cilindrata

[gotalz]

Cosa cambia tra auto di uguale cilndrata ma alesaggi maggiori con minori corse rispetto a che punta su alesaggi minori e corse più lunghe??
Cambiano i numeri max dei giri ??
E cos'è il apporto di compressione??meglio alto o basso??

 

[lsdiff]

Aumentare l'alesaggio a discapito della corsa ti permette di raggiungere regimi di rotazione più elevati e a ottenere maggiore potenza, a danno della coppia.

Il rapporto di compressione è il rapporto tra due volumi: quelli che assume la camera di scoppio quando il pistone si trova ai due punti estremi della sua corsa.

Maggiore è il rapporto di compressione e maggiore è il rendimento del motore, ma valori troppo elevati creano problemi di detonazione (il cosiddetto battito in testa) e rischiano di danneggiare il motore.

 

[renatom]

Cosa cambia tra auto di uguale cilndrata ma alesaggi maggiori con minori corse rispetto a che punta su alesaggi minori e corse più lunghe??
Cambiano i numeri max dei giri ??
E cos'è il apporto di compressione??meglio alto o basso??

Sul I argomento è già stato scritto abbondantemente, comunque cercando di riassumere tutto:

vantaggi corsa lunga:
- possibilità di realizzare una camera di combustione più raccolta e conseguentemente possibilità di adottare rapporti di compressione più elevati che è un vantaggio e più sotto ti dico perché
-possibilità, a parità di condizioni di realizzare, un manovellismo con minori attriti

vantaggi corsa corta
- possibilità, a parità di cilindrata, di mettere valvole più grandi
- possibilità, a parità di cilindrata, di raggiungere maggiori regimi di rotazione e quindi, in particolare in un motore aspirato, di sviluppare maggiore potenza.

In conclusione un motore a corsa corta riesce può sviluppare una maggiore potenza specifica, mentre un motore a corsa lunga tende a privilegiare consumi e coppia a basso-medio numero di giri.

Per quanto riguarda il rapporto di compressione, r è il rapporto tra il volume massimo e minimo del vano cdelimitato da testata, cilindro e cielo del pistone ed è quindi :

r=(Vc+Vcc)/Vcc
dove
Vc=cilindrata
Vcc=volume camera di combustione

Dovrebbe essere più alto possibile perché così migliora il rendimento termodinamico del motore con vantaggi sia sui consumi che sulle prestazioni, ma si arriva ad un punto in cui la combustione diventa irregolare (detonazione o battito in testa) e non si può andare oltre.

Le cose non sono proprio così semplici per chè è tutto interconnesso e le scelte sono frutto di una serie di compromessi, ma ho cercato di riassumere un po' come vanno le cose.

 

[giacomogiuseppe]

Cosa cambia tra auto di uguale cilndrata ma alesaggi maggiori con minori corse rispetto a che punta su alesaggi minori e corse più lunghe??
Cambiano i numeri max dei giri ??
E cos'è il apporto di compressione??meglio alto o basso??

Sul I argomento è già stato scritto abbondantemente, comunque cercando di riassumere tutto:

vantaggi corsa lunga:
- possibilità di realizzare una camera di combustione più raccolta e conseguentemente possibilità di adottare rapporti di compressione più elevati che è un vantaggio e più sotto ti dico perché
-possibilità, a parità di condizioni di realizzare, un manovellismo con minori attriti

vantaggi corsa corta
- possibilità, a parità di cilindrata, di mettere valvole più grandi
- possibilità, a parità di cilindrata, di raggiungere maggiori regimi di rotazione e quindi, in particolare in un motore aspirato, di sviluppare maggiore potenza.

In conclusione un motore a corsa corta riesce può sviluppare una maggiore potenza specifica, mentre un motore a corsa lunga tende a privilegiare consumi e coppia a basso-medio numero di giri.

Per quanto riguarda il rapporto di compressione, r è il rapporto tra il volume massimo e minimo del vano cdelimitato da testata, cilindro e cielo del pistone ed è quindi :

r=(Vc+Vcc)/Vcc
dove
Vc=cilindrata
Vcc=volume camera di combustione

Dovrebbe essere più alto possibile perché così migliora il rendimento termodinamico del motore con vantaggi sia sui consumi che sulle prestazioni, ma si arriva ad un punto in cui la combustione diventa irregolare (detonazione o battito in testa) e non si può andare oltre.

