Motore SENZA raffreddamento [soluzione possibile?]

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12883015

12883015 Inviato: 11 Gen 2012 19:01
Oggetto: Motore SENZA raffreddamento [soluzione possibile?]

Tempo fa,discutendo con un mio amico patito di vecchie vaporiere,è saltato fuori che l'acqua ASSORBE calore evaporando e diventando vapore. E a quel punto l'idea....si può ideare un motore SENZA raffreddamento?
Mi è venuta un idea,supponiamo di avere un motore MONO cilindrico a quattro valvole,collegate nel seguente modo:
- una sul carburatore
- una su un collettore a monte del carburatore e un iniettore
- una PRIMA del silenziatore
- una DOPO il silenziatore
Supponiamo inoltre che il pistone abbia un diametro (che ne so di 20 cm) grande e una corsa grande (20 cm anche lei)
E supponiamo che sia fatto in stile "vespone" cioè con alette e ventola che però sia FERMA in quanto collegata a un giunto elettromagnetico

1 fase: aspirazione DAL carburatore(con apertura della valvola 1)
2 compressione e accensione come tutti i motori
3 combustione e quindi innalzamento di temperatura,espansione
4 scarico (con la valvola PRIMA del silenziatore)
5 aspirazione di solo aria (dalla valvola a monte del carburatore) e un "dosato e giusto" quantitativo di acqua iniettato di forza nel cilindro,la valvola si chiude sopo pochi mm di corsa del pistone e l'acqua diventando vapore spinge giù il pistone
6 viene scaricato il vapore prodotto alla risalita del pistone e depositato all'uscita del silenziatore. verrà poi sparato fuori dal prossimo ciclo a carburante

Se la temperatura delle alette sale troppo la frizione innesta e la ventola gira.

Doc_express

Impennata

Ranking: 320

12883029

12883029 Inviato: 11 Gen 2012 19:05

quelal del vapore acqueo era già stata adottata ma alla fine ne devi consumare diversi litri che aumentano il peso complessivo del tutto

topo

Moto Gp Champ

Ranking: 7364

12883034

12883034 Inviato: 11 Gen 2012 19:06

Mi vengono due opposizioni:

1) pistone e cilindro non reggerebbero molto allo shock termico continuo;

2) la ventola che parte in caso la temperatura salga troppo è un raffreddamento.

Iskander66

Ospite

Ranking: -

12883041

12883041 Inviato: 11 Gen 2012 19:07

Quindi servirebbe anche un serbatoio per l'acqua oltre che per la benzina? La ventola sarebbe una sicurezza in più. In teoria starebbe ferma.

Doc_express

Impennata

Ranking: 320

12883136

12883136 Inviato: 11 Gen 2012 19:27

Le alette sono dei dissipatori di calore quindi il raffreddamento ci sarebbe a mezzo di convezione aria-alette.
Oltre i problemi costruttivi (aumento di peso dovuto a grandi quantità d'acquia da imbarcare) sotto il profilo energetico il gioco non vale la candela.
Assuto un pistone di grosse dimensione, si deduce che anche il volume della camera di scoppio dovrebbe essere abbastanza elevato. Al che si identificano i seguenti problemi:
- per far si che la variazione di volume dell'acqua che vaporiza riesca a muovere il pistone, occorrerebbe un enorme quantitativo d'acqua, da fare entrare in camera di scoppio in poco tempo, ergo hai bisogno di una pompa che consuma energia (toglie lavoto utile)
- siccome non stiamo parlando di una caldaia a vapore a ciclo supercritico, il calore residuo in camera di scoppio sarebbe assolutamente insufficente a far vaporizzare ua quantità d'acqua come quella in esame.

Anche ammesso che meccanicamente e impiantisticamente il tutto funzionasse, il rendimento sarebbe pessimo, perchè a ogni ripetizione del ciclo le temperature andrebbero a diminuire fino a far venir meno il calore necessario alla vaporizzazione.

Oltre tutto, come già detto da quelli che mi hanno preceduto, le tolleranze che si dovrebbero imporre per sopportare lo stress termico su cilindro e pistone porterebbe ad un gioco troppo elevato tra i due elementi accoppiati, provocando del trafilaggio sia di acqua che di combustibile.

