Miscela: Titolo Stechiometrico

Nozioni Generali sugli Aeromobili - Lezione 14 | Corso PPL NIBBIO IV

Sistema ad Iniezione (Cenni)

Sistema ad iniezione
Slide 16 - Introduzione al sistema ad iniezione

Nei motori a piu elevata potenza si preferisce sostituire il comune sistema "a carburatore" (alimentazione a depressione) con quello "ad iniezione".

Il sistema "ad iniezione" permette un maggiore grado di riempimento al quale consegue un aumento di potenza.

Vantaggi iniezione
Slide 17 - Vantaggi del sistema ad iniezione

Vantaggi del sistema ad iniezione:

Schema iniezione
Slide 18 - Schema del sistema ad iniezione

Componenti del sistema ad iniezione:

  1. Pompa meccanica azionata dal motore
  2. Complesso di controllo del flusso aria-benzina
  3. Divisore
  4. Ugelli di iniezione (numero pari al numero dei cilindri)

Rapporto Stechiometrico

Rapporto stechiometrico
Slide 19 - Definizione del rapporto stechiometrico

Il rapporto stechiometrico e il rapporto perfetto fra le masse del comburente (aria) e del combustibile (benzina), affinche la combustione sia completa.

Rapporto stechiometrico per benzina
14,7 kg di aria : 1 kg di benzina

Esempi di Rapporti Stechiometrici

CombustibileRapporto Aria/Combustibile
Benzina14,7 : 1
Gasolio14,0 : 1
Alcool9,0 : 1
Idrogeno34,0 : 1

IMPORTANTE: Situazioni differenti, con rapporto diverso da quello ideale, portano sicuramente a danni strutturali o decadimenti delle prestazioni.

Valori Limite di Funzionamento

Valori limite
Slide 20 - Valori limite del rapporto aria/benzina

Esistono VALORI LIMITE di funzionamento del motore:

RapportoTipo MiscelaDescrizione
8 : 1Estremamente RICCALa massa di aria e ridotta al minimo
20 : 1Estremamente POVERALa massa di aria e massima

Fuori da questo intervallo il motore non riesce a funzionare.

Effetto sulla Potenza

Il rapporto tra massa di aria e massa di benzina influisce sulla pressione media effettiva generata dalla combustione e quindi influisce sulla coppia generata dal motore e cioe sulla potenza erogata dal motore.

Riassumendo
PRESSIONE MEDIA EFFETTIVA = f (rapporto stechiometrico, temperatura di combustione)

Schema del Carburatore Elementare

Schema carburatore
Slide 21 - Schema dettagliato del carburatore elementare

Lo schema mostra i componenti principali del carburatore:

Video: Funzionamento del Carburatore
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Slide 22 - Animazione del funzionamento del carburatore
Frame video carburatore
Frame originale dalla slide del docente

Miscela Ricca e Miscela Povera

Miscela grassa vs smagrita
Slide 23 - Miscela grassa vs miscela smagrita

Quando Usare la Miscela Grassa

A basse temperature di combustione, una miscela a piu alta concentrazione di combustibile ("MISCELA GRASSA") permette di avere una pressione maggiore e quindi una maggiore potenza.

Quando Usare la Miscela Smagrita

A regime, cioe a temperature di combustione normali, il rapporto tra massa di aria e massa di benzina deve essere "smagrito" ma oscilla fra quello ideale (14,7:1) e quello ancora comunque leggermente sbilanciato verso un eccesso di combustibile (13:1) per avere la massima potenza.

RISPARMIO CARBURANTE: La situazione che permette il miglior risparmio di carburante si ha con rapporto 16,5 : 1 (miscela leggermente povera).

Correzione della Miscela

Correzione miscela
Slide 25 - Il comando correttore della miscela

Il pilota deve valutare una miscela che sia sicuramente NON POVERA, in quanto:

Cockpit Cessna 152
Slide 24 - Posizione del comando correttore nel Cessna 152

Il Comando Correttore (Mixture)

Il comando correttore (leva rossa "MIXTURE") permette al pilota di regolare manualmente il rapporto aria/benzina:

Strumento EGT (Exhaust Gas Temperature)

EGT
Slide 26 - Lo strumento EGT

Sugli aerei si rileva la temperatura dei gas di scarico mediante uno strumento detto EGT (Exhaust Gas Temperature).

Il pilota agisce sulla leva della miscela in modo che la temperatura dei gas di scarico sia la massima possibile, il che vorrebbe dire che la combustione e ottenuta nel modo piu efficiente, e quindi con la corretta miscela di aria/benzina.

Caratteristiche dell'EGT

NOTA: Su alcuni velivoli piu semplici non dotati di EGT ci si regola con il contagiri e "ad orecchio".

