cilindrata

[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

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.

caro renatom, ogni soluzione presenta vantaggi e svantaggi...
così i perni di banco o di manovella di piccolo diametro causano flessioni e torsioni.( quindi deformazioni che causano perdite)... senza contare le sollecitazioni meccaniche
anche qui bisognerà trovare un compromesso valido;
circa il rapporto alesaggio corsa...
con alesaggi molto grandi.... ad altissimo numero di giri la combustione potrebbe non avvenire completamente perchè il fronte di fiamma ha bisogno di un certo tempo per propagarsi e raggiungere ogni parte della camera di scoppio...
il rapporto di compressione che si può ottenere geometricamente non è un problema...
nei motori di formula 1 il rapporto alesaggio corsa spesso arriva a valori di 2...( se non ricordo male nei motori 3 litri 10 cilindri alesaggi intorno ai 94 mm per una corsa di 43 mm, grosso modo)ma il rapporto di compressione è comunque elevatissimo, il limite non è geometrico, ma di detonazione....
un volume ridotto della camera di scoppio ( in rapporto al volume del cilindro) può essere ottenuto anche con cilindrate unitarie elevate...dipende dalla forma e dimensioni ,
altra cosa, la PME dipende anche dal rendimento meccanico del motore e dal rendimento volumetrico,
ciao

 

[Grattaballe]

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.

Non è fattibile......tra il 1.4 e il 2.0 ci sono più di 50cv di differenza. Chiaro che il carattere sarà diverso......

 

[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.

caro renatom, ogni soluzione presenta vantaggi e svantaggi...
così i perni di banco o di manovella di piccolo diametro causano flessioni e torsioni.( quindi deformazioni che causano perdite)... senza contare le sollecitazioni meccaniche
anche qui bisognerà trovare un compromesso valido;
circa il rapporto alesaggio corsa...
con alesaggi molto grandi.... ad altissimo numero di giri la combustione potrebbe non avvenire completamente perchè il fronte di fiamma ha bisogno di un certo tempo per propagarsi e raggiungere ogni parte della camera di scoppio...
il rapporto di compressione che si può ottenere geometricamente non è un problema...
nei motori di formula 1 il rapporto alesaggio corsa spesso arriva a valori di 2...( se non ricordo male nei motori 3 litri 10 cilindri alesaggi intorno ai 94 mm per una corsa di 43 mm, grosso modo)ma il rapporto di compressione è comunque elevatissimo, il limite non è geometrico, ma di detonazione....
un volume ridotto della camera di scoppio ( in rapporto al volume del cilindro) può essere ottenuto anche con cilindrate unitarie elevate...dipende dalla forma e dimensioni ,
altra cosa, la PME dipende anche dal rendimento meccanico del motore e dal rendimento volumetrico,
ciao

Per quanto riguarda il discorso dei perni di manovella il discorso era che un corsa lunga li sollecita di meno, a parità di cilindrata e potenza e quindi possono essere più piccoli presentando le stesse deformazioni.

Per quanto riguarda i motori di formula 1 tieni conto che non fanno il pieno al distributore sotto casa, ma impiegano carburante di caratteristiche molto diverse che gli consentono queste geometrie senza detonare.

Per quanto riguarda il fatto che l'alesaggio elevato costringa arapporti di compressione più bassa, puoi guardare i dati dei motori motociclistici che cercano il max delle prestazioni: ad esempio la yamaha R1 1000 cc ha 12,4.1, mentre la R6 600cc ha 13:1 quindi il motore più piccolo ha r più alto. Se guardi i dati dei grossi mono tipo il Tenerè con un alesaggio di 100 non va oltre il 10:1, ma su quello le caratteristiche cercate sono altre.

Per quanto riguarda la dipendenza della pme anche dal rendimento meccanico hai ragione.

