|
|
|
LA SOSTITUZIONE DEGLI
INIETTORI |
|

|
Quando si
parla di iniettori, una
prima fondamentale precisazione che è necessario effettuare consiste nel fatto che bisogna distinguere tra
iniettore
ed elettroiniettore. L'iniettore
immette il combustibile nei condotti di aspirazione o direttamente
nella camera di combustione, nei motori diesel e in quelli a benzina con
impianto di iniezione meccanica. Non ha parti capaci di dosare la
quantità di benzina o di gasolio e si apre automaticamente ogni volta che
la pressione del combustibile (messo in pressione da una pompa e poi
inviato ai vari iniettori da un distributore meccanico) supera la
resistenza di una molla che spinge un otturatore. La sua frequenza di
funzionamento è di circa 1500 Hz, ossia si apre e si chiude 1500 volte
ogni secondo. Negli
impianti di iniezione elettronica, l'iniettore viene sostituito da un
elettroiniettore. L'elettroiniettore
è alimentato con corrente elettrica ed è dotato, al suo interno, di un
otturatore che, in condizioni di riposo, è premuto da una molla contro il
foro di uscita per impedire il passaggio della benzina o del gasolio. Quando il combustibile deve essere immesso nel motore, l'avvolgimento
(solenoide) dell'elettroiniettore viene alimentato e crea un campo
magnetico che fa alzare l'otturatore, rendendo così possibile
l'immissione, per esempio, della benzina precedentemente messa in
pressione da una pompa elettrica abbinata ad un regolatore di
pressione.
|

|
Dunque,
il carburante viene nebulizzato, attraverso uno o più getti, dall'elettroiniettore
all'interno del condotto di
aspirazione o direttamente nella camera di combustione. In
definitiva, quindi, l'elettroiniettore
si avvale semplicemente di un solenoide che, aprendosi in base agli
impulsi forniti dalla centralina elettronica, vaporizza la benzina
all'interno del condotto di aspirazione o della camera di combustione: si
tratta cioè di un vero e proprio "rubinetto"
elettromagnetico caratterizzato da una elevatissima rapidità di
intervento. La vaporizzazione è determinata dall'elevata pressione della
benzina a monte: l'iniettore non fa altro che aprirsi e chiudersi in base
agli impulsi della centralina. Gli
elettroiniettori sono utilizzati anche nei motori diesel common rail; in
questo caso, però, l'elettromagnete non agisce direttamente
sull'otturatore (che si apre sotto l'azione della pressione del gasolio)
ma su una valvola che immette il combustibile nell'iniettore. Normalmente,
gli
elettroiniettori per i motori benzina tradizionale funzionano a 3 bar,
quelli per i motori benzina ad iniezione diretta (direttamente nella
camera di combustione) funzionano a 50 bar con tensione di 100 V e
corrente di 20 A e hanno tempi di reazione quattro volte inferiori, quelli
- infine - dei motori turbodiesel common rail sono particolarmente
sofisticati e di difficile realizzazione, dovendo polverizzare quantità
di gasolio grandi come una capocchia di spillo e dovendo lavorare con
pressioni fino a 1600 bar. L'evoluzione tecnica degli elettroiniettori ha
portato alla nascita degli iniettori piezolettrici PCR (Piezo Common
Rail), i quali sfruttano la proprietà di speciali cristalli di
dilatarsi se sottoposti a una tensione elettrica e il cui impiego è
previsto in special modo nei motori turbodiesel di ultima concezione.
|

