[RISOLTO] Spinotto ammortizzato. Cosa ne pensate?

[Guest frallog]

Le frequeze di risonanza di un oggetto così massiccio come il gruppo pistone spinotto (se resi sospesi) sono ovviamente abbastanza basse da incrociare frequenze di forzanti presenti nel motore: vorrei ricordarti che non c'è solo il regime di rotazione (che comunque quadrtuplica tranquillamente il suo valore), ma ci sono anche le vibrazioni dei gas in espansione, quelle dei gas in aspirazione e in scarico.

Quindi un corpo "sospeso" come quello che prevedi tu, hapiù che il rischio di andare in risonanza durante le innumerevoli condizioni di funzionamento.

E poi non vedo quale sia il vantaggio di rendere pesante più del doppio il gruppo pistone-spinotto.

Che e' difficile lo so, ma secondo me si potrebbe fare. Forse cresce un po' il peso del pistone (che e' un po' piu' lungo per evitare scampanamenti e che ha uno spinotto in piu) ma si dimezza il peso di un elemento dinamico di gran lunga piu' pesante: l'albero motore.

Regards,

Francesco 8)))

[cbwin]

No Cbwin3 le guide sono scavate all'interno delle pareti del pistone, non del cilindro.

Regards,

Francesco 8)))

si l'ho capito non appena ho dato l'ok per inviare il messaggio. Avevo letto di fretta.

Cmq bentornato

[Guest frallog]

Grazie Cbwin3.

Vorrei sottolineare anche come questa tecnologia consenta di avere motori a benzina a piu' alto rendimento. Infatti il rapporto di compressione puo' essere spinto anche a limiti pericolosi come 12:1 o 12.5:1, e questo ***entro certi limiti*** anche con benzine non particolarmente ricche di ottani. Il motivo e' semplice, infatti ***entro certi limiti*** con questa tecnologia non si teme la naturale insorgenza di fenomeni di detonazione. Supponiamo che con una normale benzina alla pompa e con un rapporto 12.5:1 ci sia statisticamente una detonazione ogni mille cicli di scoppio. La situazione puo' evolvere in due modi:

a) male:

- la detonazione avviene parecchio prima che il pistone abbia raggiunto il punto morto superiore (cosa altamente improbabile)

- il cielo del pistone si abbassa comunque comprimendo la molla di quel paio di centimetri che costituiscono il suo giogo

- l'energia cinetica dell'albero a gomiti non e' sufficiente per portare il pistone fino al PMS

- il pistone si puo' spaccare o comunque puo' dare adito a coppia controrotante.

bene:

- la detonazione avviene appena prima che il pistone abbia raggiunto il punto morto superiore (cosa comunque improbabile, una volta su mille cicli come si e' detto)

- il cielo del pistone si abbassa comunque comprimendo la molla di quel paio di centimetri che costituiscono il suo giogo, e la pressione sul cielo del pistone si abbassa di conseguenza.

- l'energia cinetica dell'albero a gomiti e' sufficiente per portare il pistone fino al PMS e dunque fargli superare la fase.

- Superato il PMS il pistone riprende la sua naturale fase di spinta, spinta a cui contribuisce anche lo scaricarsi della molla.

Naturalmente sta al progettista fare in modo che ci si trovi sempre nella situazione (.

Nuove opinioni in merito sono gradite.

Regards,

Francesco 8)))

[neogene]

A parte il fatto che è molto complicato, ma si andrebbe ad ottenere una camera di combustione a cilindrata variabile, con rapporto di compressione non costante... l'albero motore è vero che è pesante ma con i sistemi di ancoraggio odierni (non siamo più a 3 perni di banco su un 4 cilindri ), le lavorazioni e i lubrificanti otteniamo coefficienti di attrito molto bassi, mentre con questo sistema si può notare subito un inalzamento degli strisciamente pistone canna cilindro (specie con componenti di forze inclinate).

Il sistema è inoltre inapplicabile su motori troppo prestanti dove troviamo pistoni a due segmenti anzichè a tre (ma anche a tre, non è questo il punto) che sono molto più piccoli proprio per dare una risposta immediata.

Qualche vantaggio c'è, ma anche i contro.

ciao!!

[Guest frallog]

Mah, egregio Neogene, mi sembra di capire che le tue perplessita' sono sulla lubrificazione delle parti per i motori sportivi. Beh la Ferrari pare abbia risolto tutti i problemi con dei veri e propri iniettori di lubrificanti diretti dal basso verso l'alto. E' chiaro che a questo punto non ci vuole molto a dirigere alcuni iniettori sugli spinotti.

Certo e' complicato, nessuno lo nega, ma non e' che non si puo' fare.

Regards,

Francesco 8)))

[Guest frallog]

Ah la cilindrata non e' variabile perche' al PMI le molle sono sempre tese al massimo perche' la pressione li' e' poca.

Regards,

Francesco 8)))

[Regazzoni]

Grazie Cbwin3.

