Potenza motore e altitudine

[tsoukias]

In un altro thread (America Latina: viewtopic.php?f=48&t=107463) ho raccontato la mia esperienza di trovarmi con l'auto (un Td4 Puma 2.4 del 2009) a mezza potenza mentre salivo oltre i 4000 metri attraversando la cordigliera delle Ande (tra Argentina e Cile). Più di una persona localmente e più di uno su AL imputò il fenomeno proprio all'altezza. In effetti l'auto subi un neto calo di potenza più o meno a 4200 metri, calo che ci accompagnò per tutto il tragitto (dove siamo saliti fino a 4880 metri). Ma poi l'auto (il giorno dopo) è ritornata normale (ho subito pulito le varie MAP/FAP etc.), ma eravamo scesi a 2500m. Il fatto però è che ho dovuto risalire a queste altezze (perché le Ande sono alte ...). E non è successo niente. Siamo stati spesso a 4000, a 4500 senza nessuna perdita di potenza notabile. Al punto che mi sono permesso un retilineo che saliva a 4600 metri a 110km/h in sesta ... (eravamo soli ... di solito non faccio folie ...). E qui sorge la domanda che vi sottopongo. L'esperienza fatta smentisce l'asserzione che il calo di potenza sia da attribuire all'altitudine (altrimenti si sarebbe verificato di nuovo). Che cosa è successo quindi?
La mia impressione (analizzata a posteriori) è stata di un motore andato in protezione (ma non ci fu nessun segnale luminoso sul cruscotto). Ma perché? Gasolio di scarsa qualità? Centralina andata in tilt (anche solo in modo temporaneo) e perché? Altro?
Qualche elemento di contorno: faceva un freddo micidiale e c'era un vento contrario fortissimo (capace di frenare l'auto). Quando l'auto perse potenza non ha
cominciato a fumare male e la temperatura è rimasta stabile.

[gian td5]

In un altro thread (America Latina: viewtopic.php?f=48&t=107463) ho raccontato la mia esperienza di trovarmi con l'auto (un Td4 Puma 2.4 del 2009) a mezza potenza mentre salivo oltre i 4000 metri attraversando la cordigliera delle Ande (tra Argentina e Cile). Più di una persona localmente e più di uno su AL imputò il fenomeno proprio all'altezza. In effetti l'auto subi un neto calo di potenza più o meno a 4200 metri, calo che ci accompagnò per tutto il tragitto (dove siamo saliti fino a 4880 metri). Ma poi l'auto (il giorno dopo) è ritornata normale (ho subito pulito le varie MAP/FAP etc.), ma eravamo scesi a 2500m. Il fatto però è che ho dovuto risalire a queste altezze (perché le Ande sono alte ...). E non è successo niente. Siamo stati spesso a 4000, a 4500 senza nessuna perdita di potenza notabile. Al punto che mi sono permesso un retilineo che saliva a 4600 metri a 110km/h in sesta ... (eravamo soli ... di solito non faccio folie ...). E qui sorge la domanda che vi sottopongo. L'esperienza fatta smentisce l'asserzione che il calo di potenza sia da attribuire all'altitudine (altrimenti si sarebbe verificato di nuovo). Che cosa è successo quindi?
La mia impressione (analizzata a posteriori) è stata di un motore andato in protezione (ma non ci fu nessun segnale luminoso sul cruscotto). Ma perché? Gasolio di scarsa qualità? Centralina andata in tilt (anche solo in modo temporaneo) e perché? Altro?
Qualche elemento di contorno: faceva un freddo micidiale e c'era un vento contrario fortissimo (capace di frenare l'auto). Quando l'auto perse potenza non ha
cominciato a fumare male e la temperatura è rimasta stabile.

a quella quota la pressione dell'aria è circa 650 millibar, questo fatto costringe la turbina ad un superlavoro che si traduce in un alto regime di rotazione, sulla mappa della centralina del Td5 (immagino che qualcosa di simile esista anche sul Puma) c'è una apposita tabella che con l'aumentare della quota riduce la quantità di gasolio iniettata in modo da ridurre le sollecitazioni sulla turbina, naturalmente ciò comporta una diminuzione della potenza del motore.
comunque in quelle zone i turbo non durano molto, a Piscobamba (Ancash/Perù) dall'inizio dell'anno ad oggi si sono rotti due turbo (Puma e Td5) su mezzi stabilmente usati a quelle quote.

