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Velocità media del pistone....
4255927
4255927 Inviato: 22 Apr 2008 23:33
Oggetto: Velocità media del pistone....
 



Leggendo un libro tecnica motoristica legata alle competizioni, lessi che l'esasperazione meccanica di un propulsore era direttamente legata alla velocità media del pistone al regime di massima potenza.

Lo scrittore, del quale ora non ricordo il nome, sosteneva come nel regolamento della Superbike sarebbe stato maggiormente corretto basare il regolamento su questo parametro piuttosto che sulla cilindrata.

Così, sapendo della corsa abbastanza lunga delle Ducati di 1000cc, ho guardato la velocità media del pistone nella ST3 (simile al Monster 1000 oppure Multistrada).

La corsa è lunga 71.5mm ed il regime massimo è circa 9000 giri. La velocità massima risulta di 21.45m/s che è TANTISSIMO !!!!!!!

Pensate che la vecchia 999R (150CV) arrivava a 19.6m/s con i suoi 10.000 giri con solo 58.8mm di corsa.

Questo significa che si tratta di un motore potenzialmente meno fragile del nostro !!!!!

L'RSVmille 2007 è una delle poche che ci supera con i suoi (143CV) 23.6m/s.

Considerate che in Formula 1 arrivano a 25-26m/s !

La R1 del 2007 arriva a 22.3m/s !

Insomma... siamo a livello delle moto più tirate sul mercato...

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Mi piacerebbe instaurare una bella conversazione tecnica....

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4256068
4256068 Inviato: 22 Apr 2008 23:53
 

Come l'hai calcolata la velocità del pistone?
 
4256147
4256147 Inviato: 23 Apr 2008 0:01
 

Facilissimo !

Premettiamo il fatto che il pistone non abia una velocità costante, bensì un punto morto superiore ed un inferiore in cui tale parametro arriva addirittura a zero.

Proprio per questo motivo si parla di velocità media al regime di potenza massima.

Prendiamo la ST3 con il suo pistone dalla corsa di 71.5mm.

In un giro percorre questa distanza due volte... una in salita ed una in discesa, da cui desumiamo una distanza di 143mm ad ogni giro.

Compiendo 9000 giri al minuto abbiamo, in tale unità di tempo, la bellezza di 1.287.000mm che sono 1287 metri al minuto.

Un secondo è un sessantesimo di minuto ed il pistone percorrerà un sessantesimo di tale distanza, quindi abbiamo 21.45m/s !

Chiaro ?

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4256194
4256194 Inviato: 23 Apr 2008 0:06
 

Chiaramente, a parità di cilindrata, maggiore è l'alesaggio (diametro del pistone) e minore sarà la corsa.

Questo è il motivo per cui un motore che abbia 15.000 giri non sia necessariamente meccanicamente più stressato di uno da 10.000 giri con la corsa molto lunga. Ovviamente a parità di qualità di materiali e tecnologie impiegate.

Pochi sanno che alcuni custom hanno richiesto una progettazione molto complessa. Il motore della VN2000 della Kawasaki, con i suoi 5000 giri massimi, ha una velocità impressionante.

Non ci credi ?

Prova a calcolarlo. Ti dico solo che la corsa è 123.2mm ed i giri sono 4800 al minuto.

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4256796
4256796 Inviato: 23 Apr 2008 8:51
Oggetto: Re: Velocità media del pistone....
 

DueRuote ha scritto:

La corsa è lunga 71.5mm ed il regime massimo è circa 9000 giri. La velocità massima risulta di 21.45m/s che è TANTISSIMO !!!!!!!

Pensate che la vecchia 999R (150CV) arrivava a 19.6m/s con i suoi 10.000 giri con solo 58.8mm di corsa.

Questo significa che si tratta di un motore potenzialmente meno fragile del nostro !!!!!


è per questo che esistono i motori superquadri...però poi là subentrano altre problematiche legate alla fluidodinamica delle camere di scoppio. Comunque nei motori si tende ad avere le minori velocità possibili ai fini del rendimento perchè come puoi immaginare più è veloce il movimento degli organi meccanici e maggiori sono gli attriti e le inerzie.Si arriva a un certo punto in cui non conviene più mantenere una certa velocità. Questo è forse il motivo principale perchè la centralina taglia prima di quello che uno si aspetterebbe, specie sul desmodue. C'è da dire inoltre che sul 1000DS si può aumentare senza problemi qualche centinaio di giri, arrivando a non più di 100CV oltre i quali conviene cambiare almeno le bielle perchè i carichi sarebbero troppo elevati. Solitamente i "truccatori" usano montare le bielle in titanio che sono pure più leggere.
Oltre alle velocità medie bisogna poi considerare anche altri parametri come le pressioni medie effettive che esprimono poi le forze reali che agiscono sul pistone e quindi le sollecitazioni che questi subiscono. E un conto è una 999R e un conto è la multistrada icon_mrgreen.gif
 
4257138
4257138 Inviato: 23 Apr 2008 9:41
 

Chiaramente c'è anche la PME.

Ormai quasi tutti i motori sono a corsa corta. Il nostro, pur essendo superquadro, è uno di quelli con l'alesaggio minore in rapporto alla cilindrata unitaria.

