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[Tech] Come varia la potenza al variare di...

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    #1

    [Tech] Come varia la potenza al variare di...

    ragazzi..prendete il tutto un po' con le molle....a sommi capi fornisce giusto una indicazione, ma se qualche collega lo leggesse .... ussignur..

    Variazione potenza al variare del frazionamento

    In questo caso si pu? vedere che a parit? delle altre condizioni geometriche cio? cilindrata e rapporto cosa alesaggio, all'aumentare del frazionamento, cio? del numero di pistoni, la potenza cresce perch? come detto cilindri, di cilindrate pi? piccole, hanno pi? potenza. Anche in questo caso per? la potenza non cresce linearmente con Z, cio? non raddoppia al raddoppiare del numero dei cilindri ma molto meno. Esattamente come la radice cubica del numero di cilindri : Oltre a questo un motore molto frazionato ha un rendimento meccanico basso, dovuto alle maggiore estensione delle superfici di strisciamento, pi? altri attriti dovuti a distorsioni strutturali e da eventuali errori di allineamento e di geometria. Poi, un pi? alto numero di cilindri, aumenta le perdite di carico complessive, riducendo il coefficiente di riempimento. Oltre a questo un motore molto frazionato ? molto complesso da costruire e da progettare, ? intrinsecamente pi? fragile e molto pi? costoso.



    Al variare della cilindrata unitaria....

    Cilindrata unitaria ( V )

    Abbiamo gi? detto che la potenza non dipende dalla cilindrata, ma solo dall'area dei pistoni e abbiamo osservato come nella pratica ? normale che motori con maggiori cilindrate hanno maggior Cv, ma abbiamo spiegato questo fatto, con la semplice osservazione, che fare un motore pi? grande vuol dire automaticamente aumentare la sezione dei pistoni. Oltre a questo, si pu? vedere come varia la potenza se, a parit? di altre condizioni ed in particolare il rapporto corsa alesaggio, si varia la cilindrata. Cio? in pratica, se costruiamo due esemplari in scala tra loro , ad esempio uno di cilindrata doppia dell'altro, si nota, contrariamente a quanto potremmo aspettarci, che l'uno non ha il dopio della potenza dell'altro, ma sensibilmente di meno. Infatti la potenza di un motore varia meno che linearmente con la cilindrata. Esattamente come la radice cubica del quadrato della cilindrata: . Quindi come si vede in figura ? pi? facile ottenere tanta potenza in cilindrate unitarie piccole che in cilindrate unitarie grandi. Questo significa ad esempio che se un monocilidrico da 500cc ha 100 cv , un 125 cc avr? circa 40 Cv che ? molto pi? di 1/4 (25Cv).



    AL variare del rapporto corsa alesaggio...

    Abbiamo detto che la potenza dipende dalla superficie dei pistoni, cio? dall'alesaggio e che la cilindrata non ? altro che la corsa per l'alesaggio. E' quindi ovvio che a parit? di cilindrata unitaria se si diminuisce il rapporto corsa alesaggio, crescer? l'alesaggio e diminuir? la corsa, cos? che crescer? anche la superficie dei pistoni. E' quindi ovvio che quando si ricerca la potenza massima, si tende a ridurre il pi? possibile questo rapporto, per i motivi visti e per altri che adesso vedremo. Infatti se l'alesaggio ? grande ? pi? facile fare condotti di aspirazioni pi? grandi e rettilinei con grande vantaggio per il riempimento. Poi una corsa pi? piccola permette di avere un albero pi? rigido, un motore pi? piccolo e leggero. La relazione che lega corsa alesaggio e potenza ? la seguente : . Purtroppo non si possono fare degli alesaggi grandissimi perch? poi la camera di combustione si schiaccia e si allunga troppo, con la conseguenza che si ha una pessima combustione e elevate perdite di calore. Quindi anche in questo caso ? necessario trovare il compromesso migliore. Attualmente in f1, C/d ? di poco inferiore a 0.5. Nei motori 2 tempi invece ? praticamente sempre 1.


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    #2
    Tremendamente interessante.
    C'è da dire che forse la quadratura del cerchio sarebbe il 5 cilindri a V della Honda MotoGP.

    Pensate che un 5 cilindri sia ipotizzabile nella produzione di serie?? O no???

    Cmq....articolo bello e semplice...che spiega (anzi ricorda) molto del confronto tecnico Jap vs. Ducati.

    Bravo Alex

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      #3
      Cappello:
      capire perchè a parità di cilindrata un motore meno fraizoinato non possa raggiungere le prestazioni di uno più frazionato...e quindi, aprezzare il maggior sviluppo dei twin Ducati..spesso vicino ai parametri considerati i migliori per un motore.

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        #4
        Up !

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          #5
          bellissimo post!!!!!!!!!

