Dato il sospetto che le emissioni di CO2 da fonti antropiche influiscano sul riscaldamento globale, i governi di tutto il mondo reagiscono definendo dei target per la riduzione dei gas serra e delle emissioni di CO2 del parco auto. Questa sfida riguarda soprattutto i veicoli equipaggiati con motori a benzina. Un passo verso un più efficiente processo di lavorazione è il downsizing dei motori a benzina mediante elevate pressioni di sovralimentazione e l‘iniezione diretta, che consente il passaggio dei punti operativi a carichi del motore più elevati con una maggiore efficienza. Tuttavia le esperienze fatte con i motori più sovralimentati hanno mostrato che, ad alti carichi e in particolare ai bassi regimi, le autoaccensioni spontanee si verificavano accidentalmente prima della normale fasatura di accensione seguite da un megaknock che, nei casi più gravi, può recare danni al motore. Recenti studi sperimentali hanno rivelato che le gocce di olio/carburante o i depositi sono una possibile causa della pre-accensione [1-3]. Il presente studio mira ad analizzare i meccanismi che innescano la pre-accensione utilizzando diverse tecniche di misurazione e il metodo della simulazione CFD. Configurazione sperimentale e diagnostica ottica Un motore di prova ad iniezione diretta, quattro cilindri turbocompresso con cilindrata 1,4 l e un iniettore centrale a 6 fori è stato configurato su un banco di prova. Il motore è stato fatto funzionare a 2.000 giri/min, con una pressione di alimentazione pari a 2,1 bar e una pressione media effettiva al freno di 21 bar. Sul cilindro 4 è stato installato un accesso video per l‘acquisizione delle immagini ad alta velocità della pre-accensione. Alla testa del cilindro sono stati praticati due fori per la sorgente luminosa e la telecamera. Come precedentemente affermato, le pre-accensioni si verificano frequentemente in cluster di 3-5 eventi che si alternano ai regolari cicli di combustione. La prima pre-accensione ad essere osservata nel cluster mostrava diverse differenze nelle emissioni luminose rispetto a tutti gli eventi successivi: durante il primo ciclo di pre-accensione, una sorgente luminosa si era manifestata spontaneamente e aveva immediatamente acceso tutta la miscela. Dato che precedentemente non vi era stata nessuna emissione luminosa, è probabile che la prima pre-accensione sia stata scatenata da gocce di olio/carburante che hanno raggiunto la loro condizione critica per l‘autoaccensione nel momento in cui sono diventate visibili. La fig. 1 (a) mostra una pre-accensione iniziale. In tutte le pre-accensioni sono state osservate delle particelle incandescenti dopo un regolare ciclo di combustione, in particolare durante la fase finale della combustione. Ovviamente queste particelle sono depositi. I filmati suggeriscono che alcune di queste particelle restano nella camera di combustione e sono riscaldate durante la regolare combustione successiva, dove c‘è abbastanza tempo per il trasferimento di calore tra combustibile e particella. Le pre-accensioni successive si ripetono in genere 3-5 volte, fino a quando nella camera di combustione non c’è più nessun deposito di grandi dimensioni.
