Mahle Powertrain: la HBM aiuta a realizzare motori più verdi

Uno dei consulenti leader del mondo automobilistico, Mahle Powertrain di Northampton in UK, è passato alla HBM per la produzione di motori più puliti. In tutta l'industria automobilistica i costruttori cercano di sviluppare motori ecologicamente più amichevoli migliorando il consumo di carburante e riducendo contemporaneamente le emissioni degli scarichi.

Mahle Powertrain ha una reputazione internazionale ben meritata per le sue ricerche, dirette a sviluppare un motore a benzina Controlled Auto-Ignition (CAI) (autoignizione controllata) per migliorare l'economia del carburante.

L'autoignizione migliora l'efficienza

La teoria sui motori CAI afferma che impiegando l'autoignizione è possibile il significativo miglioramento dell'efficienza termica. Mahle Powertrain ritiene che con questa tecnica sia possibile ottenere circa il 45 % dell'energia del carburante, rispetto al 25 % dei tipici motori con ignizione a candele.

Tecnologia dei motori per il futuro…

Per ottenere l'autoignizione, Mahle Powertrain dovette cambiare il ciclo di combustione standard intrappolando, o riciclando grandi quantità di gas combusti all'interno dei cilindri del motore, invece di permetterne la dispersione nell'atmosfera. Poi questi gas riscaldano la successiva carica di miscela aria-carburante aspirata che entra nella camera di combustione attraverso valvole multiple che, dopo la compressione, causa l'autoignizione.

Ulteriore complessità per lo sviluppo di motori CAI è il fatto che questa tecnica può essere impiegata solo per una limitata finestra operativa. A velocità o carichi più elevati, il motore deve tornare alla convenzionale ignizione a candele.

…in collaborazione con HBM

In stretta collaborazione con i tecnici della HBM UK, Mahle Powertrain usò il proprio sistema di telemetria dei pistoni, comprendente un sistema meccanico di connessione che dal grande occhio di biella porta i fili dei segnali, permettendo l'acquisizione in tempo reale dei dati del pistone con motore funzionante. Mediante l'inserzione di otto termistori in punti specifici sotto la superficie della camera di combustione e nelle scanalature degli anelli del pistone, fu possibile misurare l'effettiva temperatura all'interno del pistone mentre il motore era in funzione.

Data l'elevata temperatura nei pistoni, furono impiegati chip termistori rivestiti di vetro al silicio, del tipo con coefficiente termico negativo.

"Il problema con questi termistori è che essi generano un'uscita non lineare. Tuttavia il software catman® HBM è più che in grado di gestire questo aspetto".
Carl Godden, senior instrumentation engineer, Mahle Powertrain

Acquisizione dati con MGCplus e catman®

In questa configurazione, per ciascun sensore fu determinata una curva di taratura di dodici punti fino alla temperatura di 350°C. Le curve furono incorporate in catman® quali "User Scaling Files"(USC). catman® fu configurato per effettuare l'interpolazione lineare fra i punti di taratura.

Per fornire un quadro completo alla Mahle Powertrain, la HBM dovette collegare altri numerosi ingressi all'MGCplus. Oltre ad altri parametri basillari del motore quali la coppia e la velocità, furono nisurati la temperatura ed il flusso di mandata dell'olio, controllati automaticamente da un riscaldatore e da una valvola. I dati misurati furono semplicemente e chiaramente raffigurati usando gli utensili di grafica in tempo reale integrati in catman®.

Carl Godden, senior instrumentation engineer alla Mahle Powertrain raccomanda questa soluzione:

"La combinazione dell'MGCplus col catman® ha dimostrato di essere un'eccellente soluzione per i requisiti richiesti dalla nostra acquisizione dati. Fù particolarmente gratificante implementare in modo molto semplice ed efficace la linearizzazione multipunto dei segnali dei termistori".
Carl Godden

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