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            #6
            Molto interessante!

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              #7
              spetta che leggendo quasi quasi ci sto capendo qualcosa..spetta eh

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                #8
                Perchè quindi aprezzare enormemente il twin Ducati?
                Perchè semplicemente a parità di sviluppo dei motori Jap dovrebbe avere molti, molti cv in meno. Un gap a cui Ducati ha sempre risposto con motori molto più raffinati...fino ad aimè la 1098, con cui si è arresa all'aumento di cilindrata.
                Il punto è...a parità di sviluppo...il che principalmente significa a parità di rapporto CORSA/ALESAGGIO.

                A tal uopo....

                Da tempo i Costruttori impegnati nel Campionato Mondiale di FI non indicano più neanche le misure caratteristiche dei loro motori, come se si trattasse di chissà quale segreto che non deve assolutamente venire divulgato. Per fortuna 'radio box" a questo proposito è piuttosto efficiente e quindi non si corre il rischio di incappare in errori significativi affermando che. per quanto riguarda i motori più competitivi della stagione appena conclusa, l'alesaggio era compreso tra 96 e 98 mm. Essendo nota la cilindrata unitaria, il calcolo della corsa è molto semplice; si ottengono cosi misure caratteristjche di 96 x 41.4 mm e 98 x 39.7 mm. alle quali corrispondono rapporti C/D (corsa/alesaggio) rispettivamente pari a 0.432 e a 0.405. Si tratta, va detto subito, di valori eccezionalmente superquadri. mai raggiunti nei motori realizzati pochi anni fa e lontanissimi da quelli adottati sui modelli di sene; motti di questi ultimi hanno addirittura la corsa notevolmente superiore all'alesaggio, cosa che può essere vantaggiosa ai fini delle emissioni e dei consumi (camere compatte ovvero con basso rapporto superficie/volu-me) e che consente di limitare la lunghezza del motore (fatto importante se esso è disposto trasversalmente).
                Dunque, vengono impiegati rapporti C/D bassissimi; questo significa che la corsa è estremamente corta e l'alesaggio molto grande. La scelta è vantaggiosa, nel caso dei motori da competizione, per una sene di motivi. Tanto per cominciare al diminuire della corsa aumenta il regime di rotazione che può essere raggiunto, ferma restando la velocità media del pistone. Se si vuote girare davvero in alto (e la potenza cresce col regime di rotazione, ferme restando la PME e la cilindrata) è necessario adottare corse motto ridotte. A parità di pressione media effettiva (PME) e di velocità media del pistone, ferma restando la cilindrata, la potenza aumenta al diminuire della corsa. Inoltre riducendo la corsa diminuisce il raggio di manovella, e ciò significa che. a pan dimensionamento dei perni di banco e di biella, l'albero è più rigido (per via del maggiore "ricoprimento" tra i perni stessi). Aumentando l'alesaggio si possono ovviamente installare valvole più grandi, il che significa maggiori sezioni di passaggio a disposizione dei gas. e quindi un buon rendimento volumetri-co anche alle velocità di rotazione motto elevate (insomma, se il rapporto C/D non è basso it motore in alto non "respira"!). La superficie dei pistoni cresce con il quadrato dell'alesaggio. A parità di pressione dei gas cresce quindi la forza che ciascun pistone trasmette alla relativa biella.
                A parità di PME e di velocità media del pistone, la potenza massima che un motore può fornire è direttamente legata alla superficie dei pistoni. C’è da osservare, comunque, che al diminuire del rapporto C/D cresce il peso dei pistoni; le bielle però sono più corte, e quindi più leggere e più rigide, fermo restando il rapporto tra la loro lunghezza e la corsa. C’è pure da dire che i supporti di banco risultano più distanziati tra loro. Se la fluidodinamica del motore si giova grandemente dell'aumento dell'alesaggio, non si può dire lo stesso della termodinamica. La camera di combustione assume, a parità di angolo tra te valvole e di rapporto di compressione, una geometria meno favorevole; cresce il rapporto superficie/volume e aumenta il percorso che il fronte di fiamma deve compiere per propagare la combustione attraverso tutta la massa gassosa In linea di massima per i motori normali vate la norma che al crescere dell'alesaggio diminuisce il massimo rapporto di compressione che può essere adottato senza incappare nella detonazione. Nei moderni motori di F.1 però te cose accadono con una rapidità inusitata, visti i regimi che vengono raggiunti. All'atto pratico non c'è quasi il tempo perché la combustione degeneri in detonazione (grazie anche a un accurato studio delle turbolenze, per mezzo delle quali si velocizza la combustione stessa), il che rende possibile l'adozione di rapporti di compressione geometria molto elevati. Va anche detto che in ogni camera la pressione viene nlevata per mezzo di un apposito sensore, cosa che rende possibile alla centralina l'effettuazione di eventuali interventi "correttivi", tipo arricchimento della dosatura della miscela aria-carburante o variazione dell'anticipo di accensione, in tempo reale.
                La forma della camera, in presenza di grandi alesaggi, se si adottano rapporti di compressione molto atti, risulta comunque lontana da quella ottimate. A compensare, almeno in una certa misura, questo svantaggio a sono i tempi ridottissimi con i quali hanno luogo i diversi eventi nei motori in questione, che riducono te perdite di calore. Grandi alesaggi, infine, significano che i percorsi che il calore deve compiere all'interno delle pareti metalliche sono rilevanti. Pistoni di grande diametro sono più difficili da raffreddare. Molto significativa è la potenza specifica areale (cavalli erogati dal motore per unità di superficie dei pistoni), che indica di per sé il livello di sollecitazione termica del motore. Essa è però direttamente proporzionate al prodotto tra la PME e la velocità media del pistone e quindi indica anche lo stress meccanico del motore. In altri termini, consente di valutare il suo livello di esasperazione complessiva. Nei motori delle Formula Uno attuali siamo dalle parti di 114 -118 Cv/dm2. A titolo di riferi-mento nei motori delle auto di sene mediamente siamo attorno a 35 - 75 Cv/dm2. mentre nei motori di Formula Uno Turbo degli anni Ottanta si superavano addirittura i 300 Cv/dm2. Per quanto riguarda i motori a due tempi (nei quali in ciascun cilindro si ha una fase utile ad ogni giro dell'albero, e non ogni due giri come nei quattro tempi), te 500 da GP di un paio di anni fa raggiungevano potenze specifiche areali di circa 220 Cv/dm2

