Per i motori pari cilindrata la corsa piu' lunga equivale ad una maggior coppia?

[Thefrog]

Secondo me si'. E qui entra in gioco quel famoso rapporto corsa/alesaggio. Io penso che questa ipotesi sia valida. Naturalmente il tutto se il braccio della biella aumenta la sua misura in lunghezza.

Informazioni in merito sono gradite.

Regards,
The frog

 

[matteomatte1]

in generale si

 

[Thefrog]

in generale si

Grazie per la tua preziosa risposta.

Il sospetto che ho e' che i motori di F1 sono andati da 20.000 giri/min a 18.000 giri/min attuali mi fa sospettare che in questo caso il motore Mercedes ed il motore Renault abbiano lasciato la velocita' media dei pistoni inalterata aumentando di pari merito il rapporto corsa/alesaggio. In questo modo la loro coppia e' cresciuta e questo lo si vede in pista.

Best regards a te,
The frog

 

[matteomatte1]

calcola che, sempre in generale, i motori a corsa lunga hanno più inerzia rispetto a quelli a corsa corta quindi sono più lenti nel salire e scendere di giri e raggiungono regimi di rotazione inferiori

 

[Thefrog]

calcola che, sempre in generale, i motori a corsa lunga hanno più inerzia rispetto a quelli a corsa corta quindi sono più lenti nel salire e scendere di giri e raggiungono regimi di rotazione inferiori

Certo certo. Infatti penso che quello che sia successo in F1 dopo l'introduzione del limitatore di giri che passa dai tempi dei 20.000 giri/min ai 18.000 giri min (regime di rotazione inferiore) sia stato proprio iul cambio del rapport corsa/alesaggio, ripeto per i motori Mercedes e Renault, che in accelerazione mostrano una coppia nettamente superiore a quella del motore Ferrari (vedere ad esempio l'ultima gara del campionato di quest'anno dove in uscita dalle curve la Frrari di Alonso perdeva una ventina di metri rispetto alla Renault).

Best regards,
The frog

 

[99octane]

Indicativamente si', anche perche' essendo motori che girano giocoforza piu' lentamente devono necessariamente puntare piu' sulla coppia che non su potenze elevate a regimi alti,
In generale si puo' comunque dire che una corsa piu' lunga comporta uno sfruttamento maggiore della forza agente sul pistone producendo una coppia maggiore, a scapito di regimi rotazionali elevati e di una potenza maggiore e piu' "allungo" del motore. Comunque, come sempre in queste cose, bisogna sempre tenere presente che si tratta di generalizzazioni e regole spannometriche valide In generale, ma che spesso hanno le loro eccezioni.
Per esempio, diversi motori americani, pur avendo una corsa maggiore dell'alesaggio, raggiungini comunque regimi di rotazione elevati e hanno ottimo allungo grazie all'Utilizzo di parti superleggere e accorgimenti per la riduzione degli attriti come l'impiego dei DLC.

 

[Thefrog]

Indicativamente si', anche perche' essendo motori che girano giocoforza piu' lentamente devono necessariamente puntare piu' sulla coppia che non su potenze elevate a regimi alti,
In generale si puo' comunque dire che una corsa piu' lunga comporta uno sfruttamento maggiore della forza agente sul pistone producendo una coppia maggiore, a scapito di regimi rotazionali elevati e di una potenza maggiore e piu' "allungo" del motore. Comunque, come sempre in queste cose, bisogna sempre tenere presente che si tratta di generalizzazioni e regole spannometriche valide In generale, ma che spesso hanno le loro eccezioni.
Per esempio, diversi motori americani, pur avendo una corsa maggiore dell'alesaggio, raggiungini comunque regimi di rotazione elevati e hanno ottimo allungo grazie all'Utilizzo di parti superleggere e accorgimenti per la riduzione degli attriti come l'impiego dei DLC.

Grazie anche a te 99octane per il tuo prezioso intervento.

Best regards,
The frog

 

[dukeiiktm]

calcola che, sempre in generale, i motori a corsa lunga hanno più inerzia rispetto a quelli a corsa corta quindi sono più lenti nel salire e scendere di giri e raggiungono regimi di rotazione inferiori

Certo certo. Infatti penso che quello che sia successo in F1 dopo l'introduzione del limitatore di giri che passa dai tempi dei 20.000 giri/min ai 18.000 giri min (regime di rotazione inferiore) sia stato proprio iul cambio del rapport corsa/alesaggio, ripeto per i motori Mercedes e Renault, che in accelerazione mostrano una coppia nettamente superiore a quella del motore Ferrari (vedere ad esempio l'ultima gara del campionato di quest'anno dove in uscita dalle curve la Frrari di Alonso perdeva una ventina di metri rispetto alla Renault).