Landsaluti

gian

[teos81]

Ciao, domanda molto stupida.. quando accendi il puma, ti si illumina la spia dell'avaria motore e poi ti si rispegne??

Se si, non credo sia un errore in centralina o un taglio di potenza.. se fosse ti si accenderebbe subito la spia.. Si accende anche per cavolate che non implicano taglio potenza.

Mi sorge una ipotesi visto che non avevo considerato che hai un pumino 2.2.. Coincidenza tra altissima quota e rigenerazione del fap...
Già alle nostre quote si sente un calo di potenza quando viene fatta, non oso immaginare vicino ai 5000 mt...

[blackdef]

in Marocco abbiamo svalicato l'Atlante a 3000 metri, pressione a 700 millibar, il Disco non camminava neanche a calci e consumava peggio di una petroliera.

[nogteto]

Ciao ragazzi io sono quello del peru che ha rotto 2 turbine in poco tempo...........sicuramente ha ragione Gian però ho altri amici che hanno defender da anni e lavorano su queste altitudini ma di turbi ne abbaimo rotti molto pochi per i mezzi che abbiamo (credo che io sono stato sfigato)...
La cosa che più ci rovina è la terra e polvere e vi giuro che i td5 più di 150000 km non li fa e i ford fino a 90.000.....fasce distrutte o valvole piene di terra........


un saluto a tutti

stefano

[quello_là]

Avete provato a intervenire sull'aspirazione in qualche modo( che so, aggiungendo un filtro centrifugo tipo quello che mettono nel deserto o anche solo sostituendo spesso il filtro aria originale)?

[nogteto]

si io ai nostri 2 def ho fatto l'aspirazione alta e al td5 con ciclone e scatola filtro inox però quando tolgo i manicotti o dove c'è il debimetro trovo sempre un po' di polvere.....
il mio td4 in 1 anno e mezzo ha su 50000 km di strade solo sterrate dai 3000 ai 4700mt staremo a vedere se supero i 90000..
ho appena iniziato a usare olio motore migliore con additivi liquimoly 5 w30 e ceratec come additivo vediamo col tempo.....

ciao
stefano

[quello_là]

Chissà,magari con un filtro a bagno d'olio come sulle series si ottiene un buon risultato...certo che sembra incredibile(l'uso è veramente estremo,nulla da dire...)

[Zappi]

-cut-
L'esperienza fatta smentisce l'asserzione che il calo di potenza sia da attribuire all'altitudine (altrimenti si sarebbe verificato di nuovo).
-cut-

Parlo in generale, non conosco nello specifico le strategie della ECU del Puma.

La centralina effettua correzioni entro certi limiti, se parti da 1000m e sali a 4500m ad un certo punto legge valori troppo diversi da quelli che ha come base e lavora su mappe di sicurezza. Se il giorno dopo accendi la macchina a 4000m lei si fa l'autoapprendimento dei sensori a quella quota/pressione e anche se sali a 5000m riesce a lavorare.
Se ti dovesse capitare prova a fermarti una mezz'oretta e vedere se migliora.

Poi ripeto, non conosco le strategie della ECU del Puma quindi prendila come una possibilità e non come una certezza.

