Funzionamento motori a ciclo Atkinson

[bergat]

MOD. NEWsuper5: ho aperto questa nuova discussione per raccogliere i messaggi e le idee venute in off topic in altro luogo. Si prosegua qui.

Diciamo che grosso modo si equivalgono: io ho preferenza per i benzina per i motori VW e BMW e per i diesel per i fiat. Chiaramente vedo come la peste i motori Atkinsonche che a fronte di una maggiore efficienza hanno una diminuzione della potenza, laddove si è dimostrato che piccoli turbo a 3 cilindri da 95 e 115 Cv riescono a consumare poco (17 km/litro in città) pur avendo notevole coppia e potenza

 

[PriusDriver]

Chiaramente vedo come la peste i motori Atkinsonche che a fronte di una maggiore efficienza hanno una diminuzione della potenza

Se hai maggior efficienza NON PUOI avere minor potenza. E' fisica.

 

[bergat]

Se hai maggior efficienza NON PUOI avere minor potenza. E' fisica.

Non è detto. La variabile che non consideri è il consumo.
Supponi un motore di 1000 cc che sviluppa 130 cv e che consuma 7 litri per 100 km. Supponi ora lo stesso motore con modifiche atckinson. Quel motore svilupperà 90 cv ma consumerà 6 litri per 100 km

 

[PriusDriver]

Non è detto. La variabile che non consideri è il consumo.
Supponi un motore di 1000 cc che sviluppa 130 cv e che consuma 7 litri per 100 km. Supponi ora lo stesso motore con modifiche atckinson. Quel motore svilupperà 90 cv ma consumerà 6 litri per 100 km

Ma non sarà un 1000cc...
Non si tiene mai conto di questo.

 

[bergat]

il motore sarà quel che sarà ma è chiaro il funzionamento del ciclo atkinson

https://it.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Atkinson

 

[PriusDriver]

il motore sarà quel che sarà ma è chiaro il funzionamento del ciclo atkinson

https://it.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Atkinson

E' chiaro sì. A me. A te no, a quanto pare.
Te lo spiego, così non intasiamo il thread di post OT.
Nell'Atkinson la corsa di espansione è maggiore della corsa di compressione, com'è noto, sicché quando si parla di cilindrata bisogna stare attenti. Nelle macchine volumetriche, nelle quali rientrano i motori a scoppio, Otto, Diesel o Atkinson/Miller che siano, la cilindrata è il volume di fluido elaborato nella fase utile. Nei motori Otto e Diesel tale volume coincide col volume geometrico del cilindro tra pmi e pms, ma nell'Atkinson no, in quanto la quantità di fluido "attiva", cioè quella che con la combustione fornisce calore nel ciclo, è quella contenuta nel volume della corsa di compressione. Il fluido poi si espande maggiormente che nei cicli Otto e Diesel grazie alla più lunga corsa di espansione, producendo così maggior lavoro. E' per questa ragione che il rendimento è maggiore.
Nel caso di un motore Atkinson derivato da un motore Otto la maggiore corsa di espansione viene in realtà ottenuta accorciando la corsa di compressione attraverso la ritardata chiusura delle valvole di aspirazione ben oltre il pmi. In questo modo il pistone salendo spinge indietro la miscela nel condotto di aspirazione sino alla completa chiusura delle valvole di aspirazione: il volume del cilindro compreso tra questo punto e il pms è la vera cilindrata del motore. Nel caso del motore Toyota la cilindrata vera è circa i 4/5 della cilindrata geometrica, vale a dire circa 1200cc per il 1500cc e circa 1450cc per il 1800cc. Dunque non abbiamo un 1800cc con 99cv, ma un 1450cc con 99cv, che non mi pare malaccio. E con un rendimento di quasi il 40%.

