Bielle curve. Cosa ne pensate?

[Guest frallog]

Qualcuno ha mai provato a realizzare delle bielle un po' curve in basso allo scopo di aumentare il momento di forza del braccio?

Le bielle dovrebbero essere fatte un po' cosi':

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  + Biella con angolo vivo.
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     | =====O
     V   Albero motore

opinioni in merito sono gradite

Regards,

Francesco 8)))

[Guest frallog]

Vorrei sottolineare i vantaggi e gli svantaggi di una biella siffatta.

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  + Biella con angolo vivo.
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     =====O
 <--------->
  Braccio superiore e dunque momento di forza superiore

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  +   O ^
   \ || | Distanza dal basamento identica.
    \|| V

Vantaggi

- Braccio superiore e dunque maggiore coppia

- Distanza inferiore dal basamento identica a quella del braccio dell'albero

Svantaggi

- Minore resistenza della biella alle sollecitazioni lineari

- Minore propensione della biella ad operare ad elevatissimo numero di giri

Opinioni in merito sono gradite

Regards,

Francesco 8)))

[TonyH]

Si spezzano come ridere......

Il buono della biella è che essendo incernierata ai due estremi la maggior parte delle forze si scaricano assialmente, riducendo di molto la flessione.

Così invece introduci un momento flettente mica da poco. Oltretutto essendo incurvata ha già delle tensioni residue al suo interno che peggiorano la situazione....

E' preferibile avere l'albero motore non in linea con i cilindri...in modo che al momento del PMS dell'espansione (quindi di massima forza) la biella sia perfettamente verticale.

[Guest frallog]

Si avevo intuito il problema della fragilita', tra l'altro presentato negli svantaggi. Grazie comunque per la tua preziosa risposta diabolik82.

Regards,

Francesco 8)))

[Guest frallog]

Ok, allora egregio diabolik82 veniamo a una concezione piu' complessa, che ho gia' discusso in passato, su di un'altro forum. All'inizio usai questa tecnica per poter disaccoppiare i moti traslatorio e rotatorio della biella, poi lo utilizzai per eseguire un primo schema di una vettura che poteva variare la cilindrata. Ora lo utilizzo semplicemente per aumentare la coppia pur rimanendo con l'albero motore molto compatto, con l'asse abbastanza vicino alla base (questo ad esempio e' importante in una F1). Si ha allora:

        ======== pistone
           /
           |
           /
          |
          / Biella primaria
         |
         /
        |
      //--------\
     / |         \
    | /           |
    ||  |  O      |
    |   \         | Ruota di accoppiamento Il momento di forza
     \   |       /  ovvero la coppia raddoppia a causa del fatto
      \--\------/   che la distanza dall'asse centrale e' la meta'
          |
          |  
           \  Biella secondaria
            |
           \ \
            \ \ Braccio dell'albero motore
             \ \
              O

Nota, nel disegno le bielle sono dritte, ma poste obliquamente, solo che al solito i mezzi per disegnare sono scarsi.....

In questo modo variando i rapporti sulla ruota d'accoppiamento si aumenta o si diminuisce la coppia espressa all'albero motore. Va da se' che nel caso specifico esposto, caso in cui il rapporto tra le corse delle due bielle e' 2:1, la lunghezza dell'albero motore deve essere la meta' della corsa totale del pistone.

Regards,

Francesco 8)))

[Blade]

aggiungere un tale meccanismo aumenta complessità, peso, e riduce notevolmente l'affidabilità.

[Regazzoni]

Ok, allora egregio diabolik82 veniamo a una concezione piu' complessa, che ho gia' discusso in passato, su di un'altro forum. All'inizio usai questa tecnica per poter disaccoppiare i moti traslatorio e rotatorio della biella, poi lo utilizzai per eseguire un primo schema di una vettura che poteva variare la cilindrata. Ora lo utilizzo semplicemente per aumentare la coppia pur rimanendo con l'albero motore molto compatto, con l'asse abbastanza vicino alla base (questo ad esempio e' importante in una F1). Si ha allora:

        ======== pistone
           /
           |
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          / Biella primaria
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    |   \         | Ruota di accoppiamento Il momento di forza
     \   |       /  ovvero la coppia raddoppia a causa del fatto
      \--\------/   che la distanza dall'asse centrale e' la meta'
          |
          |  
           \  Biella secondaria
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           \ \
            \ \ Braccio dell'albero motore
             \ \
              O

Nota, nel disegno le bielle sono dritte, ma poste obliquamente, solo che al solito i mezzi per disegnare sono scarsi.....

In questo modo variando i rapporti sulla ruota d'accoppiamento si aumenta o si diminuisce la coppia espressa all'albero motore. Va da se' che nel caso specifico esposto, caso in cui il rapporto tra le corse delle due bielle e' 2:1, la lunghezza dell'albero motore deve essere la meta' della corsa totale del pistone.

Regards,

Francesco 8)))

A parte il fatto che la bielle deve essere dritta in quanto il concetto di biella presuppone che sia caricata assialmente quindi curvarla è totalmente inutile (e non amulente la coppia).

