono che la storia del "abbassare le temperature" era in realtà un errore.

Si iniettava perché l'acqua ha un rapporto di espansione molto elevato.

Modificato 14 Febbraio 2015 da TonyH

[stev66]

Io sapevo che iniettare acqua e metanolo serviva per

abbassare la temperatura dell'aria di aspirazione* con maggiore rendimento totale

recuperare energia termica , tramite evaporazione ed espansione

*ovviamente in motori compressi.

[xyzteam]

E' una pratica che si usa sui turbogas (più precisamentesi chiama fogging) l'acqua finemente nebulizzata abbassa la temperatura dell'aria aspirata aumentandone quindi la densità e quindi la potenza della macchina (maggiore portata massica). Si recuperano diversi MW d'estate quando fisiologicamente le potenze calano per le alte temperature ambientali.

Io sapevo che iniettare acqua e metanolo serviva per

abbassare la temperatura dell'aria di aspirazione* con maggiore rendimento totale

recuperare energia termica , tramite evaporazione ed espansione

*ovviamente in motori compressi.

[jeby]

In aeronautica è storia antica, nell'automotive quasi pure, ma fatto a monaco oggi è rivoluzionario...

Prevista per domani una nuova conferenza stampa BMW. Sembra che abbiano inventato un rivoluzionario composto chimico inodore e incolore, ma la cosa ancora più rivoluzionaria è che sarà possibile produrlo anche a temperature maggiori di quella ambiente, è stato chiamato "monossido di diidrogeno ad alto fattore cinetico molecolare" o anche HMKF DHMO! Una vera rivoluzione!!!!

[owluca]

In aeronautica è storia antica, nell'automotive quasi pure, ma fatto a monaco oggi è rivoluzionario...

Prevista per domani una nuova conferenza stampa BMW. Sembra che abbiano inventato un rivoluzionario composto chimico inodore e incolore, ma la cosa ancora più rivoluzionaria è che sarà possibile produrlo anche a temperature maggiori di quella ambiente, è stato chiamato "monossido di diidrogeno ad alto fattore cinetico molecolare" o anche HMKF DHMO! Una vera rivoluzione!!!!

ecccerto ecchec@22:

invece di iniettare semplice idrogeno "come fanno tutti", loro iniettano il doppio di idrogeno,

loro si che sono signori e possono:D

e poi a quel punto anche un poco di ossigeno, ma come comburente naturalmente.