Il diagramma della coppia motrice

[stefano spider]

Visto che in questi giorni parliamo di teoria dei motori endotermici, riporto alcune considerazioni sul diagramma della coppia motrice, che caratterizza la dolcezza di funziuonamento dei motori.
La "rotondità" di funzionamento di un motore non dipende soltanto dall'equilibratura, dipende anche da come è distribuita la coppia motrice durante i 4 tempi di funzionamento di un motore a combustione interna.
Mi spiego con degli esempi:
in un motore monocilindrico, su quattro fasi (aspirazione, compressione, combustione e scarico) di utile ce ne sarà soltanto una, cioè una spinta ogni due giri dell'albero.
In un motore bicilindrico ci sarà una spinta ogni giro.
In un quattro cilindri ce ne saranno due.
In un otto cilindri ci saranno 4 spinte ogni giro.
Se la spinta è sempre la stessa (cioò la forza esercitata dal motore=grossolanamente la cilindrata), il fatto che la stessa sia distribuita su e non concentrata contribuisce a rendere migliore l'erogazione.
Ecco così che maggiore è il frazionamento di un motore, migliore è la sua rotondità di funzionamento.
Chiunque abbia guidato una grossa enduro avrà notato quanto il motore sia recalcitrante e avrà notato come cambiano le cose all'aumentare dei pistoni.
Ovviamente le cose non sono così semplici, bisogna anche considerare i quali punti dell'albero motore sono applicate le spinte.
Ad esempio, nella generalità degli otto cilindri americani, le manovelle sono disposte tutte a 90 gradi tra di loro e a ciascuna corrispondono due pistoni; questo contribuisce a migliorare l'erogazione.
Negi otto cilindri ferrari, l'albero motore è piatto e le manovelle sono tutte a 180° - in questo modo si rinuncia a parte della rotondità di funzionamento ma migliora la risposta e la termofluidodinamica (è più facile raccordare gli scariche e l'alimentazione.
Quanto sopra detto, contribuisce inoltre a caratterizzare il suono di un motore.
Maggiore è il numero di pistoni, maggiore è il numero di combustioni nell'unità di tempo ed ecco che aumenta la frequenza del suono.
Avrete infatti notato tutti che un monocilindrico ha un suono molto basso, e il 12 urla da favola!!! nel mezzo ci stanno le gamme intermedie.
Ovviamente influiscono anche la disposizione delle manovelle e l'ordine di accensione.

[stefano spider]

ho provato un 8 ma non impazzisco, e' sicuramente molto sportivo e nervoso come un 4, e' un motore da corsa , ma non dimenticate che e' uno dei motori che consuma di piu'ed ha grandi problemi di fuoco...anche qui l'illustrissimo potrebbe spiegarci perche'.Le lotus esprit 8 cilindri da corsa a volte prendevano fuoco.

Le forze alterne d'inerzia del 2° ordine, cioè quelle dipendono dal rapporto biella manovella, sono quelle che dissipano in calore per attrito parte della spinta. Queste forze sono trasversali rispetto all'asse longitudinale del cilindro e nascono per effetto del "richiamo" della manovella sulla biella.
Gli 8 V americani avevano cilindrate molto variabili ricavate mantenendo costante la corsa e giocando sull'alesaggio.
Non ho molte informazioni ma è possibile che in alcuni, con bielle particolarmente corte, si sviluppasse notevole calore per attrito.

[MUTTLEY]

E' interessante vedere che sui motori ohc 2" generazione le bielle sono state alungate ed alzato il blocco cilindri proprio per diminuire la spinta laterale che probabilmente dava troppa usura (ovalizzazione) alle canne - pistoni ,il 13 dovrebbe essere rimasto invariato per tutta la sua vita, il 16 viene cosi modificato e il numero del blocco diventa 165 , il 20 1"serie non li ho mai smontati, ho sempre visto il 205 che ha le bielle lunghe.
Deduco che il numero in rilievo che indica la cilindrata quando è seguito dal 5 (165 185 205) vuol dire che è la versione allora aggiornata.
Il 185 è il 205 con alesaggio ridotto , come 13 e 16.
E inoltre interessante vedere come allora le mototorizazioni Ford fossero controcorrente tutte a corsa corta ma molto corta in un panorama di motori corsa lungha o al massimo quadri.