[landy76]

Ti conviene rifare da capo l aspirazione rendendola stagna. I condotti che passano sotto al parafango non sono stagni, sono ad incastro e passa qualsiasi cosa cosi pure la scatola filtro non è stagna e ha buchi nella parte inferiore. Io ho messo una scatola filtro in metallo e uno snorkel dei Defender 3,9 a benzina. Non ho più un filo di polvere nel filtro e lo cambio una volta all anno. Certo non faccio strade particolarmente polverose ma si vede subito se entra della polvere....

Inviato dal mio ALE-L21 utilizzando Tapatalk

[Zappi]

Che scatola filtro hai usato?? Quella del 300tdi ??

[landy76]

Corsetti!

[tsoukias]

Grazie delle risposte.

Per Salvatore: avevo pensato anch'io al problema della differenza di altitudine. Però quand'è successo il fatto sono partito da 2500 ed ho fatto delle soste,
a 3900, a 4100, a 3800 (2 o 3) ed anche a 4200 (alla frontiera). Quindi la centralina avrebbe normalmente registrato i cambiamenti ... Credo ...

Per Matteo: la spia si accende normalmente nel cruscotto quando inserisco la chiave. Quindi funziona. Effettivamente non ho pensato alla rigenerazione ...
che effettivamente si sente ... Però è durato troppo a lungo ... rimane comunque un'ipotesi valida. Se è vera è stata veramente una sfiga colossale ...

Sicuramente l'altitudine c'entra, perché le centraline non sono mappate per lavorare a 4000 o 5000 metri (le auto delle compagnie minerarie, almeno le Toyota e e le Ford (benzina) mi hanno spiegato che vengono rimappate per lavorare a lungo). Complessivamente però il povero Puma se l'è cavata molto bene (un mese oltre i 3500 ...).

alexis

[Sidestick72]

a quella quota la pressione dell'aria è circa 650 millibar, questo fatto costringe la turbina ad un superlavoro che si traduce in un alto regime di rotazione,

gian

Non è proprio così, i motori turbo sono nati per gli aerei proprio perchè riescono a mantenere quasi inalterata la potenza ad alte quote rispetto ai poveri aspirati che vivono della pressione alla quota locale.

Una turbina non fa nessun superlavoro ad alta quota in quanto la contropressione allo scarico (per via della pressione quasi dimezzata) ne favorisce la rotazione mentre lo "smagrimento" della miscela aria/combustibile è dovuto alla misurazione del sensore MAF che legge la quantità d'aria (volume) che passa per il condotto di aspirazione e la mantiene costante.

L'unica cosa che aumenta ad alta quota sono i giri che la turbina deve fare per mantenere il valore di pressione misurato dal MAP costante, ma questo se l'olio è di buona qualità non comporta particolari aumenti di usura.

Io credo che il Pumino abbia semplicemente sofferto lo sbalzo di pressione attuando la pulizia del DPF, del resto il ciclo di pulizia lo effettua leggendo i valori di pressione a monte e a valle del filtro DPF, e calando drasticamente quelli a valle (per via della quota) lui lo ha interpretato come "filtro intasato" ed è partito con la rigenerazione.

[gian td5]

a quella quota la pressione dell'aria è circa 650 millibar, questo fatto costringe la turbina ad un superlavoro che si traduce in un alto regime di rotazione,

gian

Non è proprio così, i motori turbo sono nati per gli aerei proprio perchè riescono a mantenere quasi inalterata la potenza ad alte quote rispetto ai poveri aspirati che vivono della pressione alla quota locale.

nessun motore a pistoni prodotto in serie per aereo è mai stato dotato di turbo compressore, la sovra alimentazione di questi motori avveniva a mezzo di un compressore centrifugo trascinato in rotazione dal motore, nei sistemi più sofisticati un cambio di velocità adeguava la velocità di rotazione del compressore alle condizioni di carico e di quota. confondere i due sistemi è abbastanza grave.