 

[renatom]

Nel caso di un motore Atkinson derivato da un motore Otto la maggiore corsa di espansione viene in realtà ottenuta accorciando la corsa di compressione attraverso la ritardata chiusura delle valvole di aspirazione ben oltre il pmi. In questo modo il pistone salendo spinge indietro la miscela nel condotto di aspirazione sino alla completa chiusura delle valvole di aspirazione: il volume del cilindro compreso tra questo punto e il pms è la vera cilindrata del motore. Nel caso del motore Toyota la cilindrata vera è circa i 4/5 della cilindrata geometrica, vale a dire circa 1200cc per il 1500cc e circa 1450cc per il 1800cc. Dunque non abbiamo un 1800cc con 99cv, ma un 1450cc con 99cv, che non mi pare malaccio. E con un rendimento di quasi il 40%.

Premesso che è una discussione sul sesso degli angeli, chi lo dice che la cilindrata da prendere per il confronto debba essere quella di compressione e non quella di espansione? Toyota stessa, giustamente, dichiara quella di espansione.
Non ne sono certo, ma probabilmente, tanti altri motori con distribuzione a diagramma variabile, a carichi parziali, lavoreranno in modalità Atkinsons.
Tra l'altro, a occhio e croce, se fai andare un turbo ritardando la chiusura della valvola di aspirazione, ma pompando un po' di più con la pressione, ci rimetti anche poco in termini di prestazione.

 

[PriusDriver]

chi lo dice che la cilindrata da prendere per il confronto debba essere quella di compressione

La termodinamica.
I cicli termodinamici si calcolano sulla quantità di calore introdotta e nei motori a combustione interna questa è data dalla combustione della quantità X di miscela. Nel motore Atkinson Toyota la quantità di miscela è 1450 cc, non 1800cc. Poi siccome siamo abituati a considerare per convenzione la cilindrata di un motore il volume fisico descritto dalla corsa degli stantuffi allora diciamo che è un 1800cc.

 

[renatom]

La termodinamica.
I cicli termodinamici si calcolano sulla quantità di calore introdotta e nei motori a combustione interna questa è data dalla combustione della quantità X di miscela. Nel motore Atkinson Toyota la quantità di miscela è 1450 cc, non 1800cc. Poi siccome siamo abituati a considerare per convenzione la cilindrata di un motore il volume fisico descritto dalla corsa degli stantuffi allora diciamo che è un 1800cc.

Quindi, secondo il ragionamento che fai tu, su un motore sovralimentato debbo considerare una cilindrata maggiore.
Oppure, tirando ancora il discorso, possiamo dire che la cilindrata del motore varia a secondo dell'apertura dell'acceleratore.

 

[PriusDriver]

Quindi, secondo il ragionamento che fai tu, su un motore sovralimentato debbo considerare una cilindrata maggiore.
Oppure, tirando ancora il discorso, possiamo dire che la cilindrata del motore varia a secondo dell'apertura dell'acceleratore.

Al ciclo termodinamico interessa quanta miscela viene elaborata e l'andamento delle curve che lo descrivono. Come ottieni questi parametri non gli interessa. Va da sé che poi per convenzione si classificano i motori in base alla loro cilindrata geometrica, è il modo più immediato e semplice per farlo. Salvo che poi devi distinguere fra turbo e non, fra Otto, Diesel, Atkinson, ecc.

 

[SupercinqueTC]

MOD. NEWsuper5: ho aperto questa nuova discussione per raccogliere i messaggi e le idee venute in off topic in altro luogo. Si prosegua qui.

 

[Jazzaro]

Nel caso di un motore Atkinson derivato da un motore Otto la maggiore corsa di espansione viene in realtà ottenuta accorciando la corsa di compressione attraverso la ritardata chiusura delle valvole di aspirazione ben oltre il pmi. In questo modo il pistone salendo spinge indietro la miscela nel condotto di aspirazione sino alla completa chiusura delle valvole di aspirazione: il volume del cilindro compreso tra questo punto e il pms è la vera cilindrata del motore. Nel caso del motore Toyota la cilindrata vera è circa i 4/5 della cilindrata geometrica, vale a dire circa 1200cc per il 1500cc e circa 1450cc per il 1800cc. Dunque non abbiamo un 1800cc con 99cv, ma un 1450cc con 99cv, che non mi pare malaccio. E con un rendimento di quasi il 40%.