 

[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

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.

caro renatom, ogni soluzione presenta vantaggi e svantaggi...
così i perni di banco o di manovella di piccolo diametro causano flessioni e torsioni.( quindi deformazioni che causano perdite)... senza contare le sollecitazioni meccaniche
anche qui bisognerà trovare un compromesso valido;
circa il rapporto alesaggio corsa...
con alesaggi molto grandi.... ad altissimo numero di giri la combustione potrebbe non avvenire completamente perchè il fronte di fiamma ha bisogno di un certo tempo per propagarsi e raggiungere ogni parte della camera di scoppio...
il rapporto di compressione che si può ottenere geometricamente non è un problema...
nei motori di formula 1 il rapporto alesaggio corsa spesso arriva a valori di 2...( se non ricordo male nei motori 3 litri 10 cilindri alesaggi intorno ai 94 mm per una corsa di 43 mm, grosso modo)ma il rapporto di compressione è comunque elevatissimo, il limite non è geometrico, ma di detonazione....
un volume ridotto della camera di scoppio ( in rapporto al volume del cilindro) può essere ottenuto anche con cilindrate unitarie elevate...dipende dalla forma e dimensioni ,
altra cosa, la PME dipende anche dal rendimento meccanico del motore e dal rendimento volumetrico,
ciao

Per quanto riguarda il discorso dei perni di manovella il discorso era che un corsa lunga li sollecita di meno, a parità di cilindrata e potenza e quindi possono essere più piccoli presentando le stesse deformazioni.

Per quanto riguarda i motori di formula 1 tieni conto che non fanno il pieno al distributore sotto casa, ma impiegano carburante di caratteristiche molto diverse che gli consentono queste geometrie senza detonare.

Per quanto riguarda il fatto che l'alesaggio elevato costringa arapporti di compressione più bassa, puoi guardare i dati dei motori motociclistici che cercano il max delle prestazioni: ad esempio la yamaha R1 1000 cc ha 12,4.1, mentre la R6 600cc ha 13:1 quindi il motore più piccolo ha r più alto. Se guardi i dati dei grossi mono tipo il Tenerè con un alesaggio di 100 non va oltre il 10:1, ma su quello le caratteristiche cercate sono altre.

Per quanto riguarda la dipendenza della pme anche dal rendimento meccanico hai ragione.

caro renatom, discorso sempre più appassionante:
i perni di manovella sono soggetti anche ( soprattutto per i motori da competizione) a forze molto elevate ( anche di inerzia) e tanto più intense quanto maggiore è la corsa; le forze di inerzia ad alto numero di giri diventano molto alte e crescono anche con l'aumentare della corsa
per quanto riguarda il rapporto di compressione invece dissento , le porsche di serie hanno alesaggio che supera i 100 mm( mi sembra 102) e rapporti di compressione altissimi ( 12.5(?); ripeto che con qualsiasi alesaggio si può ottenere il rapporto di compressione che si vuole ...basta dare alla camera di scoppio il volume conseguente e questo può essere ottenuto in vari modi.....
è una scelta del progettista fatta sulla base anche del tipo di iniezione e del carburante utilizzato...motori ad iniezione diretta permettono rapporti più alti perchè si comprime solo aria...il rischio della detonazione è pertanto minore...
ultima cosa, la PME dipende anche dal riempimento del cilindro, cioè dal rendimento volumetrico, salutoni

 

[renatom]

Non riporto per non occupare troppo spazio.

La possiblità di ottenere migliore rendimento meccanico con un corsa lunga è riferita a motore che abbiano anche quello scopo e quindi genralmente non hanno velocità del pistone e conseguenti forze di inerzia elevatissime. Chiaramente se il motore è progettato allo scopo di ottenere la massima potenza specifica il discorso cade.

Se guardi come è andata la storia dei motori, i motori nascono a corsa lunga, poi sono diventati super quadr, anche molto, la 128 1100 aveva alesaggio e corsa 80x55, poi si è tornati verso motori per la maggior parte leggermente sottoquadri per i motorii di vetture "normali"

E' chiaro che l'iniezione diretta consente rapporti di compressione più elevati anche grazio alla possibilità di formare cariche stratificate con miscela un po' più ricca vicino alla candela, ma ti confermo che , aparità di tutte le altre consizioni un alesaggio più elevato costringe ad una riduzione del rapporto di compressione. Questo è dovuto al fatto che inevitabilmente ci sono punti della camera di combustione più lontani dalla candela e che quindi hanno più tempo per detonare prima di essere raggiunti dalla propagazione del fronte di fiamma che procede con una certa velocità all'interno della camera.