[MUTTLEY]

Dimenticavo queste misure alesaggio corsa ha fatto si che ilblocco ohc non potesse essere montato trasversalmente neanche per escort csw ,e probbilmente ne ha decretato l'abandono visto le sucessive trazioni.

[stefano spider]

mi sembra opportuno chiarire...visto che è facile fare confusione, che la lunghezza della biella non è legata direttamente alla corsa, che è pari alla distanza tra il PMS e il PMI e quindi al doppio del raggio di manovella.
In teoria un motore potrebbe avere una corsa cortissima e una biella lunghissima!
Un motore con una biella lunga (rispetto alla manovella) sviluppa forze alterne del 2° ordine più basse e quindi minori attriti ma presenta delle instabilità di moto verticali.
Ricordando che la cilindrata unitaria è pari al prodotto della corsa per l'area del pistone, si possono fare diverse considerazioni sul rapporto alesaggio-corsa.
A parità di cilindrata, avere un alesaggio maggiore e quindi una corsa minore (mori quadri o superquadri) comporta diversi vantaggi:
1. maggiore potenza (dipende dal quadrato dell'alesaggio)
2. maggiore rendimento volumetrico (il motore aspira più carburante e aria)
3. minore velocità media e quindi minore consumo del pistone
4. minori dispersioni per attriti e forze di inerzia

Ovviamente ci sono anche svantaggi:

1. minore rendimenti termico (la camera di combustione è meno raccolta)
2. maggiore scampanamento del pistone per la sua ridotta altezza.

[MUTTLEY]

non volevo fare confusione , le misure alesaggio corsa non sono state modificate ,ma le bielle ed il blocco cilindri si.
delle bielle + lunghe =+peso ,il peso su dei organi in moto alternato vale a dire + asorbimento di potenza.
Cosa intendi per :
instabilità di moto verticali.
maggiore potenza (dipende dal quadrato dell'alesaggio)

Comparazione fra motori analoghi dello stesso periodo è a benzina 8V :
Ford ohc
13 A 79,02 C 66,00 =1294 cc
16 A 87,67 C 66,00 =1593 cc
20 A 90,82 C 76,95 =1993 cc

Opel
13 A 75,0 C 73,4 =1296 cc
16 A 80,0 C 79,5 =1598 cc
20 A 86,0 C 86,0 =1998 cc

VW
13 A 75,0 C 72,0 = 1272 c
16 A 81,0 C 77,4 =1595 cc
5 cilin.. 20 A 81,0 C 77,4 =1994 cc

Fiat
13 A 80,0 C 55,5 =1300 cc
16 A 84,0 C 71,5 =1585 cc
20 A 84,0 C 90,0 =1995 cc

Alfa
13 non li ho
16 A 78,0 C 82,0 =1570 cc
20 A 84,0 C 88,5 =1962 cc

Renault
14 A 76,0 C 77,0 =1397 cc
17 A 81,0 C 83,5 = 1721 cc
20 A 88,0 C 82,0 = 1995 cc

A me piace confrontare, magari anche ad altri.
stranamente i piu potenti sono legermente corsa lungha, in ogni caso avere un diametro maggiore è favorevole per avere motori + performanti ma probabilmente Ford non l'ha fatto per questo

[BARDIGIANO]

In poche parole, gli alfa, motori notoriamente sportivi, sono dei corsa lunga, mentre i fiat, sono simili ai Ford se non più estremi.
Evidentemente le caratteristiche vere del carattere di un motore di pari architettura, sono da ricercarsi altrove, magari sulla fasatura della distribuzione sulla forma della camera di scoppio e sulla qualità dei materiali, che influisce sul dimensionamento e pesi degli organi im moto alterno.

Ps già di mio ci capisco poco, quindi se riuscite ad essere più chiari, non sarebbe male.

[stefano spider]

Cosa intendi per :
instabilità di moto verticali.
maggiore potenza (dipende dal quadrato dell'alesaggio)

A me piace confrontare, magari anche ad altri.
stranamente i piu potenti sono legermente corsa lungha, in ogni caso avere un diametro maggiore è favorevole per avere motori + performanti ma probabilmente Ford non l'ha fatto per questo

1. Tutti i pezzi meccanici sollecitati a compressione che hanno un elevato rapporto lunghezza/larghezza presentano rischi di rottura legati non tanto alla resistenza del materiale ma al fatto che nascono appunto delle forze trasversali che innescano rotture (carico di punta).

