Moto della carica nel cilindro

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I motori sono collegati con l'ambiente esterno tramite sistemi di condotti molto complessi, esempio si riporta il tipico schema del sistema di aspirazione e scarico. Lo scopo di sistemi di aspirazione è favorire con il loro comportamento dinamico il processo di sostituzione del fluido di lavoro alla fine di ogni ciclo ed il riempimento del cilindro con la nuova carica fresca. La complessità dello studio di questi fenomeni è elevata in quanto si ha a che fare con flussi altamente instazionari. A titolo di esempio si consideri l'andamento delle pressioni nel cilindro e nel condotto di scarico nella fase di espulsione gas 06/11/2014 19.15 - Ritaglio di schermata 06/11/2014 19.14 - Ritaglio di schermata 1: nel momento in cui la valvola apre la pressione nel cilindro è 4/8 volte maggiore che la pressione nel condotto di scarico--> alto salto di pressione e quindi blocco sonico--> propagazione onde d'urto, attraverso le quali il gas si espande irreversibilmente. 01-01 il gas nel condotto di scarico si trova inizialmente in quiete, ma la pressione in esso cresce rapidamente, con il progredire della compressione dei gas da parte del cilindro, a causa del fatto che ci vuole un po’ di tempo per accelerare tale colonna di gas ed avviare la sua fuoriuscita verso l'esterno. 3: la valvola sta procedendo nella sua apertura e ovviamente la pressione nel cilindro scende perché fuoriesce massa. La pressione nel condotto continua ad aumentare fino a un massimo, in corrispondenza del quale la portata massica fuoriuscente dal cilindro non è più superiore a quella fuoriuscente in ambiente. Talvolta può capitare che il primo impulso di pressione (nato quando si è aperta la valvola) torni indietro dando luogo a un secondo massimo. Questa serie di onde di pressione che si genera e si propaga…