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Port deactivation (PDA)
Nei motori a benzina di piccola cilindrata, specie se dotati di più di una valvola di immissione si può avere il PDA. Una piccola paratia interrompe in tutto o in parte il flusso di immissione immediatamente a monte di una (o più, se ce ne fossero più di due) valvole e quindi tutta l'aria (o la miscela) arriva da da un solo canale o da canali parzializzati assumendo una vorticosità particolare nelle fasi in cui si viaggia a potenza ridotta, con miglioramento della completezza della combustione. E' utilizzato nei piccoli motori della GM perché in questi la struttura di regolazione delle valvole sarebbe troppo ingombrante.
Portanza
E' la forza verticale generata dal movimento dell'aria che tende a sollevare la vettura peggiorandone la tenuta di strada alle alte velocità. Si tende ad annullarla con un'opportuna configurazione aerodinamica* e facendo anche ricorso ad appositi profili aggiunti alla carrozzeria* (spoiler e alettoni) oltre che col fondo piatto. E' il fenomeno opposto alla deportanza*. I coefficienti di deportanza esprimono, per ciascun asse del veicolo, la diminuzione del carico all'aumentare della velocità. Tale diminuzione è proporzionale al coefficiente moltiplicato per il quadrato della velocità. Valori usuali sono attorno a 0,1 per l'asse anteriore e attorno a 0,05 per quello posteriore. Porsche “911”modello 2002: 0,08. ant e 0,03 post.
Post combustione
Sistema utilizzato sia nei motori “lean burn” che nei Diesel ai fini della depurazione dei gas di scarico, con particolare riferimento agli NOx. Nei motori a combustione magra (lean burn) l'eliminazione degli ossidi di azoto (NOx*) è difficoltosa perché non ci sono idrocarburi incombusti da utilizzare per la scomposizione della molecola, in acqua e anidride carbonica, e perché essi sono molti, date le elevate temperature raggiunte nella camera di scoppio. Allora, IN ALTERNATIVA o in aggiunta AI CATALIZZATORI AD ACCUMULAZIONE - vedi avanti- un sistema catalitico specifico (Selective catalytic converter) è stato realizzato in alcuni casi (Mitsubishi) per ridurre di un ulteriore 5% le emissioni di NOx (il 90% è eliminato nel motore con EGR*): un catalizzatore piazzato davanti al “3 vie” (utile quando la miscela è stechiometrica) e nello stesso corpo, con sonda lambda davanti e dietro (dopo il “3 vie”) . Per mandarlo in temperatura durante il funzionamento in “lean burn” si fa una seconda iniezione di benzina in fase di espansione, che si accende spontaneamente (post combustione) e scalda il catalizzatore a opportuni 800°C. Nel catalizzatore ad accumulazione invece, oggi molto promettente (VW e PSA), piazzato tra il catalizzatore di cui sopra (ai metalli nobili, platino, palladio e rodio), e quello a tre vie ce n'è un altro agli ossidi di bario e potassio; l'ossido di azoto diventa nitrato e resta immagazzinato. In una fase stechiometrica o comunque di miscela ricca l'azoto viene liberato puro mentre l'ossigeno se ne va nel CO2). Quando si viaggia in carica stratificata una fase leggermente “ricca” viene, a questo scopo, inserita automaticamente per 2” ogni minuto circa. Stessa cosa nei Diesel, ma anche per eliminare il particolato (aggregato con particelle da 0,1 a 1 micron di diametro). Una post iniezione, multijet*, guidata da una centralina elettronica (realizzabile solo con la tecnica common rail e iniettore pompa) provoca una post combustione che alza la temperatura dei gas di scarico da 150°C a 250°C. Tramite la combustione degli idrocarburi incombusti (in un catalizzatore detto precatalizzatore in quanto posizionato prima del catalizzatore, immediatamente a valle dello scarico) si alza ulteriormente la temperatura: a 450°C si riesce a bruciare il particolato purché sia aggiunto al gasolio un additivo all'ossido di cerio (altrimenti ci vorrebbe una temperatura più alta, almeno 550°C). I fumi passano poi nel filtro FAP* (in carburo al silicio, sempre nell'involucro del precatalizzatore) per il particolato, da lavare con acqua attorno agli 80.000 km; allo stesso chilometraggio si riempie anche il serbatoio -di 5 litri- dell'ossido di cerio. Il sistema si chiama “filtro attivo” FAP (Rhone-Poulenk) ed è utilizzato dal gruppo Peugeot-Citroen.