2. tutti i paragoni vanno fatti sempre a parita di condizioni.
A parita di cilindrata, un alesaggio maggiore comporta potenza maggiore perchè la potenza dipende dalla superficie del pistone che dipende dal quadrato dell'alesaggio.
Questo perchè la potenza è data dalla coppia motrice per il numero dei giri.
Ma la coppia motrice è dalla spinta dei gas prodotti dalla combustione per la superfice dei pistoni. Inoltre maggiore è la superficie dei pistoni stessi e maggiore è il volume di miscela aspirata e quindi maggiore è la coppia motrice.
Il fatto poi che i brillantissimi motori alfa fossero dei corsa lunga e che i nostri onesti (...) propulsori fossero dei corsa corta non deve ingannare.
Nel gioco entrano tante altre variabili: forma della camera di combustione, valvole (diametro, inclinazione, fasatura...), alimentazione, pesi...
Ricordate, i paragoni non si fanno mai in assoluto, in genere non si significa nulla che un corsa corta sia più potente di un corsa lunga...i paragoni si fanno tenendo ferme tutte le altre variabili!!!
il risultato di un motore è poi un'alchimia quasi magica...fino a poco tempo fa, anche i migliori progettisti, fino a quando non vedevano girarem i loro motori al banco non si sbilanciavano...
Oggi i modelli computazionali digitali di simulazione numerica aiutano molto ma...il ruggito finale è sempre al banco!!!!

[MUTTLEY]

Per il punto 1 adesso ho capito cosa intendi.
Mentre per il 2 penso che siano in pochi a capire, bisogna cercare di dirlo in parole povere, non condivido un pasaggio ma forse non ci capiamo e la pensiamo alla stessa maniera ,se permetti provo a dirlo io 8) , che sia chiaro che non voglio fare il saputello, ma questa è una materia che mi appasiona molto.
Cominciamo a dire che la cilindrata non è altro che il volume dei cilindri,quindi un 2000 = 2 litri =500 cc per cilindro esendo 4 , questo volume puo avere diametro inferiore al'alteza o viceversa , corsa ( lunga ,quadra,corta) ma il volume non cambia.
Il rapporto di compressione ess. 9a1 indica di quanto viene ridotto il volume nella camera di scoppio tenendo conto anche di essa ed del suo volume .
L'energia o spinta immaginiamola come chilogrammi (Kg) che premono ; viene generata dalla conbustione della carica aria carburante, prima compressa nella camera di scopio ; è uguale sia che sia un corsa corta o lungha esendo uguale la carica (volume) aspirata.
Qui senza agiungere altre cose si può spiegare perche avere magior alesaggio dia vantaggio :
I Kg che sono nella camera di scopio premono in tutte le direzioni ma un piano solo può spostarsi ed è il pistone , magiore sara il diametro magiore sara l'area a disposizione della spinta ecco perche si dice chilogrammi per centimetro quadrato, la stessa cosa aviene nei cilindri idraulici dei mezzi da cantiere la pompa del'olio pur essendo la medesima e con la stessa pressione può generare + o - forza avendo pistoni + o - grandi.
la resa di un motore non dipende solo da questo che tra l'altro ha dei contro, tanto per dirne 1 minor corsa = un braccio + corto sul'albero cioe minor leva , ma da uma miriade di fattori ,ancora in evoluzione .


Il discorso alfa ai ragione è un b albero che tra l'altro ha sicuramente un rendimento termico peggiore vista la sua camera di scopio ,la sua forza sta in quello volumetrico , però sono tutti tranne il 13 fiat piu (lunghi) e non c'è solo l'alfa davanti :( .

Spero di essere conpreso e chiedo perdono anticioìpatamente per la mia scrittura :oops:

[stefano spider]

mi sembra fuori discussione che qua non ci sono saputelli ma appassionati che si confrontano :D

lo studio dei motori endotermici è una materia appassionante e le variabili in gioco sono così tante che se ne potrebbe parlare per mesi!!!
vi invito a leggere il favolo testo di uno dei NOSTRI più grandi progettisti, il mitico ingegner DANTE GIACOSA, progettista negli anni d'oro della fiat quando ancora non c'era il computer e tutto si faceva a mano!!!
il libro, MOTORI ENDOTERMICI, considerata un'autentica bibbia, stampato in decine di edizioni a partire dagli anni 60, può essere letto anche dai non tecnici saltando le parti matematiche.
La mia edizione ovviamente è quella dei primi anni 70 :lol: