1.2.1 Requisiti dell'accensione |
Compito dell'accensione è quello d'innescare nel momento giusto la
miscela aria-carburante compressa e quindi dar luogo alla sua combustione.
Nei motori a ciclo Otto ciò avviene mediante una scintilla elettrica, vale a dir mediante
una scarica ad arco tra gli elettrodi della candela d'accensione.
Condizione necessaria per un affidabile funzionamento del catalizzatore è un'accensione
ben funzionante.
Mancate accensioni causano danni gravi al catalizzatore a seguito di surriscaldamento per
la postcombustione della miscela incombusta.
Innesco della miscela
Per l'innesco della miscela aria-carburante preparata con rapporto stechiometrico teorico,
è necessaria, per ogni singola iniezione, un'energia di circa 0,2 mJ .
Miscele ricche e povere hanno bisogno d'oltre 3 mJ.
Questa energia è solo una frazione dell'intera energia esistente nella scintilla
d'accensione.
In presenza d'insufficiente energia, non ha luogo nessuna accensione; la miscela non può
essere innescata e si verificano mancate combustioni. Per questo motivo occorre provvedere
a tanta energia d'accensione in maniera che persino in condizioni estremamente sfavorevoli
avvenga con sicurezza l'innesco della miscela aria-carburante. A tale scopo è sufficiente
che una piccola nube di miscela innescabile lambisca la scintilla. La nube di miscela
s'innesca, poi innesca la rimanente miscela nel cilindro e dà luogo alla combustione del
carburante.
Una buona preparazione e un agevole accesso della miscela alla scintilla migliorano le
caratteristiche d'accensione come anche la lunga durata e la grande lunghezza della
scintilla o la grande distanza tra gli elettrodi.
La posizione e la lunghezza della scintilla sono determinate dalle dimensioni della
candela, la durata della scintilla invece è funzione del tipo e della predisposizione
dell'impianto d'accensione nonché delle momentanee condizioni d'accensione.
Formazione della scintilla d'accensione
Una scintilla può scoccare da un elettrodo all'altro solo in presenza di sufficiente alta
tensione.
Nel punto d'accensione la tensione sugli elettrodi della candela sale repentinamente da
zero fino al raggiungimento della tensione di scarica (tensione d'accensione).
Non appena la scintilla è scoccata, la tensione sulla candela cala alla tensione di
combustione. Durante la durata di combustione della scintilla (durata della scintilla) la
miscela aria-carburante può innescarsi. Al termine della durata della scintilla la
tensione si smorza (figura 7).
L'auspicata forte turbolenza della miscela potrebbe causare lo spegnimento della scintilla
e quindi una combustione incompleta.
L'energia accumulata nella bobina d'accensione dev'essere pertanto sufficiente per una o
(all'occorrenza) più scintille conseguenti.
Fig. 7: |
Generazione di alta tensione e accumulo d'energia
L'alta tensione necessaria per far scoccare la scintilla viene trasformata per gli
impianti d'accensione a batteria solitamente mediante una bobina d'accensione.
Per l'accensione a bobina l'alta tensione ha inoltre l'importante compito di accumulare
energia d'accensione.
La bobina d'accensione è predisposta in maniera tale che l'alta tensione disponibile è
notevolmente superiore al massimo fabbisogno di tensione d'accensione della candela;
l'alta tensione erogata è di 20 ... 30 kV con un'energia di 60 ... 120 mJ accumulata
nella bobina.