Best regards,
The frog

Beh occhio ai regolamenti però.....
Ricordiamo, a tale proposito, che la FIA (Articolo 5) impone motori V8 di 90°, 2400cc, 4 valvole per cilindro (2 di aspirazione e 2 di scarico), regime massimo di rotazione fissato a 18.000 giriminuto (nel 2007 e 2008 il regime massimo era fissato a 19.000 giri), un alesaggio massimo di 98mm. Non solo: il regolamento impone anche l?altezza dell?albero motore rispetto al piano di riferimento (minimo 58mm), l?interasse tra i cilindri (106,5mm, +- 0,2mm di tolleranza), il peso minimo del motore (95Kg), il baricentro del motore stesso (165mm sopra il piano di riferimento) ed una miriade di parametri, materiali di costruzione compresi.
Considerando che i motori 8 cil sono stati introdotti e congelati nel 2007 e viste le pesantissime limitazioni tecniche che impone la federazione non penso ci siano grosse differenze fra i vari alesaggi dei grandi costruttori.
La ferrari quest'anno ha dichiarato un alesaggio di 98mm.Renault e mercedes non hanno dichiarato nulla.So che l'ultimo motore toyota aveva un alesaggio sui 96,7mm.

 

[Thefrog]

Grazie duketim anche a te. Certo e' pero' che, a quanto scrivi, la FIA ha imposto un alesaggio massimo, dunque si puo' certamente dimunuire l'alesaggio aumentando la corsa e mantenendo cosi' la cilindrata costante. Certo poi bisogna vedere se in questo modo non si violino altri parametri da te descritti, come l'altezza del baricentro del motore.

Best regards anche a te,
The frog
(P.S. cinque stelle a tutti voi che mi avete cosi' cortesemente risposto.)

 

[renatom]

Semplificando un po' le cose, i motori a corsa lunga riescono a sviluppare coppie leggermente più elevate perché avere un alesaggio piccolo rispetto alla corsa consente di realizzare camere di combustione più raccolte che consentono di sopportare pressioni di combustione più elevate senza incorrere in problemi di detonazione.
Altro motivo è che in un motore a corsa lunga, generalmente gli attriti nell'imbiellaggio assorbono una frazione un po' inferiore del lavor prodotto sul cielo del pistone.

Per gli stessi motivi i motori a corsa lunga tendono ad avere rendimenti un po' superiori e quindi consumi inferiori.

La leva superiore della manovella più lunga non influsce in quanto, a parità di cilindrata, sarà più piccola l'area del cielo del pistone su cui agiscono i gas e quindi la forza applicata dai gas sul pistone e le due cose si vanno a compensare.

La coppia si può esprimere con la formula M = pme x Vc / (2xpigreco)
ed è quindi direttamente proporzionale a cilindrata e pressione media effettiva che è in realtà un valore un po' fittizio in quanto raccoglie al suo interno un po' tutta l'efficienza termodinamica e meccanica del motore, ma non dipende dal rapporto corsa/alesaggio se non nella maniera indiretta di cui ho scritto prima.

 

[renatom]

Semplificando un po' le cose, i motori a corsa lunga riescono a sviluppare coppie leggermente più elevate perché avere un alesaggio piccolo rispetto alla corsa consente di realizzare camere di combustione più raccolte che consentono di sopportare pressioni di combustione più elevate senza incorrere in problemi di detonazione.
Altro motivo è che in un motore a corsa lunga, generalmente gli attriti nell'imbiellaggio assorbono una frazione un po' inferiore del lavor prodotto sul cielo del pistone.

Per gli stessi motivi i motori a corsa lunga tendono ad avere rendimenti un po' superiori e quindi consumi inferiori.

La leva superiore della manovella più lunga non influsce in quanto, a parità di cilindrata, sarà più piccola l'area del cielo del pistone su cui agiscono i gas e quindi la forza applicata dai gas sul pistone e le due cose si vanno a compensare.

La coppia si può esprimere con la formula M = pme x Vc / (2xpigreco)
ed è quindi direttamente proporzionale a cilindrata e pressione media effettiva che è in realtà un valore un po' fittizio in quanto raccoglie al suo interno un po' tutta l'efficienza termodinamica e meccanica del motore, ma non dipende dal rapporto corsa/alesaggio se non nella maniera indiretta di cui ho scritto prima.