Vorrei sottolineare anche come questa tecnologia consenta di avere motori a benzina a piu' alto rendimento. Infatti il rapporto di compressione puo' essere spinto anche a limiti pericolosi come 12:1 o 12.5:1, e questo ***entro certi limiti*** anche con benzine non particolarmente ricche di ottani. Il motivo e' semplice, infatti ***entro certi limiti*** con questa tecnologia non si teme la naturale insorgenza di fenomeni di detonazione. Supponiamo che con una normale benzina alla pompa e con un rapporto 12.5:1 ci sia statisticamente una detonazione ogni mille cicli di scoppio. La situazione puo' evolvere in due modi:

a) male:

- la detonazione avviene parecchio prima che il pistone abbia raggiunto il punto morto superiore (cosa altamente improbabile)

- il cielo del pistone si abbassa comunque comprimendo la molla di quel paio di centimetri che costituiscono il suo giogo

- l'energia cinetica dell'albero a gomiti non e' sufficiente per portare il pistone fino al PMS

- il pistone si puo' spaccare o comunque puo' dare adito a coppia controrotante.

bene:

- la detonazione avviene appena prima che il pistone abbia raggiunto il punto morto superiore (cosa comunque improbabile, una volta su mille cicli come si e' detto)

- il cielo del pistone si abbassa comunque comprimendo la molla di quel paio di centimetri che costituiscono il suo giogo, e la pressione sul cielo del pistone si abbassa di conseguenza.

- l'energia cinetica dell'albero a gomiti e' sufficiente per portare il pistone fino al PMS e dunque fargli superare la fase.

- Superato il PMS il pistone riprende la sua naturale fase di spinta, spinta a cui contribuisce anche lo scaricarsi della molla.

Naturalmente sta al progettista fare in modo che ci si trovi sempre nella situazione (.

Nuove opinioni in merito sono gradite.

Regards,

Francesco 8)))

Scusa, ma man mano che aggiungi dettagli la cosa perde sempre più senso: una corsa di ammortizzazione di 2 cm, oltre a far diventare il motore più alto di almeno 3 o 4 centimetri, fa trplicare o quadruplicare il peso del pistone.

Inoltre avresti una camera di compressione con una cilindrata incontrollabile: con il pistone che può alterare la cilindrata del 20-25% e la dimensione della camera di combustione del 100-200% non funzionerebbe più niente.

Avresti il pistone che al PMS rischia di comprimersi (quindi non avresti più il rapporto di compressione stabilito, ma ne avresti uno anche inferiore a quello di un motore normale) alterando la dimensione della camera di combustione (che ti ricordo è circa un decimo della cilindrata.

Se poi cerchi di prevedere la compressione del pistone e fai la camera di combustione più piccola, facendo arrivare più in alto il pistone, rischi seriamente che il pistone, vibrando sbatta contro il cielo del cilidro e si grippi tutto.

Non vedo poi perchè avere dei motori che lavorino con frequenti battiti in testa: questi generano comunque degli urti contro le pareti del cilindro e le valvole (perchè si tratta di onde di pressione e l'ammortizzazione non le previene) e anche contro il pistone facendolo vibrare, qualsiasi rigidezza tu abbia stabilito, proprio perchè si tratta di una sollecitazione impulsiva: una martellata insomma.

[Guest frallog]

Scusa, ma man mano che aggiungi dettagli la cosa perde sempre più senso: una corsa di ammortizzazione di 2 cm, oltre a far diventare il motore più alto di almeno 3 o 4 centimetri, fa trplicare o quadruplicare il peso del pistone.

Si' ok due centimetri sono troppi. Un centimetro.

Inoltre avresti una camera di compressione con una cilindrata incontrollabile: con il pistone che può alterare la cilindrata del 20-25% e la dimensione della camera di combustione del 100-200% non funzionerebbe più niente.

No. Ho gia' specificato che le molle sono durissime reggono 30-40 bar di pressione in massima estensione. Dunque in tutte le situazioni sono sempre estese al massimo, ivi compresa la fase di compressione. Dunque sia la cilindrata che la camera di scoppio sono le stesse. L'unica fase in cui esse si comprimono e' quando ricevono i 70-80 bar di pressione iniziale dello scoppio.

Avresti il pistone che al PMS rischia di comprimersi (quindi non avresti più il rapporto di compressione stabilito, ma ne avresti uno anche inferiore a quello di un motore normale) alterando la dimensione della camera di combustione (che ti ricordo è circa un decimo della cilindrata.

Se poi cerchi di prevedere la compressione del pistone e fai la camera di combustione più piccola, facendo arrivare più in alto il pistone, rischi seriamente che il pistone, vibrando sbatta contro il cielo del cilidro e si grippi tutto.

Vedi sopra.

Non vedo poi perchè avere dei motori che lavorino con frequenti battiti in testa: questi generano comunque degli urti contro le pareti del cilindro e le valvole (perchè si tratta di onde di pressione e l'ammortizzazione non le previene) e anche contro il pistone facendolo vibrare, qualsiasi rigidezza tu abbia stabilito, proprio perchè si tratta di una sollecitazione impulsiva: una martellata insomma.