Una turbina non fa nessun superlavoro ad alta quota in quanto la contropressione allo scarico (per via della pressione quasi dimezzata) ne favorisce la rotazione mentre lo "smagrimento" della miscela aria/combustibile è dovuto alla misurazione del sensore MAF che legge la quantità d'aria (volume) che passa per il condotto di aspirazione e la mantiene costante.
L'unica cosa che aumenta ad alta quota sono i giri che la turbina deve fare per mantenere il valore di pressione misurato dal MAP costante, ma questo se l'olio è di buona qualità non comporta particolari aumenti di usura.

il nostro turbocompressore ha un sistema di controllo della pressione abbastanza rudimentale che tende ad ottenere la pressione massima possibile prescindendo dalla pressione in entrata, questo fa si che ad alte quote lavori o superi il numero di giri massimo di progetto, il risultato è che albero e boccole si usurano più in fretta, inoltre il bilanciamento, che viene effettuato per regimi di rotazione inferiori va in crisi; a tutto questo occorre aggiungere che l'aumento della forza centrifuga agisce negativamente sulle palette della parte calda deformandole, pensare che un " olio di buona qualità" possa risolvere questi problemi è un po' ingenuo, avrebbe la stessa efficacia di un cornetto rosso.

Io credo che il Pumino abbia semplicemente sofferto lo sbalzo di pressione attuando la pulizia del DPF, del resto il ciclo di pulizia lo effettua leggendo i valori di pressione a monte e a valle del filtro DPF, e calando drasticamente quelli a valle (per via della quota) lui lo ha interpretato come "filtro intasato" ed è partito con la rigenerazione.

Landsaluti

gian

[Sidestick72]

Sicuro?

https://www.flyrotax.com/produkte/detai ... s-isc.html

http://amslaurea.unibo.it/7942/1/ROSA_MATTEO_tesi.pdf (capitolo 3.1/3.2)

I primi 2 che mi son capitati...

[Sidestick72]

il nostro turbocompressore ha un sistema di controllo della pressione abbastanza rudimentale che tende ad ottenere la pressione massima possibile prescindendo dalla pressione in entrata, questo fa si che ad alte quote lavori o superi il numero di giri massimo di progetto, il risultato è che albero e boccole si usurano più in fretta, inoltre il bilanciamento, che viene effettuato per regimi di rotazione inferiori va in crisi; a tutto questo occorre aggiungere che l'aumento della forza centrifuga agisce negativamente sulle palette della parte calda deformandole, pensare che un " olio di buona qualità" possa risolvere questi problemi è un po' ingenuo, avrebbe la stessa efficacia di un cornetto rosso.

Il fenomeno di cui parli è noto come "chocking", e diventa problematico solo ad alte temperature e alte pressioni (ergo a bassa quota).

Salendo in quota le temperature dei gas di scarico si abbassano notevolmente e l'aumentare dei giri della turbina (che è il componente stressato dell'insieme turbocompressore) a 5000 mt non aumenterà di molto (si parla del 12/15% in più) rimanendo ampiamente nei limiti di progetto.
E' molto peggio per una turbina subire le post iniezioni per il lavaggio del DPF (che raddoppiano la temperatura dei gas di scarico) che salire di quota...

Infine non è che uno ci vive a 5000 mt (di solito), pertanto non vedo limitazioni o preoccupazioni a portare un moderno motore turbodiesel lassù

[Sidestick72]

Nel diagramma di Fig.10 è mostrata la variazione di pressione e la densità dell’aria con altitudine, in atmosfera:



Figura 10: Variazione di pressione, temperatura e densità dell'aria in funzione dell'altitudine