 

[Thefrog]

Grazie anche a te renatom, mi pare dunque di capire che l'idea di base di avere di bracci delle bielle piu' lunghi non aiuta in nessun modo ad aumentare la coppia, in quanto la forza sviluppata sul cielo del pistone e' inferiore nella esatta misura in cui aumenta il braccio della biella.

Non ci avevo pensato.

Mi sai dire allora in parole povere con propulsori di pari cilindrata quali sono le caratteristiche che consentono di avere piu' coppia? La PME? E se si' come si puo ottenere una maggiore PME rispetto alle geometrie della cilindrata e della camera di scoppio? Dico questo perche' in Mercedes ed in Renult la coppia l'hanno aumentata, cosa che non e' assolutamente accaduta in Ferrari (parlo di Formula Uno).

Best regards a te,
The frog
(P.S. puo' entrare in gioco il fattore di un miglior rendimento della combustione? Ho sentito dire che per alesaggi molto elevati -quali sono quelli dei propulsori di Formula Uno- sussiste il problema della mancata propagazione del fronte di fiamma ai bordi del pistone. Se e' questo il problema si puo' ovviare con una candela centrale e tre quatro candele che si inseriscono obliquamente ai bordi laterali dove la testata si congiunge con il cilinddro. Uno sviluppo notevole del vecchio concetto del twin spark insomma).

 

[renatom]

Grazie anche a te renatom, mi pare dunque di capire che l'idea di base di avere di bracci delle bielle piu' lunghi non aiuta in nessun modo ad aumentare la coppia, in quanto la forza sviluppata sul cielo del pistone e' infriore nella esatta misura in cui aumenta il braccio della biella.

Non ci avevo pensato.

Mi sai dire allora in parole povere con propulsori di pari ilindrata quali sono le caratteristiche che consentono di avere piu' coppia? La PME? E se si' come si puo ottenere una maggiore PME rispetto alle geometrie della cilindrata e della camera di scoppio? Dico questo perche' in Mercedes ed in Renult la coppia l'hanno aumentata, cosa che non e' assolutamente accaduta in Ferrari (parlo di Formula Uno).

Best regards a te,
The frog
(P.S. puo' entrare in gioco il fattore di un miglior rendimento della combustione? Ho sentito dire che per alesaggi molto elevati (quali sono quelli dei propulsori di Formula Uno sussiste il problema della mancata propagazione del fronte di fiamma ai bordi del pistone).

Quello che scrivi nel P.S. è un po' quello che avevo scritto nel mio post.

Quello che chiedi richiederebbe un libro e d'altronde non sarei in grado di dare una risposta totalmente esauriente (non sono un progettista di motori)

Comunque, cercando di sintetizzare, a parità di cilindrata, devi
- avere una pressione più alta possibile durante le fasi in cui il pistone va dal PMS al PMI
- avere una pressione più bassa possibile quando il pistone risale
- cercare di perdere una frazione più piccola possibile del lavoro prodotto sul cielo del pistone in attriti e resistenze varie.

Il punto più importante è il primo, ma è influenzato da tantissimi fattori.
I fattori più importanti sono un rapporto di compressione elevato, ma poi se esageri detoni, diagramma della distribuzione, forma e dimensioni dei condotti, forma e dimensioni delle valvole, carburazione, anticipo di accensione, posizione della candela, e soprattutto accordo tra i fattori che ho elencato (e anche quelli che ho omesso). Capisci già che non può essere esaurito in un post su un forum.

Comunque tornando all'argomento da cui si è partiti, il succo è proprio quello: avendo una camera di combustione più raccolta (alesaggio più piccolo), il fronte di fiamma deve fare un percorso minore per cui a parità di tutti gli altri fattori ti puoi permettere un rapporto di compressione superiore con conseguente maggiore coppia (e rendimento).

 

[Thefrog]

Grazie renatom. Dico davvero.

Best regards a te ,
The frog

 

[Paolo_]

Rispondo si alla domanda del post ma lascerei stare la formula 1... dove i motori sono praticamene tutti uguali e contano molto di più aerodinamica e bilanciamento.

Tra l'altro il motore ideale di F1 (con l'attuale regolamento) è quello che fornisce la maggior potenza nell'arco di giri tra 15.000 e 18.000