Le cose non sono proprio così semplici per chè è tutto interconnesso e le scelte sono frutto di una serie di compromessi, ma ho cercato di riassumere un po' come vanno le cose.

osservazione:
hai scritto:
-possibilità, a parità di condizioni di realizzare, un manovellismo con minori attriti
questa affermazione suscita qualche perplessità...
una volta si diceva che aumentando la corsa la potenza cresce solo con la radice quadrata ( o la potenza 0.6)dell'aumento della cilindrata( appunto per i maggiori attriti). mentre aumentando l'alesaggio l'aumento di potenza è lineare,
ma forse non sono "aggiornato"....
ciao

 

[renatom]

Cosa cambia tra auto di uguale cilndrata ma alesaggi maggiori con minori corse rispetto a che punta su alesaggi minori e corse più lunghe??
Cambiano i numeri max dei giri ??
E cos'è il apporto di compressione??meglio alto o basso??

Sul I argomento è già stato scritto abbondantemente, comunque cercando di riassumere tutto:

vantaggi corsa lunga:
- possibilità di realizzare una camera di combustione più raccolta e conseguentemente possibilità di adottare rapporti di compressione più elevati che è un vantaggio e più sotto ti dico perché
-possibilità, a parità di condizioni di realizzare, un manovellismo con minori attriti

vantaggi corsa corta
- possibilità, a parità di cilindrata, di mettere valvole più grandi
- possibilità, a parità di cilindrata, di raggiungere maggiori regimi di rotazione e quindi, in particolare in un motore aspirato, di sviluppare maggiore potenza.

In conclusione un motore a corsa corta riesce può sviluppare una maggiore potenza specifica, mentre un motore a corsa lunga tende a privilegiare consumi e coppia a basso-medio numero di giri.

Per quanto riguarda il rapporto di compressione, r è il rapporto tra il volume massimo e minimo del vano cdelimitato da testata, cilindro e cielo del pistone ed è quindi :

r=(Vc+Vcc)/Vcc
dove
Vc=cilindrata
Vcc=volume camera di combustione

Dovrebbe essere più alto possibile perché così migliora il rendimento termodinamico del motore con vantaggi sia sui consumi che sulle prestazioni, ma si arriva ad un punto in cui la combustione diventa irregolare (detonazione o battito in testa) e non si può andare oltre.

Le cose non sono proprio così semplici per chè è tutto interconnesso e le scelte sono frutto di una serie di compromessi, ma ho cercato di riassumere un po' come vanno le cose.

osservazione:
hai scritto:
-possibilità, a parità di condizioni di realizzare, un manovellismo con minori attriti
questa affermazione suscita qualche perplessità...
una volta si diceva che aumentando la corsa la potenza cresce solo con la radice quadrata ( o la potenza 0.6)dell'aumento della cilindrata( appunto per i maggiori attriti). mentre aumentando l'alesaggio l'aumento di potenza è lineare,
ma forse non sono "aggiornato"....
ciao

E' vero che aumentando l'alesaggio la potenza aumenta di più che aumentando la corsa, ma non di pende dagli attriti.

Ti dirò di più: in teoria se aumenti la corsa a parità di alesaggio, la potenza non aumenta per niente.

I limtii per la potenza del motore sono la pme (pressione media effettiva e la velocità media del pistone.

Per un motore a 4 tempi si ha:

P = pme x Vc x n /120

dove
P=potenza
Vc=cilindrata
n=numero di gir

Ora io posso esprimera la cilindrata come prodotto di area del pistone Ap e corsa c.

Quindi posso scrivere

P = pme x Ap x c x n/120

ma c x n/120 è 1/4 della velocità del pistone vp

quindi posso scrivere

P = pme x Ap x vp / 4

Quindi la potenza massima teoricamente ottenibile da un motore dipende solo dall'alesaggioe non dalla corsa perchè se aumenti la corsa di una certa percentuale, di altrettanto devi diminuire il numero di giri.

Per quanto riguarda la questione dei minori attiti sul manovellismo di un motore a corsa lunga , dipende dal fatto che i perni di biella e di manovella devono sopportare forze derivanti dalla spinta dei gas un po' minori (minore area dei pistoni) e quindi possono essere un po' più piccoli generando minori attriti (almeno così era scritto sui libri che ho studiato al tempo).

 

[giacomogiuseppe]

alcune considerazioni sono condivisibili...altre meno;
p.e. i maggiori attriti in un motore si hanno tra il pistone e la parete del cilindro....quindi la spinta laterale e il suo prodotto per la corsa causano perdite per attrito....
i limiti sulla potenza massima causati dalla corsa valgono per lo sfruttamento massimo ad altissimo numero di giri( forze di inerzia) ...nei motori normali aumentando la corsa aumenta la cilindrata e quindi la potenza( con la legge citata) e vorrei vedere che non fosse così...ciao

 

[renatom]

alcune considerazioni sono condivisibili...altre meno;
p.e. i maggiori attriti in un motore si hanno tra il pistone e la parete del cilindro....quindi la spinta laterale e il suo prodotto per la corsa causano perdite per attrito....
i limiti sulla potenza massima causati dalla corsa valgono per lo sfruttamento massimo ad altissimo numero di giri( forze di inerzia) ...nei motori normali aumentando la corsa aumenta la cilindrata e quindi la potenza( con la legge citata) e vorrei vedere che non fosse così...ciao

Infatti stavo parlando di potenza massima teoricamente ottenibile.

