Carburazione
Nozioni Generali sugli Aeromobili - Lezione 14 | Corso PPL NIBBIO IV
La Combustione
Bruciando alcune sostanze (dette COMBUSTIBILI) in un processo di combustione - in cui avviene la combinazione di queste sostanze con l'ossigeno (detto COMBURENTE) presente nell'aria - si producono notevoli quantita di CALORE.
Il calore e la forma di energia necessaria alle macchine termiche per il loro funzionamento.
Composizione dei Combustibili
I combustibili (solidi, liquidi o gassosi) sono composti di carbonio (C) e idrogeno (H), uniti fra loro in percentuali varie che danno luogo a composti chimici diversi. Esempi:
- Metano (formula CH4)
- Etano (formula C2H6)
- Benzene (formula C6H6)
Triangolo della Combustione
Perche avvenga, la combustione ha bisogno di tre fattori:
- Combustibile (benzina, cherosene, etc.)
- Comburente (ossigeno nell'aria)
- Innesco (scintilla dalla candela)
Se manca uno di questi tre elementi, la combustione non puo avvenire.
I Combustibili
La benzina avio (AVGAS) utilizzata nei motori aeronautici a pistoni ha caratteristiche specifiche:
| Tipo | Colore | Numero di Ottano |
|---|---|---|
| AVGAS 100LL | Blu | 100 (basso piombo) |
| AVGAS 100 | Verde | 100 |
| MOGAS | - | Benzina auto (solo se approvata) |
ATTENZIONE: Non confondere MAI la benzina AVGAS con il JET-A1 (cherosene per turbine). L'uso del carburante sbagliato puo causare gravi danni al motore e incidenti!
CO e CO2: Reazioni di Combustione
La combustione del carbonio (C) con l'ossigeno (O) e ESOTERMICA, si sviluppa cioe calore ed avviene secondo due diverse reazioni:
La reazione (1) sviluppa meno calore della (2) perche l'ossido di carbonio (CO) e un gas combustibile capace di reagire ancora con l'ossigeno dell'aria.
Nomenclatura Chimica
| Formula | Nome | Note |
|---|---|---|
| C2 | Carbonio (forma molecolare) | - |
| O2 | Ossigeno (forma molecolare) | - |
| CO | Ossido di carbonio (monossido) | TOSSICO! |
| CO2 | Diossido di carbonio (anidride carbonica) | Presente in natura |
PERICOLO - Monossido di Carbonio (CO):
L'ossido di carbonio e un gas infiammabile, inodore, incolore, insapore, estremamente TOSSICO. Se lo si respira, arrivato nel sangue, si lega in modo stabile alle molecole di emoglobina impedendo cosi il trasporto dell'ossigeno, con rischio della vita.
Il legame fra CO ed emoglobina e 20 volte piu forte del legame fra emoglobina e ossigeno. L'intossicazione e di difficile risoluzione e la morte e quasi certa.
RICORDA:
- Se la combustione avviene in CARENZA DI OSSIGENO si forma il CO (tossico)
- Se avviene con abbondanza di ossigeno si forma CO2
L'avvelenamento da anidride carbonica (CO2) e, se preso in tempo, facilmente risolvibile.
Potere Calorifico
POTERE CALORIFICO: quantita di calore sviluppata dalla combustione completa di 1 kg di sostanza combustibile.
Si misura in kJ/kg (oppure kcal/kg - vecchia unita di misura).
Potere Calorifico Superiore e Inferiore
Nel caso della combustione dell'idrogeno (H) o di tutte le sostanze che lo contengono (tipo gli idrocarburi alcani come il metano CH4), si devono distinguere due poteri calorifici:
| Tipo | Descrizione |
|---|---|
| Potere Calorifico SUPERIORE | Tiene conto anche del calore liberato nella condensazione del vapore acqueo che si produce nella combustione |
| Potere Calorifico INFERIORE | Calcolato supponendo di disperdere il vapore acqueo che si produce nella combustione, perdendo quindi il calore di condensazione |
Impianto di Alimentazione
L'impianto di alimentazione ha lo scopo di alimentare il motore con la miscela aria-carburante.
Puo essere di due tipi:
- "A carburatore"
- "A iniezione"
Impianto Rotax 912
Il carburante fluisce dal serbatoio (1) attraverso:
- Filtro primario (2)
- Rubinetto di sicurezza (3)
- Rubinetto di spurgo dell'acqua (4)
- Filtro secondario (5)
- Pompa meccanica del carburante (6)
- Due carburatori (7)
Attraverso i tubi di ritorno (8) il carburante in eccesso rifluisce al serbatoio e al lato di aspirazione dell'impianto di alimentazione.
NOTA: I tubi di ritorno servono ad evitare la formazione di "tamponi di vapore" (vapor lock).
La Carburazione
CARBURAZIONE: insieme di operazioni che comportano la formazione della miscela aria-combustibile, l'esatto proporzionalmente ed il suo dosaggio, in modo da ottenere una alimentazione del motore proporzionata al regime di rotazione voluta.
Puo essere ottenuta in due modi:
- Sistema "a carburatore"
- Sistema "ad iniezione"
Il Carburatore
CARBURATORE - e un organo meccanico che:
- Mantiene costante il livello del combustibile interessato alla combustione
- Miscela il combustibile con l'aria prelevata dall'esterno in una esatta proporzione
- Dosa la quantita di miscela da inviare nel cilindro ad ogni ciclo
Struttura del Carburatore Elementare
Il carburatore e fondamentalmente costituito da due zone:
- Vaschetta benzina a livello costante
- Diffusore convergente-divergente
Le due zone sono collegate da un condotto. Il condotto ha un tratto obliquo ed uno verticale: quest'ultimo termina con uno spruzzatore con ugello calibrato.
Principio di Funzionamento
- Lo spruzzatore e posto nella "sezione di area minima" del diffusore, in posizione lievemente piu alta del livello esistente in vaschetta
- Il volume di aria richiesto e molto maggiore del volume di benzina, quindi i passaggi dell'aria sono molto ampi mentre quelli della benzina sono ridotti
- La depressione generata dall'aspirazione del pistone richiama la miscela aria-benzina verso il cilindro
Componenti Principali
| Componente | Funzione |
|---|---|
| Vaschetta | Mantiene il livello costante di benzina |
| Galleggiante | Regola l'afflusso di benzina |
| Diffusore | Crea la depressione per aspirare la benzina |
| Spruzzatore | Polverizza la benzina nell'aria |
| Valvola a farfalla | Regola la quantita di miscela (throttle) |
| Filtro | Pulisce la benzina da impurita |