Alzare troppo l'alesaggio, cosa che riguarda maggiormente bicilindrici e monociclindrici, può portare problemi legati al lavaggio del cilindro, alle masse in rotazione ed al fronte di fiamma. Alla fine avere una corsa troppo corta potrebbe portare a forti limitazioni nel numero di giri (motivo per cui abbiamo due candele) e quindi una parziale perdita del vantaggio acquisito.

Si vede comunque dal rapporto corsa/alesaggio come il nostro stupendo blocco abbia retaggi degli anni '70 nei suoi rapporti interni.
 
4257560
4257560 Inviato: 23 Apr 2008 10:34
 

DueRuote ha scritto:
Alla fine avere una corsa troppo corta potrebbe portare a forti limitazioni nel numero di giri (motivo per cui abbiamo due candele) .


mi spieghi meglio questo passo? Non credo di averlo capito..
 
4257824
4257824 Inviato: 23 Apr 2008 11:05
 

Non è colpa tua.

Sono io che mi sono espresso male.

Come sai nelle nostre moto (DS) ci sono due candele per cilindro.

Una corsa molto corta porta, a parità di cilindrata unitaria, ad un alesaggio molto maggiore. Il "lavaggio" e la combustione di un pistone eccessivamente grande può dare problemi.

Come tu saprai, poichè ho visto che ti intendi di tecnica, i motori benzina non funzionano su una detonazione (sono erroneamente chiamati "a scoppio") bensì su una combustione.

La scintilla innesca il fronte di fiamma e questo si propaga come fosse un "incendio". L'avanzamento ha una sua tempistica che dipende, tra le altre cose, anche dall'alesaggio. Maggiore è la superficie del pistone, maggiori saranno le distanze che il fronte dovrà compiere.

Un cilindro che giri in maniera maggiormente veloce necessita di un anticipo diverso e, possibilmente, di una fiamma che si proaghi in maniera più rapida.

Una soluzione sarebbe quella di avere una benzina maggiormente volatile, ma questo non è possibile per le moto omologate con quella "normale" a 95 ottani.

Abbiamo quindi, nella nostra moto, un elevato rapporto di compressione (possibilità di auto-innesco), un'evelata velocità del pistone (vedi sopra) ed un alesaggio ampio.

Tutte cose che necessitano di una combustione rapida. La doppia candela aiuta a bruciare meglio la miscela aria-benzina ed aiuta anche a farlo in tempi più rapidi innescando il doppio di fronti di fiamma.

Questo scongiura auto-inneschi e velocizza il processo di combustione permettendo elevate rotazioni anche a cilindri dall'alesaggio largo.

In pratica, con un elevato numero di giri, tutto (compresa la combustione) deve avvenire velocemente. Se il processo è lento rischi che parte della miscela bruci quando il pistone si è già allontanato dal punto morto superiore oppure devi ovviare al problema anticipanto troppo la scintilla e perdendo parte del potere dato dalla combustione.

Nei motori a quattro cilindri sarebbe una soluzione superflua poichè, nonostnte l'elevato numero di giri ed il rapporto di compressione spinto, l'alesaggio è sempre molto ridotto (se rapportato ad un bicilindrico) e ci sono anche due valvole d'aspirazione per spargere in maniera maggiormente omogenea la miscela nel cilindro.

Spero di non aver detto cavolate. In tal caso sentitevi liberi di correggermi... mi piace imparare e detesto dire (inconsapevolmente) inesattezze.

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4261556
4261556 Inviato: 23 Apr 2008 17:41
 

dunque dunque.... molto interessante e hai detto tutte cose giuste
ma vorrei aggiungere una cosa: a parità di cilindrata e garantendo sempre la totale combustione della camera di scoppio, una diminuzione della corsa dà la possibilità di aumentare i giri, sempre se non sbaglio.
inoltre la corsa è uno dei punti critici di tutti i classici motori a scoppio a 2 e 4 tempi, dal momento che è l'inerzia dovuta alla continua inversione di direzione della biella-pistone che assorbe molta energia cinetica fornita dalla combustione (di qui il vantaggio del motore rotativo). ergo si hanno maggiori prestazioni diminuendo i pesi delle parti meccaniche in movimento e si ha meno inerzia con una corsa più corta.
 
4261594
4261594 Inviato: 23 Apr 2008 17:45
 

verdux ha scritto:
dunque dunque.... molto interessante e hai detto tutte cose giuste
ma vorrei aggiungere una cosa: a parità di cilindrata e garantendo sempre la totale combustione della camera di scoppio, una diminuzione della corsa dà la possibilità di aumentare i giri, sempre se non sbaglio.
inoltre la corsa è uno dei punti critici di tutti i classici motori a scoppio a 2 e 4 tempi, dal momento che è l'inerzia dovuta alla continua inversione di direzione della biella-pistone che assorbe molta energia cinetica fornita dalla combustione (di qui il vantaggio del motore rotativo). ergo si hanno maggiori prestazioni diminuendo i pesi delle parti meccaniche in movimento e si ha meno inerzia con una corsa più corta.


esatto, per avere problemi sono necessari alesaggi veramente grandi, dell'ordine del 1098R per intenderci.
 
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