Procedura di Regolazione della Miscela

Procedura regolazione
Slide 27 - Procedura di regolazione della miscela

La regolazione della miscela viene fatta con il seguente criterio:

  1. Il pilota diminuisce il titolo della miscela tirando verso se la leva, attende sino a che l'indicatore dell'EGT non si stabilizza
  2. Se la temperatura e aumentata opera una ulteriore diminuzione del titolo e cosi via, sino a quando non ottiene la massima temperatura possibile
  3. Ottenuta la migliore miscela il pilota riporta indietro la leva in modo da essere sicuro che la miscela non possa essere "povera" in nessun cilindro

QUANDO REGOLARE: La regolazione della miscela si opera su tutti i velivoli, in genere quando si e in crociera a cominciare dai 4.000 ft di quota.

Check List Cessna 152 - Mixture

Nelle check list del Cessna 152 la MIXTURE compare in diverse fasi del volo:

Before Engine Start
Slide 28 - Before Engine Start Check List

Before Engine Start

#ItemAction
9Carburetor heatCOLD
10ThrottleIDLE
11MixtureRICH
12Fuel shut off valveOPEN (Latched)
Engine Run Up
Slide 30 - Engine Run Up Check List

Engine Run Up

#ItemAction
4Throttle1.700 RPM
5Carburetor heatCHECKED
6MixtureCHECKED
7MagnetosCHECK RIGHT/LEFT (Max drop: 125 rpm)
Engine Shut Down
Slide 33 - Engine Shut Down Check List

Engine Shut Down

#ItemAction
2Throttle1.200 RPM (for 2 minutes)
4ThrottleIDLE
5MixtureCUT OFF
6Magnetos switchOFF

SPEGNIMENTO MOTORE: Il motore viene spento portando la miscela su CUT OFF (taglio carburante), NON con i magneti!

Engine Start
Slide 29 - Engine Start Check List

Engine Start

#ItemAction
1Master switchON
7ThrottleOPEN 1/2 Inch
8MixtureRICH
9Propeller areaCLEAR
10StarterENGAGE START
12Oil PressureCHECK
Before Take Off
Slide 31 - Before Take Off Check List

Before Take Off

#ItemAction
2FlapsT/O
8MagnetosBOTH
9Carburetor heatCOLD
10MixtureFULL RICH
12Fuel shut off valveOPEN
Approach Landing
Slide 32 - Approach, Landing e Balked Landing Check List

Approach

#ItemAction
1Speed70 KIAS
7Carburetor heatAS RQRD
8MixtureFULL RICH

Landing

#ItemAction
1Flaps30° (FULL)
2Carburetor heatCOLD
4Speed60 KIAS

Balked Landing (Riattaccata)

#ItemAction
1ThrottleFULL
2Flaps10°
3Speed60 KIAS

Detonazione e Numero di Ottano

Detonazione
Slide 34 - Detonazione e preignizione

Nel funzionamento regolare del MCI la combustione della miscela inizia nel punto ove avviene la scintilla e si propaga poi in modo regolare ed omogeneo in tutta la massa gassosa.

DETONAZIONE: Al propagarsi del fronte della fiamma in detta massa gassosa, la parte di questa non ancora combusta, fortemente riscaldata e compressa, brucia "tutta insieme" istantaneamente (DETONA).

La parte di energia prodotta dalla detonazione e non utilizzata come lavoro meccanico viene dissipata come calore e provoca un surriscaldamento del motore.

Numero di ottano
Slide 35 - Il numero di ottano

Qualunque benzina e un miscuglio di vari idrocarburi e, se sottoposta a pressioni e temperature elevate, detona.

I costruttori definiscono il valore del potere antidetonante delle benzine da usare per alimentare un certo motore.

Scala di riferimento:

Definizione
IL NUMERO DI OTTANO rappresenta la percentuale in volume di ISOTTANO presente in una miscela ISOTTANO-EPTANO
AVGAS 100 LL
Slide 36 - Carburante avio AVGAS 100 LL

Carburante Avio: AVGAS 100 LL

AVGAS = Aviation Gasoline

100 = numero di ottano

LL = Low Lead (basso contenuto di piombo)

AVGAS 96/100:

Piombo tetraetile
Slide 37 - Piombo tetraetile e potere antidetonante

Piombo Tetraetile

Per aumentare il potere antidetonante di un combustibile si utilizza il piombo tetraetile.

Effetti collaterali del piombo:

IMPORTANTE: Per ridurre i depositi di piombo e importante far girare il motore alle temperature di esercizio, sia per una ottimale detonazione del combustibile, sia per la eliminazione degli additivi che vengono aggiunti per eliminare il piombo.

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