Potenza
Fisicamente è il lavoro svolto o l'energia sviluppata nell'unità di tempo. Quella di un motore* è data, a ogni regime, dal prodotto della coppia* per il regime di rotazione. La coppia motrice a piena immissione, che corrisponde alla forza di torsione prelevata all'albero motore durante la rotazione con acceleratore premuto a fondo, raggiunge il suo massimo a un certo regime, oltre il quale essa decresce per il diminuire del rendimento volumetrico e meccanico; la potenza però continua a salire fino a un altro regime caratteristico del motore (quello di potenza massima) che corrisponde al punto in cui l'aumento di giri non compensa più il calo della coppia. Ad esempio, la coppia massima del motore 1,108 litri di cilindrata della Fiat “Punto” vale 85 Nm a 3.500 giri/min (cioè 366 rad/s). A questo regime la potenza erogata è 85 x 366 = 31,1 kW. A 5.500 giri/min (cioè 576 rad/s) la coppia vale 69,5 Nm e la potenza risulta pari a 69,5 x 576 = 40 kW, che è la potenza massima erogata dal motore. Oltre i 5.500 giri/min la coppia cala talmente che la potenza non raggiunge più il valore di 40 kW. Dividendo la potenza massima per la cilindrata in litri (1 litro = 1000 cm3) si ottiene la cosiddetta potenza specifica del propulsore. Le normative internazionali prevedono da anni che la potenza sia espressa esclusivamente in chilowatt (kW), ma è ancora largamente diffusa anche la precedente indicazione in «cavalli vapore» (1 kW = 1,35962 CV). Le procedure per la rilevazione della potenza, inoltre, differiscono spesso da Paese a Paese, con scostamenti anche sensibili dei valori misurati; ciò è dovuto agli allestimenti e alle condizioni in cui, per norma locale, il motore deve essere provato. In Europa, oltre alle norme comunitarie CEE , si fa spesso riferimento a quelle DIN (Deutsche Industrie Normen), mentre negli Stati Uniti sono in uso le norme SAE (Society of Automotive Engineers, che danno potenze elevate perché il motore, a differenza degli altri sistemi, è provato senza accessori di raffreddamento, silenziamento, produzione elettrica e filtraggio dell'aria) e in Giappone le JIS (Japan Industrial Standards). Le norme internazionali sono quelle ISO (International Organization for Standardization). Vedi in proposito QR 2/98 pag. 124. Per aumentare la potenza occorre quindi salire col valore della coppia (aumentare l'alimentazione*) lungo tutto l'arco di utilizzazione e salire col numero di giri compatibile con l'integrità del motore. Ad esempio si può sovralimentare, passare alla distribuzione multivalvole - che permette migliori afflussi e deflussi dalla camera di combustione, migliore raffreddamento della testa, maggiore numero di giri per via delle masse ridotte - variare le leggi di funzionamento degli iniettori operando sulla centralina elettronica di alimentazione. Attenzione però, interventi mal eseguiti o eseguiti “a posteriori” compromettono la durata del motore, la qualità delle emissioni, i consumi di carburante. La potenza non è una caratteristica esclusiva del motore, che è un meccanismo in grado di fornire potenza meccanica, ma anche di ogni altro elemento in grado di fornire o, viceversa, consumare energia. La batteria ad esempio fornisce energia, i freni la consumano. Una vettura di 1.000 kg che viaggia a 200 km/h (pari a 55,5 m/s) può essere rallentata al limite del pattinamento delle ruote, per cui i freni devono essere in grado di fornire una potenza pari alla forza d'attrito ruota-terreno per la velocità. Nel caso di coefficiente d'attrito uguale a 1, LA FORZA ATTRITO è UGUALE AL PESO E QUINDI: 1.000 x 9,81 x 1 x 55,5 = 544.510 W pari a 406 CV ben più della potenza del motore. In “formula 1” i freni portano una vettura che viaggia a 300 km/h ad arrestarsi in circa 2,5 s e per tempi dell'ordine di 1,8 s sviluppano una potenza continuativa di 2.500 CV.
