Sistemi GDI | Magneti Marelli

Sistemi GDI

L'Iniezione Diretta Benzina (Gasoline Direct Injection o GDI) sta aumentando rapidamente aumenta la sua penetrazione di mercato, specialmente in Europa.

In base all'esperienza di Magneti Marelli, la soluzione tecnologica più efficiente per automobili piccole e medie è un motore turbocompresso omogeneo con tecnologia GDI.

Infatti l'iniezione del carburante ad alta pressione, realizzata con iniettori elettromagnetici stabili e veloci, guidati da appropriati algoritmi di controllo presenti nell'ECU, permette una buona combustione in motori turbocompressi con una trascurabile formazione di particolato.

Lo stesso livello di coppia e potenza può essere raggiunto da motori significativamente più piccoli producendo una riduzione di emissioni di CO2 fino al 13%.

Il sistema ad iniezione diretta Magneti Marelli (GDI) è composto da: un'unità di controllo elettronico (ECU) con il suo software, gli iniettori GDI, il collettore aria GDI e la pompa GDI.

Tutti i componenti sono perfettamente compatibili con miscele di benzina ed etanolo in qualsiasi percentuale (E0….E100).

Unità di Controllo Elettronico GDI

Le principali funzionalità di controllo sono:

Completa gestione della coppia (Magneti Marelli è in produzione già dal 1999 con un sistema basato su coppia e sicurezza)
Controllo omogeneo e stratificato
Gestione della circolazione d’aria (swirl/tumble)
Gestione del turbo
Gestione di iniezioni multiple (iniettore e pompa alta pressione)
Riconoscimento della volatilità e composizione del carburante; la centralina GDI di Magneti Marelli può utilizzare miscele di benzina ed etanolo in ogni percentuale (da 0 a 100%)
Gestione dell’apertura delle valvole
Gestione dell’EGR (stima della ricircolazione di gas inerti con lambda > 1)
Gestione della trappola del NOx
Controllo dell’emissione di NOx
Gestione dell’emissione e del catalizzatore

La componente hardware dell’Unità di Controllo Elettronico (ECU) è composta da diverse serie di microcircuiti forniti di microprocessori Freescale, della generazione ESYS a 32 bit.

Il Software GDI viene realizzato attraverso una progettazione “robusta” basata su:

architettura SW stratificata, facilmente trasportabile sulle centraline di generazione più recente, con caratteristiche prestazionali più elevate. I nostri concorrenti non hanno la stessa flessibilità nella scalabilità del processore
algoritmi basati su modello
processo di sviluppo certificato SPICE 2
orientamento AUTOSAR

Il Time To Market è ridotto grazie alla possibilità di effettuare una precalibrazione in ambiente simulato.

Il software GDI è pienamente personalizzabile con il Cliente secondo linee di disegno predefinite, grazie anche alla facile prototipazione e alla generazione di codice software guidata dal computer.

Iniettori GDI

Gli iniettori del sistema GDI Magneti Marelli possono raggiungere una pressione di 220 bar.

I vantaggi della della tecnologia multihole a 220 bar sono svariate: in primo luogo è caratterizzata da un’alta flessibilità nella morfologia dell’ugello, sia per ciò che riguarda il numero dei fori sia la direzione del cono di erogazione.

E’ anche possibile eseguire una distribuzione spaziale più omogenea delle particelle.

In secondo luogo, è stata rilevata un’influenza minima della contropressione sulla geometria dell’erogazione, così come una più bassa influenza del moto dell’aria sulla geometria dell’erogazione.

Inoltre la tecnologia di iniezione multihole consente di ottenere una migliore dimensione delle gocce e una maggiore velocità ad una pressione più alta (oltre 100 bar).

I nostri iniettori multihole e swirl sono apprezzati per la formazione e la penetrazione dell’erogazione nella camera di combustione.

Questi ultimi sono specificatamente concepiti per la riduzione del coking e sono anche compatibili con l’etanolo.

Possono anche essere facilmente e rapidamente adattati alle esigenze del cliente.

Pompa GDI

Magneti Marelli sta sviluppando una pompa GDI monocilindro a basso costo.

Le principali caratteristiche sono:

Pressione carburante 220 bar
In acciaio inox, totalmente compatibile con le applicazioni flexfuel
Controllo del flusso tramite attuatore elettromagnetico posto sulla valvola di ingresso del carburante
Flusso del carburante fino ad 1cc per giro della camma
Valvola di scarico integrata
Smorzatore di pulsazioni integrato
Ottimizzazione della forma attraverso dimensioni compatte e peso ridotto

Collettore GDI

I collettori aria GDI Magneti Marelli sono progettati utilizzando le tecnologie disponibili più recenti, con ampio uso di strumenti CAD-CAE e simulazioni software.

Siamo in grado di scegliere insieme al cliente una configurazione ottimale della capacità e dei canali (runners) e definire sistemi tumble innovativi con alette che ruotano all’interno dei canali.

Ciò consente di raggiungere l’obiettivo: un miglior controllo della combustione, minori emissioni inquinanti ed una maggior potenza del motore.

Questo sistema utilizza forme di alette speciali che permettono la totale scomparsa delle alette stesse quando è richiesta massima potenza.

Posizione e orientamento delle alette sono rilevati e comunicati in modo continuo al controllo motore utilizzando un sensore di rotazione solidale con l’asse responsabile dell’attuazione delle alette.

Il sensore di rotazione può essere di tipo contact o contact-less in base al sistema e alle richieste del cliente.

I collettori aria sono prodotti con materiale termoplastico PA6 o PA66, attraverso gusci saldati insieme utilizzando vibrazioni.

Per componenti che richiedono speciali caratteristiche come stabilità termo-geometrica o resistenza ad alti livelli di stress, vengono utilizzati materiali di plastica speciale o acciaio inox, ma solo quando è strettamente necessario, in modo da mantenere bassi i costi.

Ogni collettore aria è dotato di un corpo farfallato aggiornato Drive By Wire, anch’esso progettato e prodotto da Magneti Marelli seguendo la ultime specifiche del mercato automotive, che viene utilizzato per controllare l’ingresso del flusso d’aria.

I collettori d’aria Magneti Marelli progettati per il sistema GDI non sono dotati di attacchi per gli iniettori perché sono direttamente collegati con la testa del motore, supportando una migliore combustione della miscela aria carburante.