Per quanto riguarda le perdite per attrito del pistone, andando per logica, essa dovrebbe essere il prodotto della spinta laterale per il coefficiente di attrito cilindro-pistone per la corsa.

E' vero che su un corsa lunga la corsa è maggiore (ovvio) però la spinta laterale, che dipende dalla spinta dei gas, è minore poichè la pressione dei gas, che in prima approssimazione, possiamo considerare uguale nei due casi, agisce sul cielo di un pistone avente un area inferiore. Inoltre il pistone sarà più leggero avendo un diametro inferiore, certo poi le accelerazioni saranno superiori e quindi non riesco a valutare in quale caso le forze di inerzia (m x a) siano superiori. Probabilmente sono circa uguali a parità di velocità del pistone però non ci psso giurare.

 

[gotalz]

Ok, grazie per l'infarinatura!

A questo punto quando leggi sui cataloghi che :
2.0 diesel Alfa ha 83x90.4 di alesaggio per corsa e 16.5/1 di compressione
2.0 diesel BMW ha 84x90 di alesaggio per corsa e 16/1 di compressione

CHe conclusioni pui tirare??
Che BMW avendo più corsa avrà meno giri ma con un alesaggio maggiore avrà la possibilità di avere più potenza, e con il rapporto di compressione più basso consumerà di più in teoria???

 

[testerr]

Ok, grazie per l'infarinatura!

A questo punto quando leggi sui cataloghi che :
2.0 diesel Alfa ha 83x90.4 di alesaggio per corsa e 16.5/1 di compressione
2.0 diesel BMW ha 84x90 di alesaggio per corsa e 16/1 di compressione

CHe conclusioni pui tirare??
Che BMW avendo più corsa avrà meno giri ma con un alesaggio maggiore avrà la possibilità di avere più potenza, e con il rapporto di compressione più basso consumerà di più in teoria???

dormiamoci su che ch'è meglio............e goditi la 159.

 

[99octane]

Motori che privilegiano l'alesaggio indicativamente puntano sull'erogazione di potenza e su alti regimi di rotazione.
Motori che privilegiano la corsa indicativamente puntano sulla coppia.
Poi in realta' la cosa non e' cosi' nettamente definita ed e' alquanto piu' complessa, ma "indicativamente" si possono prendere per buoni questi criteri, tenendo presente che non e' "bianco" e "nero".
Il rapporto di compressione e' indipendente da questi valori.
Il rapporto di compressione geometrico e' dato dal rapporto tra volume al PMI e volume al PMS. Il rapporto di compressione effettivo e' determinato da numerosi fattori, come l'efficienza dello scavenging ai vari regimi, la presenza di eventuali sistemi di sovralimentazione, la configurazione delle valvole e della testa ecc...
In un aspirato si discostera' comunque non troppo da quello geometrico. In un sovralimentato puo' essere anche drasticamente differente.

 

[renatom]

Ok, grazie per l'infarinatura!

A questo punto quando leggi sui cataloghi che :
2.0 diesel Alfa ha 83x90.4 di alesaggio per corsa e 16.5/1 di compressione
2.0 diesel BMW ha 84x90 di alesaggio per corsa e 16/1 di compressione

CHe conclusioni pui tirare??
Che BMW avendo più corsa avrà meno giri ma con un alesaggio maggiore avrà la possibilità di avere più potenza, e con il rapporto di compressione più basso consumerà di più in teoria???

Sono differenze assolutamente non significative.

I valori di alesaggio e corsa sono molto simili e inoltre , nel caso dei motori diesel siamo lontanissimi dai valori critici di velocità del pistone che è il fattore che, nel caso dei motori molto veloci fa andare verso rapporti corsa alesaggio molto superquadri Anche in fuorigiri a 5.000 giri/min si arriva ad uan velocità media del pistone di 15 m/s, assolutamente tranquilla.

Per quanto riguarda il rapporto di compressione, anche qui i valori sono simili e, come ti hanno già detto, bisogna tenere conto del fatto che sono sovralimentati e quindi l'aria ha già una pressione ben superiore a quella atmosferica quando viene aspirata, quindi per fare un confronto bisognerebbe conoscere anche il valore della pressione di sovralimentazione.

