Migliore angolazione per un motore V6

[AtlasZX]

Piccola curiosità, so che per alcune architetture a V ci sono determinate angolazioni ottimali fra le 2 bancate di cilindri (ad esempio per un V8 è consigliabile un angolo di 90° e per un V10 è consigliabile un angolo di 72°).
Ma non sono riuscito a trovare nulla sui V6, qualcuno è in grado di illuminarmi?

 

[renatom]

Mi pare che per fare un vero e proprio motore 6 cilindri a V, con i cilindri omologhi delle due bancate montate sullo stesso perno di manovella, e mantenere la regolarità tra le fasi utili, bisognerebbe usare un angolo di 120°, ma mi pare una soluzione poco diffusa.
La maggior parte dei costruttori sfalda gli angoli di manovella. Forse fare 60°, dà qualche vantaggio sull'equilibratura, è mi pare la soluzione più diffusa, ma ce ne sono anche di diverse tipo 90°.

 

[Bombazza95]

Premesso che un V6 non è che sia equilibratissimo per come viene realizzato di solito, un'architettura equilibrata a 6 cilindri è quella in linea (che però a parità di cilindrata è costretta a girare più in basso quindi esprime meno potenza) come dice giustamente renatom sono praticamente tutti a 60 gradi anche per questioni di ingombro, dato che derivano e devono essere inseriti in vani spesso dei V8 che sono più "stretti" di 180 gradi.
Alla fine i 60 sono una scelta di compromesso, ma non si tratta di motori equilibrati, infatti richiedono quasi sempre accorgimenti in tal senso (alberi cintrorotanti)

Una volta lessi una spiegazione che riguardava gli ordini delle forze, mi pare che in un V6 siano equilibrate fino al secondo...ma sicuramente sul forum ci sarà qualcuno più preparato di me dal punto di vista tecnico.

 

[SUBmARine U-14]

Piccola curiosità, so che per alcune architetture a V ci sono determinate angolazioni ottimali fra le 2 bancate di cilindri (ad esempio per un V8 è consigliabile un angolo di 90° e per un V10 è consigliabile un angolo di 72°).
Ma non sono riuscito a trovare nulla sui V6, qualcuno è in grado di illuminarmi?

0 e 180

 

[Grattaballe]

Sono tutti 60° tranne qualche costruttore che usa i 90°. Il V6 60° di solito non ha alberi di equilibratura, credo che il 90° ne abbia bisogno. L'albero motore dei V60 risulta avere le manovelle a 120°. Proprio a scopo di studio mi sono procurato un albero motore dell'Isuzu 3.0D che equipaggiava la Espace4 e del quale ricordo avesse un angolo parecchio anomalo tra le bancate. In effetti le bielle non lavorano a coppie sullo stesso perno ma ne hanno uno ciascuna con i perni vicini distanziati di un piccolo angolo che presumo venga dalla differenza o dalla somma necessaria a raggiungere il canonico 60°.
L'albero è brutto come la fame, pesa quasi 30 kg e non sta fermo in nessuna posizione. Questo sicuramente aveva bisogno di alberi di equilibratura, si intuisce alla prima occhiata che è sghembo.

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[arizona77]

Mi pare che per fare un vero e proprio motore 6 cilindri a V, con i cilindri omologhi delle due bancate montate sullo stesso perno di manovella, e mantenere la regolarità tra le fasi utili, bisognerebbe usare un angolo di 120°, ma mi pare una soluzione poco diffusa.
La maggior parte dei costruttori sfalda gli angoli di manovella. Forse fare 60°, dà qualche vantaggio sull'equilibratura, è mi pare la soluzione più diffusa, ma ce ne sono anche di diverse tipo 90°.

approfitto:
non considerando l' ingombro, meglio a V o in linea

 

[renatom]

Cercando di orientarsi per logica, se uno fa un v6 a 60° e vuole avere la regolarità ciclica, deve avere uno "scoppio" ogni 120° come su tutti i 6 cilindri 4 tempi.
Se monto le due bielle dei cilindri omologhi delle due bancate sullo stesso perno di manovella, se "scoppia" un cilindro, se non mi sbaglio, l'altro può scoppiare o dopo 60° o dopo 300° o dopo 420°, ma nessuno di questi angoli è multiplo di 120° per cui, sempre se voglio avere la regolarità ciclica, se non mi sfugge qualcosa, devo sfalsare le manovelle della coppia di 60°.

Ripeto: non mi sono documentato, sto solo cercando di ragionarci sopra, ma mi pare che sia così.

