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Turbolenza in camera di combustione

Turbolenza nei motori

La turbolenza in camera di combustione può aumentare la velocità della combustione e quindi le prestazioni del motore.

La durata della combustione è legata alla velocità con la quale il fronte di fiamma si propaga attraverso la camera. Se si impartisce alla carica una certa turbolenza la velocità in questione aumenta notevolmente.

Il fronte di fiamma diviene frastagliato quindi con una maggiore superficie di contatto.  La miscelazione tra aria e carburante  migliora. Inoltre la velocità di movimento dei gas contribuisce al “trasporto” della fiamma stessa. E’ per questa ragione che nei motori moderni si adottano dei sistemi in grado di generare una certa turbolenza. Anche i motori di formula 1 sfruttano le turbolenze per ottenere adeguate velocità di combustione. Se non ci fosse, la fiamma non potrebbe propagarsi per tutta la camera in un tempo molto ridotto.

Tipologie di turbolenza in camera di combustione

Esistono due tipi fondamentali di macroturbolenze, tipo swirl o tipo tumble. La denominazione macroturbolenza si utilzza per intendere una turbolenza che  interessi l’intera camera di combustione.
Nel caso dello swirl, durante la fase di aspirazione, alla colonna gassosa che entra nel cilindro viene impartito un movimento a spirale. L’asse di rotazione coincide con quello del cilindro stesso. Lo swirl è ottenuto grazie a condotti di aspirazione dotati di una apposita conformazione. Solitamente sono disposti tangenzialmente rispetto al cilindro.

Nel caso del tumble il vortice ha l’asse di rotazione perpendicolare all’asse del cilindro. Generalmente è utilizzato per configurazioni più “spinte” del motore. Anche in questo caso l’inconveniente si traduce in una riduzione del coefficiente di riempimento. Viene però ripagato da una notevole velocità di combustione.
Se invece analizziamo i moti di microturbolenza si parla dello squish. Consiste in un gran numero di piccoli vortici non omogenei. Questi vengono generati dall’espulsione di getti di miscela da una o più zone periferiche. Lo scopo è quello di agitare intensamente la carica alla fine della compressione. Le caratteristiche dello squish sono quindi le zone periferiche del pistone, e lo spessore tra cilindro e pistone al punto morto superiore.

Generalmente nei motori di serie non è molto gradita una combustione veloce e quindi una elevata turbolenza a causa delle notevoli emissioni acustiche.

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