Gli iniettori piezoelettrici Bosch: Tecnologia e Innovazione nel Common Rail Diesel

I sistemi di iniezione Common Rail hanno subito un'evoluzione notevole nel corso degli anni, portando a significativi miglioramenti in termini di efficienza e riduzione delle emissioni. Il cuore di questa evoluzione è l'iniettore, un componente sempre più sofisticato. In questo articolo, ci concentreremo sugli iniettori Common Rail Piezo prodotti da Bosch, che rappresentano una delle tecnologie più avanzate in questo campo e sono adottati da numerosi costruttori, come BMW, nei moderni motori diesel a 3 e 4 cilindri (B37TU e B47TU).

Iniettori Elettromagnetici vs. Iniettori Piezoelettrici: Un Confronto Tecnologico

Per comprendere appieno l'importanza degli iniettori piezoelettrici, è fondamentale analizzare le differenze con la generazione precedente, gli iniettori elettromagnetici. Sebbene entrambi svolgano la funzione di erogare carburante nebulizzato direttamente nella camera di combustione, le loro modalità operative e le prestazioni che ne derivano sono profondamente diverse.

Il Funzionamento degli Iniettori Elettromagnetici

Gli iniettori elettromagnetici tradizionali ricevono un'alimentazione per il loro funzionamento. È vero che la centralina motore (ECU) fornisce sia l'alimentazione che il negativo all'iniettore. Con il quadro acceso, non si misurano i 12 volt diretti sull'iniettore, ma una tensione di controllo.

Quando l'ECU pilota l'iniettore, la tensione può salire, per esempio, fino a 80 volt. Questo avviene perché l'ECU genera internamente le tensioni necessarie per il pilotaggio, spesso tramite convertitori DC/DC che amplificano la tensione di batteria di 12V.

La Rivoluzione dei Piezoelettrici

L'iniettore piezoelettrico sfrutta una proprietà fisica dei cristalli piezoelettrici: quando una struttura a cristallo viene compressa, produce una tensione, e viceversa, applicando una tensione attraverso una pila di diverse centinaia di cristalli a wafer, si ottiene una variazione lineare dell'altezza della pila. Questo movimento, nell'ordine dei microsecondi, viene utilizzato per comandare l'ago dell'iniettore collegato.

Questa tecnologia offre vantaggi considerevoli:

• Movimento veloce dell'ago dell'ugello: in gran parte dovuto a una riduzione della massa spostata di circa il 75%.
• Tempi di commutazione rapidi: con tempi di risposta estremamente brevi.
• Migliore dosaggio di più iniezioni di carburante: permettendo una gestione più precisa del processo di combustione.
• Corsa più precisa degli aghi degli ugelli.
• Minor consumo di energia elettrica: poiché non è necessaria alcuna corrente di mantenimento.

Questi miglioramenti si traducono in vantaggi significativi per quanto riguarda le emissioni inquinanti, il consumo di carburante e l'acustica (minor rumore). La portata di ritorno è notevolmente inferiore rispetto all'iniettore elettromagnetico; il ritorno è collegato idraulicamente al sistema di alimentazione della pompa di alta pressione, quindi nel circuito di ritorno la pressione è superiore a 3 bar, a differenza dei normali iniettori elettromagnetici, dove la pressione è in genere inferiore a 1 bar. Non è possibile misurare il volume di ritorno per gli iniettori piezoelettrici. A causa del modo in cui sono progettati e di come funzionano gli iniettori piezoelettrici, il volume di ritorno è notevolmente inferiore rispetto a quello degli iniettori con valvola a solenoide.

Alimentazione e Sicurezza degli Iniettori Piezoelettrici

Gli iniettori piezoelettrici sono alimentati dalla centralina ad una tensione molto alta, ben superiore ai precedenti iniettori, che può raggiungere anche i 160 volt. La tensione viene fornita dalla centralina motore, che internamente contiene un convertitore DC/DC per amplificare la tensione di batteria da 12V a 160V.

Questa elevata tensione di pilotaggio è un aspetto critico per la sicurezza. Infatti, è fortemente sconsigliato scollegare l'iniettore con il motore in moto. Una spiegazione ampiamente diffusa, soprattutto su siti esteri, afferma che, siccome la tensione per il pilotaggio degli iniettori piezoelettrici può raggiungere anche i 150 volt (quindi pericolosa per la persona), si vieta lo scollegamento a motore in moto.

Un'altra considerazione importante riguarda la chiusura dell'iniettore. Su alcune fonti si argomenta che la ECU non fornisce nessuna tensione inversa per chiudere l'iniettore, ma mette a massa la tensione generata dai cristalli per velocizzare la fase di chiusura. La fluttuazione di tensione che si vede alla fine della rampa di salita della tensione, rappresenta il segnale di apertura Ti, che controlla l'effettiva apertura dell'iniettore, viene ricavato misurando l'energia utilizzata per l'attivazione dell'iniettore.