 

[renatom]

Mi pare che per fare un vero e proprio motore 6 cilindri a V, con i cilindri omologhi delle due bancate montate sullo stesso perno di manovella, e mantenere la regolarità tra le fasi utili, bisognerebbe usare un angolo di 120°, ma mi pare una soluzione poco diffusa.
La maggior parte dei costruttori sfalda gli angoli di manovella. Forse fare 60°, dà qualche vantaggio sull'equilibratura, è mi pare la soluzione più diffusa, ma ce ne sono anche di diverse tipo 90°.

approfitto:
non considerando l' ingombro, meglio a V o in linea

Meglio in linea. Il 6 cilindri in linea è unl motore "perfetto". Il V6 ha un sacco di compromessi.

 

[Bombazza95]

Comunque leggendo le risposte mi è venuta una curiosità: visto che i V6 a 60 gradi non derivano dai V8 "azzoppati" ma vengono progettati ex novo...i costi di un eventuale W6 sarebbero tanto distanti come progettazione?

Alla fine con degli alberi così corti si potrebbero avere regimi di rotazione impressionanti, con la potenza che ne deriva.

 

[Grattaballe]

Dopo approfonditi studi ho constatato che in un V6 a 60° ogni 60° di rotazione dell'albero motore c'è un pistone a un punto morto. Credo che un ingegnere qualsiasi non avrebbe problemi a scalare a 120° i 6 scoppi previsti in due giri completi.

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[renatom]

Dopo approfonditi studi ho constatato che in un V6 a 60° ogni 60° c'è un pistone a un punto morto. Credo che un ingegnere qualsiasi non avrebbe problemi a scalare i 6 scoppi a 240° di distanza l'uno dall'altro.

Gli scoppi vanno scalati a 120°.
Adesso rischio di incartarmi nei miei ragionamenti.
Che arrivi un pistone a PMS ogni 60° è condizione necessaria per potere avere lo scoppio ogni 120°, ma è sufficiente?
Se io faccio l'albero motore con 3 perni di manovella a 120° e monto i cilindri omologhi delle due bancate sullo stesso perno di manovella, la condizione di un cilindro a PMS ogni 60° la ottengo, ma riesco poi a ottenere gli scoppi ogni 120°? Come spiegavo prima mi pare di no.
Se prendo un cilindro e guardo l'intervallo di scoppio con quello montato sullo stesso perno di manovella, a causa dell'angolo della V, questo potrà scoppiare o 60° prima, o 60° dopo oppure dopo un gior-60°, cioé 300°, oppure dopo un giro +60° cioé 420°.
Ma nessuno di questi angoli, -60, +60, 300, 420 è multiplo di 120° quindi mi pare che non riesco a ottenere la regolarità ciclica e devo sfalsare le manovelle di 60°.
Sbaglio qualche cosa?

 

[Eneagatto]

i v6 a 90° furono parecchio diffusi a suo tempo in quanto si potevano utilizzare i grandi trasfer americani che lavorano i monoblocchi dei V8 che devono essere appunto a 90°. Infatti seguire un angolo retto in lavorazione è molto più semplice ed economico. Non erano motori particolarmente riusciti, almeno a livello di vibrazioni.
Mentre è vero che l'ideale è il sei in linea, bisogna tener conto che questa soluzione presenta la necessità di un alberto motore lungo il doppio, con il doppio di cuscinetti al banco ed una tendenza alla torsione praticamente ineliminabile se non lavorando sulle dimensioni. Tutti ricordiamo i 6 in linea della BMW che portati ad alto regime, fra un cambio e l'altro non tornavano più al minimo!
C'è anche una grandissima controindicazione: il monoblocco risulta lungo e soggetto a deformazioni per il riscaldamento derivante dalle camere di scoppio, con elevato consumo di olio, per non parlare della testata spesso e volentieri fessurata.
il v6 a 60° risolve di colpo tutti i problemi: ha un albero motore equivalente a quello di un tre cilindri, è più corto e compatto, ed i due semi-monoblocco sono molto solidi e non soggetti a deformazioni. "Zeru" problemi anche dalle teste.
L'unico problema è che per fabbricare questi motori bisogna farsi costruire costosissimi transfer appositamente progettati, ma mi pare che col tempo sia diventato un problema secondario.
Chi come me ha avuto il v6 dell'Alfa può testimoniare che non aveva vibrazioni, era rapidissimo a prendere i giri ed abbastanza rapido nel perderli e non aveva alcun albero di equilibratura. Tant'è che la Honda quando decise di produrne uno simile ne copiò persino la folle struttura della distribuzione.

 

[Grattaballe]

Hai quotato troppo in fretta...