MotoGp

Ranking: 1033

12883214

12883214 Inviato: 11 Gen 2012 19:42

Non esiste un motore senza raffreddamento... a meno che tu non lo isoli.
Quello che descrivi tu sarebbe un raffreddamento misto aria-acqua

che non credo sia molto performante e/o vantaggioso rispetto agli attuali.

AlbertoSSP

Very Important Tinga

Ranking: 6412

12884145

12884145 Inviato: 11 Gen 2012 22:52

Ormai da qualche anno si stanno studiando i cosiddetti motori adiabatici , praticamente sono motori che lavorano ad una temperatura piu' alta in modo da aumentare il rendimento ,
naturalmente si devono usare acorgimenti particolari:
i pistoni hanno il cielo riportato in materiale ad alta resistenza termica( ceramica),
stessa cosa con la camera di combustione , condotti di scarico ricoperti internamente con materiale ceramico ecc.
Uno dei problemi e' la lubrificazione , che ad alta temperatura va in crisi.

snowstorm

Esperto di Meccanica

Ranking: 1771

12884472

12884472 Inviato: 12 Gen 2012 0:22

l'idea di base non è male, ci avevo pensato anche io ma non mi sono messo a fare dei conti.
La maggior parte del calore che si produce dalla combustione viene dissipata sia dal radiatore che dai gas di scarico.

Se il rendimento utile del motore è del 25%, questo significa che circa il 65% se ne va in calore dissipato.
Se si riuscisse a tenere il tutto a bassa temperatura ci sarebbe quindi un bel vantaggio potenziale.

Alcuni problemi: tanta più acqua si mette in camera di combustione, quanto peggio avverrà la combustione. Sicuramente sarà molto lenta e poco completa. Penso che sia il problema più grande.
corrosione: acqua e metalli e alte temperature (almeno 100°) non vanno mai d'accordo.
Tanto più si alza la pressione, quanta più alta deve essere la temperatura per far bollire l'acqua

P.S. in fin dei conti si tratterebbe di un ciclo a vapore (che è tutt'altro che cosa stupida) dove il riscaldamento avverrebbe in maniera istantanea.
Se non ci fossero problemi di tempi di riscaldamento, variazione della potenza, ecc, credo che tutte le automobili funzionerebbero a vapore.

AndreaNSR125

250 Champ

Ranking: 2618

12884576

12884576 Inviato: 12 Gen 2012 7:13

Beh,allora ci potrebbe essere un altra soluzione,un primo cilindro che con normale ciclo a benzina scalda,un liquido e un raffreddamento studiati per girare "più in alto" e un secondo cilindro,che viene scaldato dai gas di scarico e dal calore della combustione del primo e funziona a vapore.
Anche se a quel punto mi sa che si otterrebbero coppie di 400 Nm,fantastiche per un burn out ma poco gestibili. Inoltre due cilindri da 20 cm...bè lo spazio è tiranno.
Nelle vaporiere i cilindri NON avevano un cambio ma azionavano direttamente le ruote,quindi la coppia c'era...Ma comunque si parla di cilindri anche di mezzo metro di diametro.
Il discorso di fare entrare acqua e benzina nello stesso cilindro mi sfagiola abbastanza poco.
Anche perchè,il rischio di bagnare la candela sarebbe tangibile.
Effettivamente l'energia che si spreca è tanta (basta guidare un harley in città d'estate) essendo un motore a raffrddamento diretto ti cuoci!

Doc_express

Impennata

Ranking: 320

12887618

12887618 Inviato: 12 Gen 2012 22:00

credo di non aver capito bene la discussione ma se si usasse dell etanolo come combustibile non si potrebbero sfruttare le sue proprietà di evaporazione e di abbattimento del calore

Mikgod88

Super Sport

Ranking: 662

12888414

12888414 Inviato: 13 Gen 2012 8:58

Credo che ci sarebbe anche il problema di mettere acqua in un posto che oltre a dover venire lubrificato, poi devi mettere benzina, e forse gli eventuali residui di acqua/vapore acqueo si mischierebbero alla benza nel cilindro.
L'unico modo per costruire un motore senza raffreddamento è quello di utilizzare un materiale che non ha bisogno di essere raffreddato, ad esempio se riesci a costruire un motore completamente in ceramica credo che tu possa benissimo fare a meno del raffreddamento.

biondob

Foglio Rosa

Ranking: 0

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