Certamente la pme dipende anche dal rendimento volumetrico.

 

[giacomogiuseppe]

caro renatom,
hai scritto:
-a parità di tutte le altre condizioni un alesaggio più elevato costringe ad una riduzione del rapporto di compressione.
il punto critico è quel "costringe"....nel caso della Porsche da me citato siamo a 12.5 con un alesaggio di 102 mm.....credo che i motoristi siano al limite non per ragioni geometriche ma per il rischio della detonazione...inoltre al di la di certi valori di rapporto di compressione il rendimento termico non cresce quasi più....
quel valore di 12.5 potrebbe (geometricamente ) crescere ancora...basterebbe ridurre il volume della camera di scoppio e questo si potrebbe fare con una forma opportuna del cielo del pistone(p.e "bombatura") cosa lo impedirebbe?
appunto la detonazione ...
per quanto riguarda la velocità di propagazione della fiamma questa non è un limite sui motori di serie anche con grande alesaggio viste le velocità di rotazione non eccessive....come dimostra la porsche....
quindi .....
un tempo rapporti di 9 o 9.5 erano il massimo oggi siamo a 12.5 con quell'alesaggio... ciao

 

[renatom]

caro renatom,
hai scritto:
-a parità di tutte le altre condizioni un alesaggio più elevato costringe ad una riduzione del rapporto di compressione.
il punto critico è quel "costringe"....nel caso della Porsche da me citato siamo a 12.5 con un alesaggio di 102 mm.....credo che i motoristi siano al limite non per ragioni geometriche ma per il rischio della detonazione...inoltre al di la di certi valori di rapporto di compressione il rendimento termico non cresce quasi più....
quel valore di 12.5 potrebbe (geometricamente ) crescere ancora...basterebbe ridurre il volume della camera di scoppio e questo si potrebbe fare con una forma opportuna del cielo del pistone(p.e "bombatura") cosa lo impedirebbe?
appunto la detonazione ...
per quanto riguarda la velocità di propagazione della fiamma questa non è un limite sui motori di serie anche con grande alesaggio viste le velocità di rotazione non eccessive....come dimostra la porsche....
quindi .....
un tempo rapporti di 9 o 9.5 erano il massimo oggi siamo a 12.5 con quell'alesaggio... ciao

Quando parlo di obbligo di diminuire il rapporto di compressione parlo evidentemente di problemi di detonazione, come ho spiegato nell'ultimo intervento, geometricamente niente impedirebbe di portare il rapporto di compressione a 30:1.

E una delle cose che porta il motore a detonare è la presenza di zone molto lontane dalla candela in cui la miscela aria-benzina subisce per tempi lunghi elevate pressioni e temperature rischiando di incendiarsi simultaneamente e prematuramente (detonazione).

Io non conosco il motore Porsche, ma l'iniezione diretta aiuta a ridurre il problema.

Un altro accorgimento che aiuta ad evitare la detonazione è l'adozione della doppia accensione che innescando la combustione in due punti la rende più veloce, dato che la distanza del punto più lontano dalle sorgenti di fiamma diminuisce.

Ora io non so se Porsche è a doppia accensione, in passato sicuramente alcuni motori lo sono stati.
Grazie ad una serie di accorgimenti è riuscita a coniugare alesaggio 100 e r=12,5; quello che intendo dire è che se si adottassero gli stassi accorgimenti su un motore di alesaggio 80, si potrebbe lavorare con un rapporto di compressione ancora superiore senza detonazione.

Bisogna poi aggiungere che i motori moderni non detonano mai in quanto appena insorge il fenomeno, la centralina provvede a diminuire l'anticipo di accensione riportando la combustione alla normalità, sia pure a costo di un calo di potenza.