Prendendo come punto di partenza il PMS del perno 1 nella bancata di sinistra e ruotando l'albero in senso orario, a distanza di 60° per volta avremo:
PMS del perno 1 a destra.
PMS del perno 3 a sinistra
PMS del perno 3 a destra
PMS del perno 2 a sinistra
PMS del perno 2 a destra
PMS del perno 1 a sinistra
PMS del perno 1 a destra
PMS del perno 3 a sinistra
PMS del perno 3 a destra
PMS del perno 2 a sinistra
PMS del perno 2 a destra
PMS del perno 1 a sinistra
tutto dall'inizio
ecc
ecc

 

[renatom]

i v6 a 90° furono parecchio diffusi a suo tempo in quanto si potevano utilizzare i grandi trasfer americani che lavorano i monoblocchi dei V8 che devono essere appunto a 90°. Infatti seguire un angolo retto in lavorazione è molto più semplice ed economico. Non erano motori particolarmente riusciti, almeno a livello di vibrazioni.
Mentre è vero che l'ideale è il sei in linea, bisogna tener conto che questa soluzione presenta la necessità di un alberto motore lungo il doppio, con il doppio di cuscinetti al banco ed una tendenza alla torsione praticamente ineliminabile se non lavorando sulle dimensioni. Tutti ricordiamo i 6 in linea della BMW che portati ad alto regime, fra un cambio e l'altro non tornavano più al minimo!
C'è anche una grandissima controindicazione: il monoblocco risulta lungo e soggetto a deformazioni per il riscaldamento derivante dalle camere di scoppio, con elevato consumo di olio, per non parlare della testata spesso e volentieri fessurata.
il v6 a 60° risolve di colpo tutti i problemi: ha un albero motore equivalente a quello di un tre cilindri, è più corto e compatto, ed i due semi-monoblocco sono molto solidi e non soggetti a deformazioni. "Zeru" problemi anche dalle teste.
L'unico problema è che per fabbricare questi motori bisogna farsi costruire costosissimi transfer appositamente progettati, ma mi pare che col tempo sia diventato un problema secondario.

Mi pare che i 6 in linea attuali non soffrano di queste problematiche.
Tra l'altro, ad oggi il 6 in linea è anche il motore di quasi tutti gli autocarri grandi , dopo che, anche lì, c'è stato il downsizing dal V8 e se non fosse un motore affidabile...
Tra l'altro il 6 in linea ti dimezza il numero di diversi organi della distribuzione.

 

[renatom]

Hai quotato troppo in fretta...

Prendendo come punto di partenza il PMS del perno 1 nella bancata di sinistra e ruotando l'albero in senso orario, a distanza di 60° per volta avremo:
PMS del perno 1 a destra.
PMS del perno 3 a sinistra
PMS del perno 3 a destra
PMS del perno 2 a sinistra
PMS del perno 2 a destra
PMS del perno 1 a sinistra
PMS del perno 1 a destra
PMS del perno 3 a sinistra
PMS del perno 3 a destra
PMS del perno 2 a sinistra
PMS del perno 2 a destra
PMS del perno 1 a sinistra
tutto dall'inizio
ecc
ecc

Non ho capito se lo hai visto su un motore o lo hai ricostruito tu.
Adesso ho riflettuto meglio. Se fai muovere i pistoni così, sei costretto a rinunciare alla regolarità ciclica: non riesci ad avere gli scoppi tutti a 120°, ma per fare scoppiare tutti i cilindri, sei costretto ad avere almeno un intervallo di 60° ed uno di 180°
Per avere i 120° regolari devi avesre i pistoni che si muovono a tre coppie sfalsate di 120° come d'altronde avviene sul 6 in linea.
Se fai un V6 a 60° con solo tre perni di manovella, questo non lo puoi ottenere: non c'è pezza!
Lo puoi ottenere solo con un angolo della V di 120°.

Quindi se fai un V6 a 60° con l'albero con tre perni di manovella non puoi avere la regolarità ciclica; direi che, al termine delle mie elucubrazioni, ne sono ragionevolmente certo.
Se vuoi la regolarità ciclica, ogni cilindro deve avere la sua manovella, ma, a quel punto è un V un po' finto.

PS: qui è come ti dico io: manovelle sfalsate di 60°:

https://www.google.it/search?q=albero+motore+6+cilindri+alfa+romeo&espv=2&biw=1067&bih=533&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwj9n4_EvdnLAhWGjg8KHbrpBSwQsAQIHg&dpr=1.5#imgrc=t7slZCr9kIkpqM%3A