Guida alle emissioni dello scarico

30 March 2017, 18:50:05

Essendo che sto studiando questa parte dei motori, volevo condividere con voi delle informazioni che possono essere utili.Mi soffermerò sui motori a benzina in quanto combustibile utilizzato nel coupè.

Analizzando i gas di scarico, si può conoscere la condizione di lavoro all'interno della camera di combustione dei cilindri.
Partiamo dal presupposto che per una corretta combustione nei motori a ciclo Otto(benzina) il rapporto ottimale di miscela aria-benzina, ovvero rapporto stechiometrico, è di 14,7 parti di aria con 1 di benzina.Esempio:
Per bruciare in maniera corretta 1 kg di benzina abbiamo bisogno di 14,7 kg di aria.
Detto ciò, in realtà questo è un rapporto ideale, e la centralina ci "gira attorno" arricchendo(aumentando la quantità di benzina) e smagrendo(diminuendo la quantità di benzina) continuamente la miscela.

Quindi:
miscela magra= più aria e meno combustibile rispetto al rapporto ideale
miscela grassa = più combustibile e meno aria rispetto al rapporto ideale

Le miscele magre possono essere bruciate e l'aria in eccesso la si ritroverà nei gas di scarico non modificata.
Le miscele grasse possono essere bruciate ma non vi è sufficiente ossigeno per ossidare totalmente il carbonio e l'idrogeno del combustibile in CO2 e H2O.

Elenchiamo ora i principali residui derivati dalla combustione in camera di scoppio:
-Anidride carbonica (CO2)
-Ossigeno (O2)
-Idrocarburi incombusti (HC)
-Monossido di carbonio (CO)
-Ossidi di azoto (NOx)
-Particolato(Pm10;Pm2,5)
-Altri elementi minori(H2O,H2,SO2)

Anidride carbonica:
L'anidride carbonica rappresenta il prodotto della combustione nella quale tutto il carbonio viene ossidato durante la combustione.
Come regola generale si può affermare che maggiore è il valore di CO2, e maggiore è l'efficienza del processo di combustione.

Ossigeno:
La crescita del valore di O2 nei gas di scarico segnala uno smagrimento della miscela o delle perdite sul sistema di scarico.

Idrocarburi incombusti:
Spesso questi sono il prodotto di mancate accensioni(ovvero quando vi è una combustione parziale o nulla della miscela), e sono presenti in grandi quantità o in miscele molto povere o in miscele molto ricche:questo perché allontanandosi molto dal rapporto ideale, la combustione diventa difficoltosa e incompleta se non nulla.

Monossido di carbonio:
Un aumento del monossido di carbonio si ha arricchendo la miscela.Questo inquinante è pericolosissimo per l'uomo.

Ossidi di azoto:
Queste molecole vengono prodotte da tutto quello che genera aumenti di temperatura in camera di combustione e si producono in maniera molto maggiore nei motori Diesel in quanto lavorano in eccesso d'aria.

Vi sono quindi delle regole generali con alcune particolarità:

-All'aumentare di CO, diminuisce O2 e viceversa.CO indica arricchimento della miscela e O2 impoverimento.
-Se gli HC aumentano per via di misfire(mancate accensioni), aumenta O2.
-CO2 decresce quando il rapporto stechiometrico non è costante.
-Un incremento di CO non corrisponde necessariamente a un aumento di HC
-Alti valori di HC e di O2 e bassi valori di CO nello stesso istante indicano misfire dovuti a miscela troppo magra o eccessiva diluizione con i gas di scarico tramite EGR
-Alti valori di HC,CO e O2 indicano una miscela troppo ricca
-Alti valori di HC e O2 e valori di CO normali o poco più bassi indicano misfire per guasti meccanici o guasti nel sistema di iniezione
-Valori normali di HC o leggermente alti, valori normali o poco più bassi di CO e alti valori di O2 indicano misfire dovuti a immissioni d'aria o miscela magra.

Difetti tipici miscela ricca:
-Fumo nero dallo scarico
-Consumo elevato

Difetti tipici miscela magra:
-Minimo irregolare
-Mancamenti in ripresa
-Ritorno di fiamma

Ho cercato di fare un riassunto generale e spero possa esservi utile.

Re:Guida alle emissioni dello scarico

Risposta n. 1 – 01 April 2017, 08:51:38

Interessante guida. Molte cose le sapevo ma altre no, credo che sia una delle guide più di qualità.
Anche chi fa il lavoro di meccanico dovrebbe conoscerle (mi rivolgo a chi è dentro le officine Hyundai che spesso non sa dove mettere le mani grazie alle concessionarie che non spendono in corsi di aggiornamenti).