Volumetrico o Turbo?

Honda 4 cilindri contro BMW 6 cilindri, l'erogazione è ben diversa tra i due o sbaglio?
(a parità di V-Tec e Valvetronic)

 

Un Cooper S sembra che abbia una sega circolare dentro al cofano.

 

ma LOL!

 

V-Tec e Valvetronic sono sistemi che hanno scopi completamente diversi .
Il V-Tec è nato per raggiungere alti regimi e quindi alte potenze specifiche.
Il Valvetronic invece ha lo scopo di aumentare il rendimento e limitare i consumi.
Infatti permette di regolare la portata di aria in aspirazione senza l'utilizzo di valvole a farfalla che creano depressione e quindi introducono un lavoro negativo nel ciclo.

In pratica è come viaggiare sempre ad acceleratore spalancato , anche quando si dà un filo di gas.

Il fatto del frazionamento non conta per l'erogazione.
Si possono fare dei 4 cilindri tirati ( come era ad esempio quello del 320 is che sviluppava 100 cv/litro , e parliamo dei primi anni 80 ...) e dei 6 cilindri tirati .

Conta invece per la massima potenza raggiungibile.
Maggiore è il frazionamento , maggiore è la potenza specifica raggiungibile

 

Ecco perchè quindi il Drake premeva sempre per il V12...anche di 1500cc così poteva sviluppare delle alte potenze specifiche a parità di cilindrata (con altri frazionamenti ovvio)


Quindi - da quel che ho potuto intuire - maggiore è il frazionamento maggiore è la potenza specifica ottenibile:ecco spiegati anche i motori stellari per aerei.

E sulla base di cosa si basa ciò?
se la potenza pura è il prodotto di un momento (utile + resistente) per la velocità angolare che una macchina riesce ad esprimere cosa influenza allora questi due parametri per via del frazionamento?

(ti sto rompendo le palle lo sò )

 

Bhè qua andiamo sul difficile.
Diciamo che per un aspirato di data cilindrata per aumentare la potenza bisogna aumentare il regime .
L'aumento del regime comporta tre problemi : quello organico , quello fluidodinamico e quello di combustione.
Il primo corrisponde alle sollecitazioni meccaniche , le quali aumentando col regime .
Il secondo è dato dal fatto che con l'aumentare del regime la velocità dell'aria nei condotti di aspirazione aumenta anch'essa , e si dà il caso che più l'aria viaggia veloce più fatica fa ad entrare nei cilindri , contrariamente a quanto si possa intuire di primo acchito.
Il terzo , che è molto meno limitante dei primi due , è dato dal fatto che la
miscela aria/benzina brucia con una certa velocità finita, non infinita.
Cio vuol dire che se il volume della camera di scoppio è grande ( motori poco frazionati , con grandi cilindrate unitarie ) la combstione richiederà più tempo per completarsi , e quando un motore gira forte non è che ci sia tanto tempo a disposizione.

Il problema fluidodinamico comporta che la velocità dell'aria nei condotti e attraverso le valvole sia più bassa possibile a parità di regime di rotazione.
Si deve quindi diminuire il più possibile il rapporto Corsa/Alesaggio , quindi adottare corse corte e grandi alesaggi che inoltre permettono di ottenere valvole più grandi.
Ma siccome a parità di rapporto Corsa/Alesaggio la corsa diminuisce se il cilindro è più piccolo , ecco che si capisce subito che l'unica cosa da fare è aumentare il più possibile il frazionamento.
Facendo questo , tra l'altro e soprattutto , si aumenta la SUPERFICIE TOTALE DEI PISTONI , che è l'unico vero parametro fondamentale per ottenere alte potenze specifiche ( cosa che chi fa le regole in Formula 1 non ha mai capito quando si trattava di voler limitare le potenza ...)

Il problema delle sollecitazioni si spiega di conseguenza .
Motore molto frazionato = minima corsa = minima velocità media del pistone a parità di regime = minime accelerazioni del pistone = minime sollecitazioni del gruppo pistone-biella-albero-cuscinetti.

 

I rudimenti di fondamenti di meccanica mi aiutano sulle ultime cose, sulla fluidodinamica sono ancora ai piedi di pilato. Ma la cosa è molto interessante.
Quando parli di problema fluidodinamico intendi l'effetto RAM, colonna d'aria che sbatte lungo la valvola (che arriva quind in ritardo rispetto all'apertura della stessa) creando una contropressione in aspirazione?

Per quanto riguarda l'aumento della superfice dei pistoni, in questo modo hanno una pressione media dei gas in combustione che si distribuisce su una area maggiore = forze di inerzie ridotte e riduzione anche delle forze che vanno a snervare tutta l'ossatura del manovellismo di spinta.

Ecco anche spiegato il fatto di come la Honda introdusse il motore a pistoni (e quindi camere) ovali. (seguendo le indicazioni che hai dato tu)

Ti ringrazio per le delucidazioni

 

ah, la magia dei denti dritti degli ingranaggi dei cambi ad innesti frontali

 

Per quanto riguarda la fluidodinamica leggi qua , è un post che ho scritto tempo fa che dà un'idea della situazione.

http://www.bmwpassion.com/forum/showthread.php?p=2301295#post2301295

Invece la relazione tra superficie dei pistoni, pressioni , forze d'inerzia e cilindri ovali la questione è ben diversa da come l'hai detta te .
Quando ho tempo ti spiego

 

magia ? io ci sono stato mezzoretta su un'auto con tale cambio, non avendo tappi o cuffie sono sceso con un bel mal di testa

 

ti dico solo che io mi son fatto una giornata di "passeggiata sui colli" con un amico mio che ha una R5 turbo maxi 1. quindi di rincoglionimento causa motori ne so anche io
solo che per me è come una sinfonia.

