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Come funzionano i motori a scoppi irregolari:
In un motore plurifrazionato a scoppi regolari (per essere a scoppi irregolari deve essere almeno con 4 cilindri altrimenti girerebbe solo male), la successione degli scoppi nei vari cilindri viene distribuita in modo tale che ogni scoppio si trovi a un intervallo angolare identico al successivo. Per fare un esempio, in un motore a 4 cilindri ogni 2 giri completi dell'albero motore si avranno 4 scoppi cioè tutti e quattro i cilindri avranno le loro 4 fasi (aspirazione, compressione, scoppio e scarico) in due giri equivalenti a 720°, ogni scoppio o fase attiva sarà distribuita a distanza di 180°, e quindi in un motore 4 cilindri avremo 180°-360°540°-720° (fasi teoriche).
In un motore a scoppi irregolari invece le fasi attive sono distribuite in modo non uniforme e mediamente ravvicinate a coppie, ogni progettista sceglie un diverso intervallo angolare a seconda di come vuole distribuire la potenza, genericamente si può dire che si avvicina il primo scoppio al secondo e si distanzia il terzo per poi avvicinarlo al quarto. Una tipica divisione in un motore a 4 cilindri potrebbe essere 180°-250°-540°-610°,come noterete il primo scoppio e il terzo si trovano alla stessa distanza che in un motore a scoppi regolari mentre il secondo e il quarto sono molto ravvicinati al primo e al terzo.
In un motore cosidetto twinpulse invece il motore si comporta come se fosse un motore a 2 cilindri in cui ogni 360° avverranno 2 scoppi contemporanei.
Fare dei motori con queste differenti architetture richiede non solo calcoli che rigurdano il bilanciamento delle masse alterne e il loro equilibrio, ma anche e sopratutto una diversa conformazione del'albero motore e degli alberi a camme. Il perchè è di facile intuizione in quanto la regolarità o l'irregolarità dei scoppi dipende dal movimento dei pistoni che a loro volta dipendono dal movimento dell'albero a camme e se in un motore Twin pulse l'unica cosa che cambia meccanicamente parlando sono gli alberi a camme che devono aprire le valvole dei cilindri appaiati in maniera contemporanea, in un motore a scoppi irregolari l'albero motore dovrà avere i perni di manovella (il punto dove si attaccano le bielle) a distanze irregolari proprio come gli angoli che ho prima descritto, e naturalmente anche gli alberi a camme dovranno avere una conformazione tale da aprire le valvole interessate non più a intervalli regolari ma irregolari e quindi avranno tra le camme diversi angoli che seguono sempre gli angoli dei perni di manovella per avere corrispondenza tra il movimento del pistone e il momento in cui si aprono e chiudono le valvole. Se cosi non fosse avremo il pistone che arriva al PMS (punto morto superiore) durante la fase di compressione e magari trova la valvola di scarico aperta e non può eseguire la compressione e quindi lo scoppio avrà scarsa efficacia.
Altro discorso merita l'ottenimento dei valori di coppia e potenza a seconda dei vari schemi adottati.
In un motore a scoppi regolari si ha una distribuzione uniforme del lavoro (termine con il quale si chiama l'energia ottenuta o liberata) con valori di coppia discreti a basso numero di giri che vanno via via aumentando e valori di potenza massima molto elevati, questo tipo di motori è generalemnte sempre ben equilibrato e non richiede l'utilizzo di controalberi equilibratori o di masse opportunamente sistemate sull'albero motore, generando poche vibrazioni.
In un motore a scoppi irregolari si hanno fasi attive o di lavoro più energiche perchè ravvicinate seguite da fasi di pausa molto lunghe in cui il motore non eroga energia, questo consente un impulso più elevato in un tempo ristretto ma non continuo che genera una coppia più elevata ma una potenza massima lievemente inferiore. Questo schema consente alla gomma che scarica sul terreno la potenza di tenere botta cioè di avere il tempo di distribuire l'impulso di energia sul terreno senza che a questo ne segua immediatamente un altro, e anche se l'impulso è accoppiato ad un altro ravvicinato generando più energia in un tempo più breve la gomma è maggiormente in grado di assorbire picchi istantanei più elevati piuttosto che picchi continui lievemente più bassi. Questo è uno dei motivi che ha portato alla comparsa di questo tipo di motori che però hanno per contro dei problemi di equilibrio delle masse alterne che richiedono sistemi atti a eleiminare le vibrazioni. Ultimamente grazie all'elettronica sono mano mano abbandonati in quanto un controllo di trazione elettronico efficiente consente di avere contemporaneamente più effetti, come un ottimo bilanciamento delle masse alterne e un ottimo lavoro per la gomma unito a una potenza massima più elevata.
Discorso a parte meritano i twinpulse (ducati) che sono paragonabili ai motori a due cilindri per quanto riguarda l'equilibratura e gli soppi ma che sono a 4 cilindri e hanno un unico grosso impulso di energia dovuto a i due scoppi contemporanei e poi una lunga fase di inattività come un due cilindri con una elevata coppia già dai regimi più bassi e una buona potenza massima, per contro hanno i problemi tipici di equilibratura di un motore a 2 cilidri risolvibili più facilmente di un motore a scoppi irregolari.
Anche in questo tipo di motori la gomma risente meno di grossi problemi ma in misura lievemente minore che nei motori a scoppi irregolari in quanto l'impulso di energia è in un tempo brevissimo ed è molto più forte.
Non esiste una soluzione migliore di un altra dipende solo dall'utilizzo che si prevede di farne e allora diventa migliore l'una o l'altra soluzione a seconda dei casi. Come al solito non è il singolo elemento che distingue le performace di un motore o di una moto ma la somma di questi e il contesto in cui viene applicato.