 

[giacomogiuseppe]

è nel carburante utilizzato......con i carburanti attuali (per i quali si ha un numero di ottano al massimo di 99 )non si può fare di più...con altri carburanti , p.e alcool o metano si potrebbe salire ancora....
ma, come dicevo prima, l'effetto sul rendimento termico è asintotico per cui ....
è vero che su molti motori moderni l'anticipo di accensione è regolato sulla base dei segnali di sensori di detonazione.....
infatti quando si utilizza carburante a 98 ottani il consumo scende leggermente e la potenza cresce....perchè ad ogni avviamento la centralina si posizione sulla curva di anticipo "migliore" e se non "avverte " detonazione incipiente.....continua con quella curva che consente migliore rendimento;
se invece viene inviato segnale di detonazione si passa a una curva di anticipo meno estrema;
è quello che fanno i preparatori di motori aspirati;
utilizzano i margini di progetto ( alla detonazione) per programmare una curva di anticipo "radicale",migliorando potenza ( e consumi);
tempo fa lessi il risultato di una ricerca nella quale si evidenziava quello che è possibile ottenere ottimizzando le curve di anticipo; anche quasi il 10 % di consumo in meno.

ciao

 

[renatom]

è nel carburante utilizzato......con i carburanti attuali (per i quali si ha un numero di ottano al massimo di 99 )non si può fare di più...con altri carburanti , p.e alcool o metano si potrebbe salire ancora....
ma, come dicevo prima, l'effetto sul rendimento termico è asintotico per cui ....
è vero che su molti motori moderni l'anticipo di accensione è regolato sulla base dei segnali di sensori di detonazione.....
infatti quando si utilizza carburante a 98 ottani il consumo scende leggermente e la potenza cresce....perchè ad ogni avviamento la centralina si posizione sulla curva di anticipo "migliore" e se non "avverte " detonazione incipiente.....continua con quella curva che consente migliore rendimento;
se invece viene inviato segnale di detonazione si passa a una curva di anticipo meno estrema;
è quello che fanno i preparatori di motori aspirati;
utilizzano i margini di progetto ( alla detonazione) per programmare una curva di anticipo "radicale",migliorando potenza ( e consumi);
tempo fa lessi il risultato di una ricerca nella quale si evidenziava quello che è possibile ottenere ottimizzando le curve di anticipo; anche quasi il 10 % di consumo in meno.

ciao

Ho provato a fare un calcoletto: nell'area dei rapporti di compressione normali (da 9 a 12), per ogni punto di rapporto di compressione si guadagna circa 0,015 di rendimento termodinamico teorico su un totale di circa 0,6 cioé il 2,5% circa; non è poi moltissimo, avrei detto di più.

 

[giacomogiuseppe]

è nel carburante utilizzato......con i carburanti attuali (per i quali si ha un numero di ottano al massimo di 99 )non si può fare di più...con altri carburanti , p.e alcool o metano si potrebbe salire ancora....
ma, come dicevo prima, l'effetto sul rendimento termico è asintotico per cui ....
è vero che su molti motori moderni l'anticipo di accensione è regolato sulla base dei segnali di sensori di detonazione.....
infatti quando si utilizza carburante a 98 ottani il consumo scende leggermente e la potenza cresce....perchè ad ogni avviamento la centralina si posizione sulla curva di anticipo "migliore" e se non "avverte " detonazione incipiente.....continua con quella curva che consente migliore rendimento;
se invece viene inviato segnale di detonazione si passa a una curva di anticipo meno estrema;
è quello che fanno i preparatori di motori aspirati;
utilizzano i margini di progetto ( alla detonazione) per programmare una curva di anticipo "radicale",migliorando potenza ( e consumi);
tempo fa lessi il risultato di una ricerca nella quale si evidenziava quello che è possibile ottenere ottimizzando le curve di anticipo; anche quasi il 10 % di consumo in meno.

ciao

Ho provato a fare un calcoletto: nell'area dei rapporti di compressione normali (da 9 a 12), per ogni punto di rapporto di compressione si guadagna circa 0,015 di rendimento termodinamico teorico su un totale di circa 0,6 cioé il 2,5% circa; non è poi moltissimo, avrei detto di più.

amico mio, mi stai "obbligando" ad un bell'esercizio di memoria per cercare di ripescare nozioni molto vecchie e pertanto...un poco vaghe...comunque ancora ricordo qualcosa, salutoni