 

Per il motore sono daccordo, ma il rumore del cambio a denti dritti è angosciante

 

Il cambio ad innesti frontali è affascinante, non lo vedo così tragico dal di dentro..

 

piccolo OT
Nella prima GM gli aerei avevano la manetta del gas, le potenze dei caccia oscillavano fra i 90 e i 150 Cv circa. Erano aspirati: rotativi (nel senso che per raffreddarsi i cilindri giravano sull'asse dell'elica), stellari e in linea.
seconda GM generalmente aspirati, verso la fine del conflitto con sistemi d'iniezione supplementare momentanea nei motori in linea. Studi molto evoluti dei tedeschi riguardo le iniezioni dei motori "rovesciati". Gli inglesi soffrivano il volo rovesciato xchè con architettura motore + tradizionale.
Nascita dei primi turbocompressori da parte degli americani per permettere di migliorare la respirazione del motore alle alte quote (esempio P38)
Nella 2 GM i piloti lavoravano molto con manetta del gas, manettini per smagrire o ingrassare la miscela aria/benzina e per variare il passo dell'elica.
Questo moooooooooooolto per sommi capi.
fine OT

 

Quindi il volumetrico è roba da Seconda Guerra Mondiale?
Eppure io sapevo che le Bentley Blower degli anni '30 avevano mutuato questa soluzione dal mondo aeronautico.
Alcune cose da chiederti:

-volo rovesciato: saranno stati a carter secco i motori in linea, no? O adottavano altre soluzioni? Il V12 degli Spitfire me lo ricordo abbastanza "automobilistico" come architettura, tant'è che è stato montato sia sui carri armati che da un folle anche su auto.

-turbocompressore: l'hanno usato sul Mustang? Ma un turbo compound oppure proprio mosso dai gas di scarico come sulle auto?

 

1)giusto, ma il peso e la massa di un volumetrico per un 16 litri aeronautico era troppo, quindi hanno cercato altre soluzioni: il turbo, ma solo ove possibile. Sul P38 ( bimotore con doppio trave alare) erano sui 2 travi alari. Altro aereo turbo era il P47.
2) vero, ma proprio per questo l'iniezione smetteva di funzionare dopo un po' di volo rovesciato, mentre il Daimler-benz, aveva l'iniezione studiata per l'architettura del motore in linea rovesciato.
Il turbo è nato come esigenza per sopperire la rarefazione dell'aria ad alta quota.
3) aspirato con iniezione supplementare, se non ricordo male.

Sul P38 erano veri e propri chioccioloni

 

non sono d'accordo con questa affermazione. L'erogazione dipende anche dal frazionamento, a parità di scelte del rappordo a/c, del dimensionamento e lunghezza dei condotti di aspirazione e del progetto della distribuzione, oltreché lo scarico. Il motivo è da individuarsi nelle differenti forze unitarie che agiscono su ciascun pistone, nella successione angolare delle accensioni e nelle differenti inerzie di propulsori pari cilindrata diversamente frazionati. IMHO

Visto che citi propulsori di F1, ricordo ad esempio il passaggio tra i 12 cilindri Ferrari ed i V10: i V12, più frazionati, consentivano regimi superiori (tanto che ricorderete le rotture per fatica dei collettori di scarico, dovute alle eccessive vibrazioni di quei giri) uniti però a migliore guidabilità; i V10 erano più bruschi nell'erogazione ma permettevano minori masse complessive e minori consumi specifici. Questo, ribadisco, a parità delle altre volontà progettuali.

Per il resto sono d'accordo sull'incidenza degli altri componenti e sul fatto che i compressori, volumetrici e turbo, introducono delle modificazioni nel suono. Ma questo l'avevo detto anche prima:wink:.

 

No, non è la stessa cosa. Nel volumetrico non ci sono parti del compressore a diretto contatto. I lobi non toccano tra loro. Il suono è determinato dalla compressione dell'aria e/o dalle ruote dentate di sincronismo dei lobi.

Il fischio che si sente nei cambi e nelle retromarce è dovuto all'uso di denti dritti: questa tipologia di dente trasmette il moto per successivi "urti" e determina il caratteristico suono ad alta frequenza. Le ruote dentate a denti elicoidali invece hanno sempre un dente in presa, per cui l'ingresso di ciascun dente nella rispettiva cava avviene in maniera progressiva.

il fischio che senti, indipendente dal regime di rotazione del motore, invece è attribuibile ai differenziali.:wink:

 

quoto tutto ed aggiungo un dato termodinamico: aumentando il rapporto corsa/alesaggio si riduce, a parità di cilindrata unitaria, la superficie di scambio termico con l'esterno (che in queso caso è il fluido refrigerante) fatto che incrementa il rendimento termico.

E un dato meccanico: alla diminuzione delle velocità massime dei singoli pistoni si accompagna una riduzione delle masse unitarie: questi due fattori significano una diminuzione delle perdite per attrito specifiche, anche se non riescono comunque a bilanciare l'incremento assoluto dato dal maggior numero di organi in movimento reciproco.

 

Qua si parla di erogazione, ossia la variazione di potenza in funzione dei giri motore. Non si parla di prestazioni assolute
L'erogazione dipende da quanta miscela aria benzina si riesce ad introdurre col variare del regime .
Tu parli della differenti forze che agiscono sui pistoni . Ovvio se la cilindrata unitaria è diversa , ma cosa c'entra con l'erogazione ?
E l'inerzia cosa c'entra ?

Per quanto riguarda la successione degli scoppi anche'essa è molto meno importante di quanto si creda , e comunque è un parametro che non è legato al frazionamento.
Il ritmo delle accensioni è modificabile indipendentemente dal frazionamento