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                  #9
                  Gran bel post Alex

                  Ora cerco di capirci qualcosa , quindi preparaTi ad una miriade di domande

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                    #10
                    OLD!!!



                    Qualke mod riesce a recuperare la disquisizione sulla cilindrata della SBK in cui facevo i confronti a parità di aerea pistoni tra R1'07-999R-1098???

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                      #11
                      ok rileggendomi il tutto un paio di volte ho iniziato a capire qualcosa...ora "spetta che me fermo un attimo, spette che me fermo un momento"...poi riprendo...e per stasera avrò interamente capito tutto (accidenti a quanto sono ignorante in materia )

                      ancora una volta, alex c'è

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                        #12
                        Belissima discussione.
                        Un paio di domande per hf.
                        Non pensi che ducati con il 1098 potesse osare qualcosa di pi? come alesaggio mi pare che le serie R come rapporto C/D siano molto pi? spine o mi sbaglio? O forse aveva paura di incorrere nei problemi dovuti ad una camera troppo larga da te ben spiegati nell'ultimo intervento.
                        Con alesaggi cos? grandi perche non andare sulla doppia accensione?
                        Se adattiamo il tuo discorso alle 1000 4 cilindri si vede che la suzuki ha fatto un miracolo ? una delle pi? potenti nonostante la corsa lunga penso che se con il futuro K9 decidera di aumentare alesaggio seguendo la concorrenza pi? di 180 cv veri salteranno fuori.

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                          #13
                          Molto interesante !!!

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                          • Font Size
                            #14
                            Rispondo me...



                            Il 1098 nasce APPOSTA per non dover ricorrere a rapporti C/A spinti e aumentare così l'affidabilità e contemporaneamente aumentare di molto la potenza...

                            ... in futuro il margine di sviluppo è mostruoso e se i jappi non aumentano la cilindrata credo che saranni azzi amari per loro...

                            ... dubito però fortemente della doppia accensione che toglie spazio alle valvole...



                            Per quanto riguarda le jappe l'affidabilità è da sempre il primo traguardo insieme ai costi ridotti, dunque le potenzialità di aumento di potenza sono paurose visto il "limitato" rapporto c/a utilizzato adesso...

                            ... tuttavia ciò andrebbe a scapito dell'erogazione ai bassi e medi regimi rendendo ancora più evidente il gap coi bicilindrici in termini di sfruttabilità nel range di utilizzo stradale...

                            Last edited by MiKiFF; 23-05-07, 11:12.

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                            • Font Size
                              #15
                              aggiungiamo poi che all'aumentare del diametro del pistone aumentano i tempi di combustione e ne peggiora la qualità...al di là di ciò grossi problemi con le norme anti-inquinamento.

                              In realtà la bonta assolutà del disegno dei motori DUcati lo ritroviamo in altri particolari...quali il rapporto tra l'alzata della camme ed il diametro valvola, o il rapporo tra le aree delle valvole di aspirazione e scarico....tutti aramentri vicinissimi al meglio della teoria motoristica

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