Potenza specifica
E' la potenza sviluppata dalla cilindrata unitaria. Attualmente (2001) la potenza specifica di un motore “3 litri - 10 cilindri” di Formula 1 vale attorno ai 200 kW/l ottenuta a regimi attorno ai 18.000 giri/min. Una vettura a benzina moderna non sovralimentata viaggia mediamente attorno ai 50 kW/l ottenuti a circa 5.500-6.000 giri/min, la Honda S 200 raggiunge i 120 CV/l = 88 kW/l. Una vettura diesel moderna, però sovralimentata, può arrivare attorno ai 45 kW/l ( oltre 50 per gli Audi e BMW attuali, anno 2000; 58 kW/l 1,9 TDI VW anno 2001; 47 kW/l 1,6 Peugeot Citroen 2002) ) attorno ai 4000 giri/min. L'incremento di potenza nel Diesel è strettamente legato alla adozione di intercooler, plurivalvole, alta pressione di alimentazione, turbo a geometria variabile.
Potere calorifico massico e confronto benzina-gasolio
E' l'energia (quantità di calore producibile con la combustione completa), espressa in unità caloriche, contenuta nell'unità di peso di combustibile. In campo motoristico si considera il potere calorifico inferiore, cioè con l'acqua allo stato di vapore, come avviene nei gas di scarico. Un litro di benzina pesa 0,74 kg e la benzina ha un potere calorifico inferiore di 10.350 kcal/kg (43.333 kJ/kg). Ciò significa che un litro di benzina ha un contenuto di 10.350 x 0,74 = 7.660 kcal/l (32.066 kJ/l = circa 9 kWh/l) Un litro di gasolio pesa 0,835 kg e il gasolio ha un potere calorifico inferiore di 10.200 kcal/kg Ciò significa che un litro di gasolio ha un contenuto di 10.200 x 0,835 = 8.520 kcal/l pari a circa 10 kWh/l. 852/766 = 1,11 perciò in un litro di gasolio c'è l'11% in più di contenuto energetico. Inoltre il ciclo diesel ha un rendimento superiore a quello a benzina tradizionale (escluse quindi le soluzioni “lean burn”* e soprattutto l'iniezione diretta di benzina*), per cui il vantaggio energetico è maggiore, pari a circa il 15% finale. L'idrogeno ha un potere calorifico inferiore pari a 120.200 kJ/kg (28.660 kcal/kg), ma brucia con quattro volte il quantitativo d'aria necessario per gli idrocarburi. Il carbonio 32.800 kJ/kg.
Power on/off
Manovra di accelerazione/decelerazione ottenuta premendo/rilasciando repentinamente l'acceleratore con una marcia inserita. La manovra di “power on” dovrebbe generare repentina accelerazione dell'auto, mentre quella di “power off” un altrettanto repentino rallentamento. Condizioni particolari però possono generare pattinamento delle ruote motrici, sia in accelerazione che in decelerazione. Quanto al comportamento, un repentino “power on” in curva può portare a un netto sottosterzo (trazioni anteriori) o sovrasterzo (trazioni posteriori) se non ci sono particolari accorgimenti elettronici che sovrintendono alla tenuta. Un “power off” in curva può portare a perdita di stabilità o di aderenza con relativo effetto sovrasterzante. .