In un motore plurifrazionato a scoppi regolari (per essere a scoppi irregolari deve essere almeno con 4 cilindri altrimenti girerebbe solo male), la successione degli scoppi nei vari cilindri viene distribuita in modo tale che ogni scoppio si trovi a un intervallo angolare identico al successivo. Per fare un esempio, in un motore a 4 cilindri ogni 2 giri completi dell'albero motore si avranno 4 scoppi cioè tutti e quattro i cilindri avranno le loro 4 fasi (aspirazione, compressione, scoppio e scarico) in due giri equivalenti a 720°, ogni scoppio o fase attiva sarà distribuita a distanza di 180°, e quindi in un motore 4 cilindri avremo 180°-360°540°-720° (fasi teoriche).
In un motore a scoppi irregolari invece le fasi attive sono distribuite in modo non uniforme e mediamente ravvicinate a coppie, ogni progettista sceglie un diverso intervallo angolare a seconda di come vuole distribuire la potenza, genericamente si può dire che si avvicina il primo scoppio al secondo e si distanzia il terzo per poi avvicinarlo al quarto. Una tipica divisione in un motore a 4 cilindri potrebbe essere 180°-250°-540°-610°,come noterete il primo scoppio e il terzo si trovano alla stessa distanza che in un motore a scoppi regolari mentre il secondo e il quarto sono molto ravvicinati al primo e al terzo.
In un motore cosidetto twinpulse invece il motore si comporta come se fosse un motore a 2 cilindri in cui ogni 360° avverranno 2 scoppi contemporanei.
Fare dei motori con queste differenti architetture richiede non solo calcoli che rigurdano il bilanciamento delle masse alterne e il loro equilibrio, ma anche e sopratutto una diversa conformazione del'albero motore e degli alberi a camme. Il perchè è di facile intuizione in quanto la regolarità o l'irregolarità dei scoppi dipende dal movimento dei pistoni che a loro volta dipendono dal movimento dell'albero a camme e se in un motore Twin pulse l'unica cosa che cambia meccanicamente parlando sono gli alberi a camme che devono aprire le valvole dei cilindri appaiati in maniera contemporanea, in un motore a scoppi irregolari l'albero motore dovrà avere i perni di manovella (il punto dove si attaccano le bielle) a distanze irregolari proprio come gli angoli che ho prima descritto, e naturalmente anche gli alberi a camme dovranno avere una conformazione tale da aprire le valvole interessate non più a intervalli regolari ma irregolari e quindi avranno tra le camme diversi angoli che seguono sempre gli angoli dei perni di manovella per avere corrispondenza tra il movimento del pistone e il momento in cui si aprono e chiudono le valvole. Se cosi non fosse avremo il pistone che arriva al PMS (punto morto superiore) durante la fase di compressione e magari trova la valvola di scarico aperta e non può eseguire la compressione e quindi lo scoppio avrà scarsa efficacia.
Altro discorso merita l'ottenimento dei valori di coppia e potenza a seconda dei vari schemi adottati.
In un motore a scoppi regolari si ha una distribuzione uniforme del lavoro (termine con il quale si chiama l'energia ottenuta o liberata) con valori di coppia discreti a basso numero di giri che vanno via via aumentando e valori di potenza massima molto elevati, questo tipo di motori è generalemnte sempre ben equilibrato e non richiede l'utilizzo di controalberi equilibratori o di masse opportunamente sistemate sull'albero motore, generando poche vibrazioni.
In un motore a scoppi irregolari si hanno fasi attive o di lavoro più energiche perchè ravvicinate seguite da fasi di pausa molto lunghe in cui il motore non eroga energia, questo consente un impulso più elevato in un tempo ristretto ma non continuo che genera una coppia più elevata ma una potenza massima lievemente inferiore. Questo schema consente alla gomma che scarica sul terreno la potenza di tenere botta cioè di avere il tempo di distribuire l'impulso di energia sul terreno senza che a questo ne segua immediatamente un altro, e anche se l'impulso è accoppiato ad un altro ravvicinato generando più energia in un tempo più breve la gomma è maggiormente in grado di assorbire picchi istantanei più elevati piuttosto che picchi continui lievemente più bassi. Questo è uno dei motivi che ha portato alla comparsa di questo tipo di motori che però hanno per contro dei problemi di equilibrio delle masse alterne che richiedono sistemi atti a eleiminare le vibrazioni. Ultimamente grazie all'elettronica sono mano mano abbandonati in quanto un controllo di trazione elettronico efficiente consente di avere contemporaneamente più effetti, come un ottimo bilanciamento delle masse alterne e un ottimo lavoro per la gomma unito a una potenza massima più elevata.
Discorso a parte meritano i twinpulse (ducati) che sono paragonabili ai motori a due cilindri per quanto riguarda l'equilibratura e gli soppi ma che sono a 4 cilindri e hanno un unico grosso impulso di energia dovuto a i due scoppi contemporanei e poi una lunga fase di inattività come un due cilindri con una elevata coppia già dai regimi più bassi e una buona potenza massima, per contro hanno i problemi tipici di equilibratura di un motore a 2 cilidri risolvibili più facilmente di un motore a scoppi irregolari.
Anche in questo tipo di motori la gomma risente meno di grossi problemi ma in misura lievemente minore che nei motori a scoppi irregolari in quanto l'impulso di energia è in un tempo brevissimo ed è molto più forte.
Non esiste una soluzione migliore di un altra dipende solo dall'utilizzo che si prevede di farne e allora diventa migliore l'una o l'altra soluzione a seconda dei casi. Come al solito non è il singolo elemento che distingue le performace di un motore o di una moto ma la somma di questi e il contesto in cui viene applicato.
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