In linea di massima se sovralimenti devi diminuire un po' il rapporto di compressione, più nel motore a ciclo Otto che nel Diesel, e più sovralimenti, più devi diminuire il rapporto di compressione.

Mi sembra anche di avere letto da qualche parte che negli ultimi tempi il rapporto di compressione nei turbodiesel sta diminuendo per rispettare le normative antinquinamento, mi pare quelle relative agli ossidi di azoto.

Ricordo che la mia vecchia Focus 1.8 TD 90 CV del 99 aveva 18:1, adesso su motori con potenze specifiche ben più alte stanno sul 16. C'è anche da dire che sicuramente hanno pressioni di sovralimentazione ben più alte.

 

[alexmed]

Se vuoi apprezzare le diversità di carattere dati da corsa lunga o corta... fai un giro su dei vecchi twin spark 16v dell'Alfa. Il 1.4 era a corsa cortissima, il 1.6 è a corsa corta, il 1.8 è quadro, il 2.0 è a corsa lunga.

 

[giacomogiuseppe]

alcune considerazioni sono condivisibili...altre meno;
p.e. i maggiori attriti in un motore si hanno tra il pistone e la parete del cilindro....quindi la spinta laterale e il suo prodotto per la corsa causano perdite per attrito....
i limiti sulla potenza massima causati dalla corsa valgono per lo sfruttamento massimo ad altissimo numero di giri( forze di inerzia) ...nei motori normali aumentando la corsa aumenta la cilindrata e quindi la potenza( con la legge citata) e vorrei vedere che non fosse così...ciao

Infatti stavo parlando di potenza massima teoricamente ottenibile.

Per quanto riguarda le perdite per attrito del pistone, andando per logica, essa dovrebbe essere il prodotto della spinta laterale per il coefficiente di attrito cilindro-pistone per la corsa.

E' vero che su un corsa lunga la corsa è maggiore (ovvio) però la spinta laterale, che dipende dalla spinta dei gas, è minore poichè la pressione dei gas, che in prima approssimazione, possiamo considerare uguale nei due casi, agisce sul cielo di un pistone avente un area inferiore. Inoltre il pistone sarà più leggero avendo un diametro inferiore, certo poi le accelerazioni saranno superiori e quindi non riesco a valutare in quale caso le forze di inerzia (m x a) siano superiori. Probabilmente sono circa uguali a parità di velocità del pistone però non ci psso giurare.

caro renatom, è un argomento molto interessante che mi piacerebbe approfondire, per cui.....continuiamo, ciao

 

[giacomogiuseppe]

caro renatom, la spinta laterale dipende anche dalla lunghezza della biella in rapporto alla corsa; anche le forze di inerzia generano perdite per attrito...per cui alla fine il progettista sceglierà un compromesso in funzione della destinazione del motore, ciao

 

[renatom]

caro renatom, la spinta laterale dipende anche dalla lunghezza della biella in rapporto alla corsa; anche le forze di inerzia generano perdite per attrito...per cui alla fine il progettista sceglierà un compromesso in funzione della destinazione del motore, ciao

Si, certo anche le forze di inerzia genrano perdite per attrito sia tra cilindro e pistone causate dal movimento oscillatorio della biella e conseguenti forze diinerzia laterali che si vanno a scaricare spingendo il pistone contro la parete del cilindro, sia sui perni di banco e di manovella.

Per quanto riguarda il rapporto tra lunghezza della biella e la corsa, di solito il rapporto è di circa 2. Più la biella è lunga, più il moto del pistone si avvicina ad un moto armonico, più è corta più se ne discosta: in pratica più la biella è corta più aumenta il valore massimo dell'accelerazione e quindi delle forze di inerzia che si hanno al PMS, a parità di corsa e numero di giri. Al PMI l'accelerazione è sempre inferiore

Prima ho scritto che con perni più piccoli si hanno minori attriti: questo è dovuto al fatto che a pari forza di attrio, con un perno più piccolo, esse agiscono con un braccio inferiore (il raggio del perno) e quindi generano un momento inferiore.

Tornando al discorso della potenza massima ottenibile che dipende solo dall'alesaggio e non dalla corsa era un discorso che teneva conto unicamente della meccanica, se invece teniamo conto della termodinamica bisogna dire che aumentare l'alesaggio e diminuire la corsa costringe ia diminuire il rapporto di compressione, per evitare la detonazione, penalizzando quindi la pressione media effettiva.
Infatti non esistono motori a ciclo Otto con alesaggi molto grandi perchè altrimenti saresti costretto a lavorare con rapporti di compressione ridicoli e conseguenti bassi rendimenti.
Infatti se guardi i rapporti di compressione dei motori con grosse cilindrate unitarie, tendono ad essere inferiori rispetto a quelli con cilindrate unitarie piccole.