Il sistema Acert beneficia di una raffinata centralina elettronica, denominata Adem, che controlla e gestisce le funzioni principali del propulsore diesel. Lâattuale versione ha una centralina di quarta generazione, la Adem 4 a 32 bit, che ha incrementato la velocitĂ di esecuzione e ampliato la capacitĂ di memoria; in ogni istante Adem 4 confronta il reale funzionamento del motore con migliaia di parametri ottimizzati, ricreati in laboratorio e memorizzati nella centralina, in modo da poter gestire il propulsore nel modo piĂš efficiente, in ogni condizione.
Sistema di Aspirazione
Lâaccurato sistema di aspirazione consente di immettere aria pulita nella camera di combustione, senza mettere in ricircolo i gas di scarico con il risultato di mantenere i cilindri piĂš puliti con meno residui, e una minore necessitĂ di smaltire calore. Tutti i motori CAT con tecnologia Acert sono realizzati con avanzate testate a fl ussi incrociati, con una architettura che consente di aumentare velocitĂ e volume dâaria pulita aspirata nei cilindri, migliorando lâeffi cienza della combustione. Lâaria pulita dâaspirazione viene compressa attraverso una coppia di turbocompressori in serie, garantendo un fl usso abbondante, senza far ricircolare i gas di scarico nella camera di combustione. La valvola di regolazione della pressione del turbo, WasteGate, viene gestita elettronicamente (non piĂš meccanicamente), permettendo di controllarne lâapertura in modo preciso e rapido, indipendentemente dal regime del motore.
Valvole ad apertura variabile
I propulsori Acert sono dotati di quattro valvole per cilindro con un sistema di apertura variabile ad attuazione idraulica, sviluppato da Caterpillar. Attraverso lâazione degli attuatori idraulici, le valvole si aprono e si chiudono con una corsa variabile, consentendo di controllare e dosare il preciso volume dâaria aspirato in camera di combustione e il relativo fl usso di scarico, in funzione delle prestazioni richieste istante per istante dal motore, ottenendo una combustione sempre effi cace che riduce i consumi e le emissioni. Gli attuatori idraulici vengono pilotati dalla centralina elettronica Adem, che controlla il fl usso di olio inviato per fornire fl essibilitĂ di apertura e chiusura delle valvole. Si crea cosĂŹ un sistema che gestisce la corsa delle valvole, che è complementare a quello fornito dallâalbero a camme: è come se il propulsore avesse a disposizione infi niti profi li delle camme da poter utilizzare per ottimizzare il ciclo, in funzione del regime e del carico richiesto, riducendo i consumi e i gas di scarico, a favore delle prestazioni.
Sistema dâIniezione
Caterpillar ha realizzato vari sistemi di iniezione per le proprie unitĂ diesel, che ha nel tempo collaudato e sviluppato in diversi settori dâapplicazione. Il sistema di alimentazione adottato dai propulsori Acert, si basa su innovativi iniettori pompa ad attuazione meccanica a controllo elettronico EUI (Electronic Unit Injectors), o ad attuazione idraulica sempre a controllo elettronico, HEUI. Il carburante, attraverso un circuito a bassa pressione, fl uisce allâinterno degli iniettori, nei quali viene pressurizzato mediamente da 4 bar fi no a 2.000 bar. Quindi a differenza della tecnologia Common Rail dove tutta la linea a valle della pompa è in alta pressione, il sistema a iniettori pompa nei motori Acert, permette di mantenere il carburante a bassa pressione in tutto il circuito, pressurizzandolo solo quando è allâinterno dellâiniettore. Con il sistema a iniezione EUI ad attuazione meccanica, lâenergia richiesta allâiniettore per generare lâalta pressione, è ottenuta meccanicamente attraverso un eccentrico che preme sulla punteria dellâiniettore. Il ciclo dâiniezione comincia quando la centralina elettronica invia un segnale elettrico al solenoide della valvola di ricircolo del carburante che per effetto elettromagnetico si chiude, facendo fl uire il gasolio nella camera dellâiniettore a valle del pistoncino. Quando il pistoncino è spinto in basso dal bilanciere attraverso la punteria, la pressione nella camera aumenta rapidamente e, nel momento in cui supera il coeffi ciente di resistenza della molla che preme sullâotturatore, il carburante pressurizzato, passa attraverso lâugello, cominciando lâiniezione. Quando la centralina di controllo elettronica sospende la corrente di eccitazione del solenoide, la valvola di ricircolo del carburante si apre, facendo istantaneamente calare la pressione nellâiniettore che, otturando lâugello, interrompe lâiniezione. La tecnologia ad attuazione idraulica HEUI, aggiunge la particolaritĂ di rendere completamente indipendente le caratteristiche e la pressione dâiniezione, dal regime del motore, in quanto sistemi svincolati. Controllata dalla centralina elettronica, è quindi possibile avere picchi dâiniezione indipendentemente dal regime e dal carico del motore. La tecnologia HEUI consente inoltre una maggiore fl essibilitĂ ed effi cienza del funzionamento del propulsore diesel, attraverso un preciso controllo delle fasi dellâiniezione. Lâimpianto dâiniezione HEUI ad attuazione idraulica è composto da iniettori con un solenoide, una linea a bassa pressione del carburante, una centralina elettronica di gestione (ECM) e un circuito idraulico dellâolio. Le teste dei motori Acert con il sistema dâiniezione HEUI, sono disegnate per ospitare sia il circuito idraulico in bassa pressione dellâolio, che del carburante. Per attivare la fase dâiniezione, la centralina elettronica invia corrente elettrica al solenoide che per effetto del campo magnetico creato, apre la valvola dellâolio che viene fatto fl uire fi no alla sommitĂ del âpistone intensifi catoreâ, il quale moltiplica e trasferisce la pressione di attuazione idraulica allo stantuffo dellâiniettore, spingendolo verso il basso. In questa fase, lo stantuffo pressurizza il combustibile che è stato immesso nellâiniettore; Quando il gasolio in pressione riesce a sollevare lâugello polverizzatore dalla sua sede, avviene lâinizio dellâiniezione, che dura fin tanto che la centralina elettronica mantiene attivato il solenoide. Quando il controllo elettronico interrompe la corrente nel solenoide, la valvola dellâolio si richiude facendo collassare la pressione di attuazione dello stantuffo che, risalendo nella posizione iniziale, interrompe il flusso di carburante attraverso lâiniettore. Entrambe le soluzioni dâiniezione a controllo elettronico EUI ed HEUI, consentono di effettuare iniezioni multiple con una durata variabile e controllo della quantitĂ di carburante iniettato; attraverso il Rate Shaping è possibile regolare la quantitĂ e il modo di iniettare il combustibile durante la fase di combustione.
La Combustione
La tecnologia Acert consente di effettuare iniezioni multiple controllate elettronicamente, durante la combustione. La prima fase dâiniezione viene denominata âpilotaâ e consiste nellâiniettare allâinizio della combustione una piccola dose di combustibile, che consente di ridurre la temperatura di picco nel cilindro legata strettamente allâemissione degli ossidi di azoto. Successivamente avviene lâiniezione principale, che si compone di molteplici iniezioni successive, nelle quali il combustibile viene accuratamente dosato in modo da ottenere la combustione ottimale istante per istante, in funzione delle relative prestazioni richieste dal motore. La quantitĂ e il modo in cui viene iniettato il combustibile nel tempo (Rate Shaping) influenza positivamente lâefficacia della combustione, ottenendo vantaggi quali lâaumento delle prestazioni, la diminuzione dei consumi, dei rumori e delle emissioni, che rispettano lo standard Epa Tier 2.