In realtà tutti i motori, Otto Diesel ed "Atkinson" o Miller prevedono una chiusura ritardata delle valvole d'aspirazione, che in nessun caso si chiudono mai al pmi. O meglio, solo nei dimostratori delle scuole guida per insegnare il concetto delle fasi, ma di fatto un qualsiasi ciclo Otto chiude le valvole di aspirazione sempre qualche grado dopo il pmi, questo per sfruttare la colonna di gas all'interno dei collettori. Il simil Atkinson di Toyota, ma anche di Honda e Hyundai, semplicemente chiudono ancora dopo rispetto ad un Otto, ma dar i 4/5 della cilindrata geometrica imho non è comunque corretto visto che pure questi usano intensivamente i variatori di fase in base al carico e ai giri.
Cosa allora dovremmo dire per quei motori, come il mio 1.3, che passano da Atkinson ad Otto e viceversa?

 

[renatom]

Al ciclo termodinamico interessa quanta miscela viene elaborata e l'andamento delle curve che lo descrivono. Come ottieni questi parametri non gli interessa. Va da sé che poi per convenzione si classificano i motori in base alla loro cilindrata geometrica, è il modo più immediato e semplice per farlo. Salvo che poi devi distinguere fra turbo e non, fra Otto, Diesel, Atkinson, ecc.

Perché la cilindrata geometrica è l'unico parametro oggettivo.
Quel 4/5 che hai messo come fattore di conversione è assolutamente arbitrario.
Poi come ha fatto notare jazzaro, anche sul ciclo Otto le valvole si chiudono in ritardo.
Secondo quello che dici tu, dovremmo andare a vedere quale è la massa introdotta effettivamente nel motore che poi varia fortemente secondo le condizioni di funzionamento.

Direi proprio che non ha senso.

 

[PriusDriver]

Quel 4/5 che hai messo come fattore di conversione è assolutamente arbitrario

Questo è il diagramma di distribuzione della Prius: http://techno-fandom.org/~hobbit/cars/valvetmg.png
Il ritardo minimo di chiusura della valvola di aspirazione è 72°. Sul momento non ho sottomano la fonte, ma data la geometria del manovellismo della Prius, risulta che per circa 1/5 della corsa di compressione il pistone espelle la miscela indietro nel condotto di aspirazione e la corsa di compressione netta è i suddetti 4/5 della corsa totale. La cilindrata "termodinamica", per così dire, è appunto circa i 4/5 di 1800 cc, ossia 1450cc. Dopodiché chiamiamolo pure 1800 per praticità, ma ricordiamoci che non equivale ad un 1800 a ciclo Otto.

 

[renatom]

Questo è il diagramma di distribuzione della Prius: http://techno-fandom.org/~hobbit/cars/valvetmg.png
Il ritardo minimo di chiusura della valvola di aspirazione è 72°. Sul momento non ho sottomano la fonte, ma data la geometria del manovellismo della Prius, risulta che per circa 1/5 della corsa di compressione il pistone espelle la miscela indietro nel condotto di aspirazione e la corsa di compressione netta è i suddetti 4/5 della corsa totale. La cilindrata "termodinamica", per così dire, è appunto circa i 4/5 di 1800 cc, ossia 1450cc. Dopodiché chiamiamolo pure 1800 per praticità, ma ricordiamoci che non equivale ad un 1800 a ciclo Otto.

Chiudere a 72 gradi vuol dire al 30% della corsa circa, ma come dici tu è un dato variabile.
D'altronde anche gli Otto normali chiudono in ritardo e con ritardo variabile. Bisognerebbe andare a vedere a che punto si inverte il flusso.
Per questo ti dico che il 4/5 è arbitrario.