Se proprio vuoi aumentare la coppia del motore, ti svelo un segreto: usa una marcia più corta.

L'effetto che tu vuoi ottenere, è il medesimo che si ottiene usando un rapporto di trasmissione più corto: in parole povere scalare una marcia (se stai guidando).

Oltretutto il meccanismo che tu stai indicando non aumenta affatto la coppia: se dimessi il braccio sulla seconda biella avrai una forza di spinta doppia, ma visto che la coppia è forza per braccio, la coppia che arriva dalla prima biella è la stessa che se ne và con la seconda biella.

Quello che entra esce, conservazione dell'energia.

[Guest frallog]

Assolutamente no Regazzoni. E' un banale calcolo di momento di forza (il principio di Archimede) e la conservazione dell'energia non c'entra un bel nagot. Se usi un braccio lungo la meta' il momento di forza sara' irrevocabilmente il doppio. E' lo stesso principio su cui si basa, ad esempio, lo schiaccianoci.

Regards,

Francesco

[Regazzoni]

Assolutamente no Regazzoni. E' un banale calcolo di momento di forza (il principio di Archimede) e la conservazione dell'energia non c'entra un bel nagot. Se usi un braccio lungo la meta' il momento di forza sara' irrevocabilmente il doppio. E' lo stesso principio su cui si basa, ad esempio, lo schiaccianoci.

Regards,

Francesco

Chiariamo le idee.

1) lasciamo stare Archimede, che si occupa di corpi immersi nei fluidi e non di coppie e bracci.

2) lo schiaccianoci funziona in base al principio della leva: non aumenta la coppia, ma aumenta la forza. Se applichi una forza F ad una distanza d dal perno potrai bilanciarla con una doppia (2F) ad una distanza pari a d/2 dal perno.

Tutto ciò proprio perchè la coppia rimane costante F x d = 2F * d/2.

3) il primo esempio di biella curva che porti non altera nessuna forza o coppia o quant'altro: una biella può avere qualsiasi forma (barra, boomerang, carciofo, coniglietto ecc..), ma il suo comportamento dipende solo ed esclusivamente da dove si trovano le due estremità (i perni).

4) il secondo esempio non aumenta la coppia e ti spiego perchè.

Immagino che l'elemento rotante intermedio sia agganciato al motore (e quindi possa solo ruotare e non andarsene in giro.

La prima biella, che collega il pistone all'elemento rotante intermedio, è imperniata ad una distanza r dal centro di quest'ultimo. Imprime una certa forza radiale F sul perno.

La seconda biella è imperniata ad una distanza r/2 dal centro dell'elemento rotante intermedio. Quindi verrà spinta con una forza radiale 2F (principio della leva).

Ma dove è imperniata l'altra estremità della seconda biella?

Tu dirai, all'albero a gomiti.

Quale raggio ha il l'attacco della biella all'albero a gomiti?

Tu mi dirai: quello che decido io. E qui stà il primo errore: per come è costruito, il sistema elemento rotante-seconda biella-albero a gomiti può essere ricondotto ad uno schema detto "quadrilatero deformabile".

Si dà il caso che, per semplice geometria, le due parti rotanti (elemento rotante intermedio e albero a gomiti) devono avere la stessa lunghezza, perchè entrambe compiano un giro completo, altrimenti una delle due gira e l'altra oscilla avanti e indietro di un cetro angolo.

In pratica le due estremità della seconda biella ruotano con lo stesso raggio.

Quindi la coppia impressa all'albero a gomiti è (forza per braccio) 2F x r/2 = F x r che è la coppia fornita dalla prima biella.

In conclusione, è come se la seconda biella non esistesse: non ha nessun effetto perchè la coppia che arriva dalla prima biella non viene modificata nel percorso aggiuntivo.

In più la seconda biella non ruoterebbe correttamente in quanto avrebbe ben due punti morti instabili, ma questo è troppo complicato da spiegare.

[Guest frallog]

Regazzoni, prima ho sbagliato, il momento e' identico, e' la forza che e' doppia. Comunque c'e' un errore di fondo nel ragionamento. Noi non stiamo parlando di due sistemi equivalenti, stiamo parlando di due sistemi differenti che comunque mantengono una caratteristica fondamentale: l'asse dell'albero motore alla stessa distanza dal suolo. Cosi' i due alberi in teoria sono identici, cambia il fatto che quello semplice e' mosso da un pistone di corsa C pari al doppio della lungezza della manovella dell'albero, quello composto con la ruota d'accoppiamento e' mosso da un pistone di corsa 2C, pur avendo le stesse caratteristiche del primo albero. In questo modo si puo' fare un albero motore compattissimo e altrettanto radente rispetto al basamento, pur avendo un pistone di corsa piu' lunga e dunque un motore che in definitiva ha piu' coppia. Questo torna utile ad esempio in F1 dove attualmente i pistoni arrivano ad avere una corsa di soli 4cm, perche' l'albero motore deve essere piu' basso possibile. Oltretutto, il tutto e' ottenuto senza alcun ingranaggio dentellato, cosa che farebbe disperdere anche considerevolmente la potenza.

Regards,

Francesco 8)))