Precamera
E' la parte ricavata nella testa cilindri* dei motori Diesel* nella quale viene iniettato il gasolio e ha inizio la combustione. E' stata storicamente necessaria per i motori di piccole dimensioni (cioè automobilistici) perché non si riusciva a produrre iniettori con fori sufficientemente fini per le scarse alimentazioni dei Diesel automobilistici. I Diesel più moderni, come pure quelli per autocarri, sono ad iniezione diretta, cioè non hanno precamera e iniettano direttamente nella camera di combustione, avendo risolto i problemi della rumorosità e delle vibrazioni, a tutto vantaggio dell'economia di combustibile. Ciò grazie a una pressione di alimentazione che è passata da 350/400 bar a 1000 bar e oltre, il che consente una nebulizzazione sufficiente per la miscelazione aria-combustibile.
Pressione media - lavoro specifico - BMEP - parametri di stress
La p.m.e. è la pressione media sul pistone (nella fase attiva) che darebbe luogo alla stessa potenza erogata dal cilindro: è indicativa dello stress del motore dovuto alla pressione di lavoro. Il lavoro ricavabile dalle forze attive del motore è dato dalla p.m.e. (per brevità p) durante la discesa del pistone. Pertanto la forza è = p x base del cilindro = p x V/c dove V è la cilindrata e c è la corsa. Lo spostamento è c, e quindi il lavoro è = (pV/c) x c = pV Per inciso, il lavoro specifico, cioè il lavoro per unità di cilindrata, coincide dunque con la pressione media effettiva p, tenendo presente che 1 kJ/dm3 = 10 bar. I diesel moderni vanno oltre i 10 bar (quella massima arriva, nei sovralimentati, fino a 150 bar e quella di compressione circa 50 bar, con rapporto di compressione 20:1 circa). I benzina, rispettivamente, media 10 bar (come i diesel); max. 50 bar e per la compressione 15 bar (con rapporto di compressione 10:1 circa). Questo lavoro, nel tempo che intercorre prima che si ripeta il ciclo, da' luogo alla potenza del motore. Tale tempo è il tempo di due giri (nel motore a quattro tempi) pari a 2/n, in minuti, e quindi 120/n, in secondi, essendo n il numero dei cilindri. Perciò la potenza P = pV / (120/n) = pVn/120 Quindi la p.m.e. (bar) = 120 P/Vn con n in giri/min, P in watt, V in m3 L'utilizzo del “common rail” permette un incremento della p.m.e. di circa il 20 % a tutti i regimi (dati sperimentali con cilindri da 0,5 litri). Altri parametri importanti per conoscere lo “stress” del motore sono la velocità media degli stantuffi (stress inerziale, attorno ai 10 - 20 m/s), il rapporto tra potenza e superficie totale degli stantuffi, che è proporzionale al prodotto tra p.m.e. e alla velocità media dello stantuffo (stress termico e meccanico).
Prestazioni
I dati fondamentali di una vettura, quelli tradizionalmente rilevati durante le prove su strada, sono la velocità massima, l'accelerazione* da fermo, la ripresa* a partire da una certa velocità senza cambiare marcia, la frenata e il consumo. Il centro prove di «Quattroruote» utilizza lo strumento di precisione Correvit che, senza richiedere alcun riferimento esterno, consente di valutare le prestazioni attraverso la misura e la registrazione di distanze, velocità e accelerazioni. L'unico suo limite è la difficoltà di impiego su fondi bagnati, perché la cellula fotoelettrica di cui è dotato viene sporcata e disturbata dagli spruzzi d'acqua. Come alternativa viene impiegato il Flowtronic, apparecchio che misura distanze, velocità, accelerazioni e consumo istantaneo di combustibile. Consiste sostanzialmente in un sensore che si applica esternamente alla ruota, così da contarne il numero di giri, e in un misuratore di portata che rileva il flusso di carburante istante per istante. E' quindi particolarmente utile per misurare il consumo d'uso su qualsiasi percorso, ma può essere usato anche per conoscere le prestazioni massime di una vettura, anche se con meno precisione del Correvit perché risente delle variazioni del diametro di rotolamento dei pneumatici* al variare della velocità e di eventuali bloccaggi in frenata o pattinamenti in accelerazione. Altro strumento per rilevazioni è la ruota Peiseler che utilizza una ruota simile a quella di una bicicletta. Pur d'impiego meno pratico rispetto al Correvit, ha il vantaggio di funzionare con qualsiasi clima, purché la strada non sia ghiacciata o molto allagata.