|
Per
realizzare una dilatazione minima, ma sufficiente per essere sfruttata
nella fabbricazione degli iniettori piezoelettrici, è stato realizzato il cosiddetto “pacchetto piezoelettrico”, detto anche
attuatore piezoelettrico, che consiste in 300 sottili cristalli
sovrapposti. Sottoposto a tensione elettrica, l’attuatore si dilata
fulmineamente e trasmette il movimento a una valvola che a sua volta,
comanda l’ago dell’iniettore. Questi
iniettori, dunque non più regolati da
una valvola magnetica (solenoide), permettono intervalli di tempo molto
flessibili, con iniezioni ancora più piccole, precise e polverizzate (iniezioni
di quantità inferiori a 1 mm3/corsa), il tutto a fronte di dimensioni
esterne ancora più compatte. Attualmente si eseguono da tre a cinque fasi
di alimentazione per ciclo, in funzione antirumore e antiemissioni. Con i
piezoelettrici la pressione del common rail può raggiungere anche i 1.800 bar
necessari per superare la normativa ecologica Euro4 anche con motori
diesel di piccola cubatura. I tempi di attuazione si aggirano attorno ai
100 microsecondi, con tensione intorno ai 100 V.
Ebbene,
nel
momento in cui - in corso di elaborazione - si senta l'esigenza di
incrementare o ridurre la quantità di benzina iniettata, le
variabili di cui si dovrà tenere conto sono:
-
i tempi di apertura impostati nel programma della centralina,
espressi in millisecondi;
-
la portata degli iniettori;
-
la pressione statica
del carburante a monte del regolatore.
Oltre
agli iniettori caratterizzati dal classico spillo polverizzatore singolo,
sul mercato è possibile reperire quelli con meccanica a disco rotante e
con più spruzzatori: anche la qualità della nebulizzazione è importante
per il rendimento complessivo del motore. Per garantire, oltre alla
massima potenza, anche un funzionamento regolare, consumi di carburante
ragionevolmente contenuti e ridotte emissioni inquinanti, è necessario
che gli iniettori siano quelli più adatti al motore che si elabora. Su un
propulsore di serie, infatti, l'impiego di un iniettore di portata
maggiore rispetto a quello
originale peggiora le caratteristiche di erogazione, i consumi e le
emissioni di incombusti, oltre a richiedere una nuova mappatura della
centralina.
Detto
ciò, in presenza di una elaborazione di una certa entità, può rendersi
indispensabile la sostituzione degli iniettori di serie con altri
caratterizzati da una maggiore portata. Tutto questo se vi è stato un notevole
incremento del rendimento volumetrico (ovvero l'attitudine del motore ad
ingurgitare aria per via di un ottimo connubio tra impianto di
aspirazione, scarico, testata ed alberi a camme o, più semplicemente, per
l'impiego di un turbocompressore di generose dimensioni, solo per fare due
esempi ovvi...) e se, con la riprogrammazione della centralina di
iniezione e intervenendo a livello di pressione statica della benzina, non si ha la
giusta portata di carburante oppure gli iniettori arrivano troppo vicino
al loro limite "fisiologico". C'è
da dire, infatti, che in linea di massima non si dovrebbe aumentare oltre gli 0,5
bar la pressione statica della benzina rispetto al motore di serie e non
si dovrebbero far lavorare gli iniettori oltre il 70-80% del carico
previsto: superati questi valori, si deve necessariamente optare per una
serie di iniettori caratterizzati da una maggiore portata. Per
scegliere i nuovi iniettori, bisogna essenzialmente considerare due fattori.
In
primo luogo, essi hanno un dimensionamento standard: ciò vuol dire che la
stragrande maggioranza di quelli reperibili sul mercato ha dimensioni e
attacchi pressoché identici, e ciò li rende facilmente intercambiabili.
Anche alcuni più piccoli, tra l'altro, possono essere facilmente adattati,
impiegando appositi distanziali, pure su
flauti originariamente realizzati per ospitare iniettori lunghi. In
secondo luogo, essi lavorano in base ad una determinata resistenza, la
quale deve essere rispettata in caso di sostituzione onde evitare di
bruciare uno dei finali della centralina elettronica, a meno di non
poterla impostare su una diversa resistenza o di inserire delle resistenze
supplementari sugli iniettori in questione. Per
valutare l'effettiva portata di un iniettore, esiste un particolare
macchinario che simula il funzionamento grazie ad un flauto, ad una pompa
benzina e a un regolatore di pressione. Indirizzando il getto
dell'iniettore all'interno di burette graduate è possibile effettuare la
misurazione della loro portata e confrontarli con quelli di serie
standard. Poi, esaminando il getto con una pistola stroboscopica, si può
valutare anche il tipo di nebulizzazione assicurato. Se
non si vogliono acquistare costosissimi iniettori da competizione, il
mercato dell'usato può essere di grande aiuto nel reperire quelli
caratterizzati da diverse portate; magari si può optare per gli iniettori
di motori il cui regime massimo di rotazione e la potenza specifica per
cilindro sono paragonabili a quelli del propulsore che si sta elaborando.
Però, prima di montare una serie di iniettori usati, è sempre meglio
procedere ad una accurata pulizia con l'apposito strumento ad ultrasuoni,
verificare che abbiano tutti la stessa portata per mezzo dello specifico
macchinario a cui abbiamo accennato prima ed, eventualmente, farli
revisionare: la rottura di un iniettore può portare facilmente a quella
di un cilindro. Infine,
per potenze specifiche molto alte, si può seguire la strada del doppio
iniettore per ogni cilindro o quella degli iniettori per motori da
competizione. Il costo di questi
ultimi è decisamente elevato in quanto, per poter funzionare a regimi di
rotazione abbondantemente superiori ai 10.000 giri/min. con portate
sufficienti a superare i 100 cv/litro, presentano notevoli sofisticazioni
elettroniche e meccaniche.
|

|
|