È importante notare che se uno dei cavi di alimentazione positivo di un solo iniettore dovesse andare in corto, automaticamente mancherebbe alimentazione a tutti gli iniettori, in quanto il positivo è comune.

Funzionalità Avanzate dell'Iniettore Bosch CR25

Il sistema Common Rail di terza generazione, di cui l'iniettore Bosch CR25 fa parte, dispone di iniettori piezoelettrici che lavorano a una pressione massima di ben 2500 bar. Questo iniettore consente l'iniezione multipla di carburante con un massimo di 4 operazioni di iniezione, che possono essere composte da:

• Pre-iniezione: migliora il comfort acustico grazie a una combustione più morbida. Al minimo e fino a circa 2000 rpm, c'è la possibilità di una doppia pre-iniezione.
• Iniezione principale.
• Post-iniezione: viene utilizzata per la rigenerazione del filtro antiparticolato diesel. A basso carico e regime motore, è possibile una doppia post-iniezione.

La quantità di carburante iniettata può variare in funzione di:

• Pressione rail.
• Periodo di apertura dell'iniettore.
• Velocità di apertura dell'iniettore.

Il periodo di apertura dell'ugello e la corsa di apertura sono stabiliti dal controllo del motore. Una novità per gli iniettori Common Rail è che il periodo di apertura dell'ugello è controllato tramite il segnale di iniezione del carburante (chiamato segnale Ti).

Il Codice Iniettore e la sua Importanza

Ogni iniettore fabbricato o ricondizionato singolarmente viene testato dopo il montaggio e assegnato un codice che ne descrive esattamente le caratteristiche di iniezione. Questo assicura che le quantità di iniezione diesel siano controllate con estrema precisione per un controllo accurato delle emissioni. Questa informazione è fondamentale per la corretta gestione e manutenzione del sistema di iniezione.

L'Iniettore CR Piezoelettrico Bosch 0445117038

Un esempio specifico di iniettore piezoelettrico Bosch è il modello 0445117038, un iniettore CR piezoelettrico.

Dati Tecnici:

• Peso: 0,40 kg
• Quantità raccomandata: 8 (per un motore a 8 cilindri)
• Produttore: BOSCH
• Unità di misura: pezzo
• Preparazione carburante: Common Rail
• Articolo complementare/Info integrativa 2: con anello tenuta
• Paese di origine: Turkey

Questo iniettore è compatibile con vari modelli di auto, tra cui Audi e VW, come indicato dai codici OE AUDI 057 130 277 AN e VW 057 130 277 AN. Il suo indice è 0 445 117 038 e il nome del prodotto è "Supporto polverizzatore".

Manutenzione e Ricondizionamento degli Iniettori Piezoelettrici: Il Ruolo di D.I.M.

La manutenzione e il ricondizionamento degli iniettori diesel sono aspetti cruciali per l'efficienza e la durata dei motori. Aziende specializzate nel settore diesel, come D.I.M. Srl, con quasi 40 anni di esperienza nelle motorizzazioni diesel, giocano un ruolo fondamentale.

L'attività di ricondizionamento comporta un innegabile vantaggio economico per gli operatori del settore: il prezzo di acquisto di un iniettore o di una pompa revisionata arriva a essere inferiore al nuovo anche del 50%. A questo si aggiunge il fatto che la qualità dei prodotti revisionati da D.I.M. è elevata, grazie alle nuove tecniche messe a punto dal reparto Ricerca & Sviluppo. D.I.M. si è mantenuta al passo con i cambiamenti che hanno accompagnato queste motorizzazioni, garantendo prodotti di qualità.

Un altro importante aspetto dell’organizzazione di D.I.M. Srl è quella della gestione del magazzino, che permette di avere disponibilità di ricambi e iniettori revisionati.

Misurazione della Corrente di Attivazione

Uno degli scopi della ricerca in questo campo è valutare la corrente di attivazione all'interno di un circuito di un iniettore piezo common rail diesel (CRD) tipo Bosch, attraverso una serie di condizioni operative del motore. Questa analisi consente di comprendere meglio il comportamento dell'iniettore e di ottimizzare le prestazioni del motore.

Le informazioni contenute in articoli e guide sono attentamente verificate e ritenute corrette. Tuttavia, esse sono un esempio delle indagini e dei risultati, e non costituiscono una procedura definitiva. La tecnologia è in continua evoluzione, e le guide possono essere soggette a modifiche senza preavviso.

tags: #iniettore #piezoelettrico #bosch