Si verifica dunque che in un motore alternativo la potenza sviluppata diminuisce a mano a mano che si sale in quota: tale diminuzione segue la stessa legge di diminuzione della densità dell’aria. Un motore aspirato che al livello del mare, dove la pressione è normalmente di 1013 mb sviluppa 600 CV, alla quota di 5500 metri (dove la pressione è scesa a 460 mb) svilupperà soltanto 300 CV; a 10000 metri svilupperà appena 150 CV. Si comprende quanto sia grave questo problema per un motore d’aviazione, soprattutto pensando che, le tendenze attuali sono quelle di portare la navigazione aerea a quote sempre più elevate, sia per ragioni di rendimento, sia per ragioni di sicurezza.
Per ovviare al suddetto inconveniente sono state tentate varie soluzioni: la più soddisfacente, adottata per la maggior parte dei motori, è la sovralimentazione. Va detto a questo punto per la precisione, trattando questo lavoro principalmente essa, che tale tecnica è nata proprio nel campo dell’aviazione: solo più tardi si è sviluppata nei campi della propulsione stradale, marina, e nel campo energetico industriale, campi a cui tra l’altro si è adattata benissimo.
Con la sovralimentazione è possibile non solo conservare in quota una pressione di alimentazione (di aria) del motore corrispondente alle condizioni di aspirazione a quota zero, ma si può anche a bassa quota elevare, a comando, la pressione nei cilindri per sviluppare una potenza maggiore del normale. E’ evidente che l’incremento di pressione deve essere limitato: per problemi di combustione e pericolo di detonazione nei motori ad accensione comandata, per limiti di resistenza degli organi del motore nei motori ad accensione per compressione. Il tipo di compressore generalmente adottato in aviazione (ma anche nel campo dell’autotrasporto) è quello centrifugo che descriveremo più avanti: nei primi motori da aviazione sovralimentati esso raramente superava una velocità di rotazione di 20000 rpm, ed era trascinato dal motore per mezzo di un’opportuna trasmissione, mentre modernamente il turbocompressore può superare abbondantemente la velocità di 170000 rpm e viene trascinato da una turbina che sfrutta l’energia residua dei gas di scarico del motore. Per salvaguardarsi da un aumento eccessivo della pressione di alimentazione del motore, i motori sovralimentati sono generalmente muniti di uno speciale limitatore di pressione, di tipo automatico oppure a comando, molto simile a quello montato sui motori per la propulsione terrestre (Waste-gate), e che nella versione automatica è comandato da una capsula barometrica.
In un motore di alta quota quindi, la potenza massima sviluppabile a quota zero può essere mantenuta costante fino ad una certa quota, detta quota di ristabilimento, il cui valore dipende dalle caratteristiche del motore e del compressore. Al di sopra della quota di ristabilimento la potenza diminuisce come in un motore normale, cioè con la stessa legge di diminuzione della pressione atmosferica. Per conservare la potenza fino a quote molto elevate (10000 metri e oltre) si può ricorrere a due compressori in serie, facendo dal secondo elevare ulteriormente il grado di compressione della miscela uscente dal primo. In tal caso si mette in moto il secondo compressore soltanto alla quota ove l’aria esterna è così rarefatta che il primo compressore non riesce più a portarla al grado di densità voluto. Tale soluzione è stata adottata già durante la seconda guerra mondiale sugli aerei SpitFire della RAF, l’aeronautica militare del Regno Unito. Si deve dire comunque che i motori volumetrici sono per loro natura i meno adatti al volo in quota, questa insieme ad altre, è la ragione per cui soprattutto i velivoli commerciali solo raramente hanno tali motori.

[lo smilzo]

Sicuro?

https://www.flyrotax.com/produkte/detai ... s-isc.html

http://amslaurea.unibo.it/7942/1/ROSA_MATTEO_tesi.pdf (capitolo 3.1/3.2)

I primi 2 che mi son capitati...

ottimo, stampo e studio

[gian td5]

Sicuro?

sì, tutti i motori degli aerei della WW2 erano sovralimentati come ho descritto, e furono centinaia di migliaia non è che qualche migliaio di Rotax cambi qualcosa.

https://www.flyrotax.com/produkte/detai ... s-isc.html

http://amslaurea.unibo.it/7942/1/ROSA_MATTEO_tesi.pdf (capitolo 3.1/3.2)

I primi 2 che mi son capitati...