Pretensionatore
Dispositivo che interviene a mettere in tensione le cinture di sicurezza* in caso di incidente un attimo prima che il corpo di chi le indossa si muova in avanti. In tal modo le cinture lavorano al meglio per contribuire ad evitare danni al fisico. Il pretensionatore può essere attivato da innesco meccanico (ad es. una molla precaricata) o pirotecnico.
Protocollo di Kyoto
E' un accordo del 1997 per ridurre i gas ad effetto serra del 5,2 % rispetto ai valori del 1990, entro il 2010. Principalmente si tratta di ridurre le emissioni di CO2.. Non importa in qual modo si raggiunga l'obiettivo.
Protossido di azoto
Gas ricco di ossigeno dalla formula N2O che a 300°C scinde la molecola rilasciando ossigeno. Se iniettato nel cilindro permette quindi di bruciare più carburante (che viene anch'esso iniettato in modo supplementare) ed aumentare così la potenza disponibile. E' una cosiddetta “sovralimentazione chimica”. Si conserva allo stato liquido per cui durante la sua vaporizzazione sottrae calore aumentando la densità, il che permette un ulteriore aumento della potenza (sempre per la maggior massa disponibile di O). Per usi limitati gli incrementi ottenibili sono dell'ordine del raddoppio di coppia (e potenza).
Pulsair
Sistema anti inquinamento che prevede l'afflusso di aria fresca nel collettore di scarico per completare la combustione di CO e HC: si da luogo così alla postcombustione. Si realizza con un condotto che dal filtro dell'aria raggiunge il collettore di scarico immediatamente a valle delle valvole di scarico. Lungo il condotto c'è una pompa che funziona da elettrocompressore e una valvola REED, cioè unidirezionale, che evita che gas combusti raggiungano il filtro percorrendo il tubo in senso inverso.
Punteria (tappet)
Organo della distribuzione* che, azionato da una camma, fa aprire la valvola* di aspirazione o di scarico. La punteria viene utilizzata sia per il comando diretto delle valvole (punterie a bicchiere, con albero a camme* in testa), sia per quello indiretto (bilancieri a dito oppure a due braccia quando l'albero a camme è in testa; aste e bilancieri quando l'albero a camme è nel basamento) e può essere a piattello o, più raramente, a rullo. La regolazione dello spazio fra valvola e punteria (detto gioco* valvole) può essere effettuata tramite apposito puntalino o tramite spessori calibrati (per le punterie a bicchiere). Sempre più spesso vengono utilizzate punterie idrauliche* che non hanno bisogno di controlli e regolazioni periodiche del gioco.
Punteria idraulica
Nell'ultimo decennio si sono sempre più diffusi comandi della distribuzione* che recuperano automaticamente il gioco tra valvola* e punteria* sfruttando la pressione dell'olio di lubrificazione* del motore. Oltre ad eliminare la necessità di verifiche e regolazioni periodiche, le punterie idrauliche garantiscono anche una minore rumorosità della distribuzione a caldo e l'assoluta costanza, nel tempo, della fasatura* delle valvole. Però aumentano l'inerzia delle masse in movimento.
Puntine platinate
Denominazione corrente della coppia di contatti del ruttore del distributore d'accensione* o spinterogeno. Consentono lo scoccare della scintilla nelle candele* e prendono nome dal platino, inizialmente utilizzato nella realizzazione di contatti elettrici per le ottime caratteristiche di conducibilità e resistenza alla corrosione. Le puntine sono eliminate negli impianti di accensione elettronica «breakerless»*.
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