Non sono frequenti, io ho detto 1 su 1000 (uno al minuto) ma anche di piu'. Il tutto serve solo per avere dei rapporti di compressione piu' spinti, con benzina dalle caratteristiche non eccezionali.

Grazie comunque per i preziosi dettagli della tua risposta Regazzoni, e per la tua pazienza.

Regards,

Francesco 8)))

[Regazzoni]

No. Ho gia' specificato che le molle sono durissime reggono 30-40 bar di pressione in massima estensione. Dunque in tutte le situazioni sono sempre estese al massimo, ivi compresa la fase di compressione. Dunque sia la cilindrata che la camera di scoppio sono le stesse. L'unica fase in cui esse si comprimono e' quando ricevono i 70-80 bar di pressione iniziale dello scoppio.

Ti chiarisco il comportamento di un elemento elastico, nella fattispecie una molla: se la molla è progettata per deformarsi di 10 mm sotto una forza dovuta a 80 bar, si deformerà di 5 mm sotto una forza dovuta a 40 bar (poichè l'area è la stessa e la forza è proporzionale alla pressione); e si deformerà di 1 mm per pressioni di 8 bar.

L'unico modo di far lavorare una molla "solo da un certo punto" è precaricarla, cioè montarla in modo che rimanga già schiacciata in fase di utilizzo e si possa solo schiacciare di più. Qual'è però il problema? La molla si comprime quando arriva una forza superiore ad una certa soglia, ma quando la forza diminuisce la molla torna indietro e quando arriva nella posizione in cui è stata montata, non può continuare ad oscillare, ma va a sbattere contro il fermo che la tiene precaricata e restituisce al sistema (e quindi alla biella e all'albero a gomiti) tutta l'energia che aveva accumulato comprimendosi in un unico urto.

Il risultato è che per attutire un urto, ottieni un altro urto che è superiore a quello che elimini perchè all'energia del primo si aggiunge l'energia cinetica dell'elemento sospeso che ritorna in posizione.

[Guest frallog]

Ti chiarisco il comportamento di un elemento elastico, nella fattispecie una molla: se la molla è progettata per deformarsi di 10 mm sotto una forza dovuta a 80 bar, si deformerà di 5 mm sotto una forza dovuta a 40 bar (poichè l'area è la stessa e la forza è proporzionale alla pressione); e si deformerà di 1 mm per pressioni di 8 bar.

Gia' F=-kx ok, ma era chiaro che il mio era un discorso di ordine zero. Il punto e' che il volume della camera di scoppio e' 1/12 del volume dell'intero cilindro. Il punto e' proprio questo. A meta' della corsa di discesa il volume della camera e' diventato 1/2 e la pressione dunque da 80 bar e' scesa a:

80/(1/2 / 1/12) = 80 / (12/2) = 80/6 = 13.3 bar

dunque gia' a meta' della discesa della corsa la nostra molla ha gia' raggiunto un'estensione notevole infatti si ha:

F1=-K x1

F2=-K x2

=>

F1/A = P1 = -K/A x1

F2/A = P2 = -K/A x2

=>

P1/P2 = x1/x2

=>

x2 = P2/P1 x1

Questo significa che a meta' della corsa x2=13.333/80 x1 = 0.1666 x1. Quindi se x1 e' 1cm a meta' della corsa durante lo scoppio la molla e' deformata di 1.6mm.

Con un discorso di ordine zero possiamo dunque dire che la molla e' estesa quasi al 100% gia' a meta' della corsa. La stessa deformazione si ha in compressione in quanto la pressione per PV=nrT diventa (***al massimo se T e' lo stesso***) 12bar al punto di massima compressione, e con gli stessi calcoli vedi subito che la camera di scoppio e' quasi la stessa a cui pero' vengono aggiunti 1.5mm. Allora si parte con i ricalcoli per la camera di scoppio. Prima si fa il discorso di ordine zero poi si fa quello di ordine 1, poi si fa il discorso di ordine 2 e cosi' via.

L'unico modo di far lavorare una molla "solo da un certo punto" è precaricarla, cioè montarla in modo che rimanga già schiacciata in fase di utilizzo e si possa solo schiacciare di più. Qual'è però il problema? La molla si comprime quando arriva una forza superiore ad una certa soglia, ma quando la forza diminuisce la molla torna indietro e quando arriva nella posizione in cui è stata montata, non può continuare ad oscillare, ma va a sbattere contro il fermo che la tiene precaricata e restituisce al sistema (e quindi alla biella e all'albero a gomiti) tutta l'energia che aveva accumulato comprimendosi in un unico urto.

Il risultato è che per attutire un urto, ottieni un altro urto che è superiore a quello che elimini perchè all'energia del primo si aggiunge l'energia cinetica dell'elemento sospeso che ritorna in posizione.

Considera anche tre molle due laterali con K identico ed una centrale con K differente. Il tutto per avere l'approssimazione di oscillazioni smorzate con un'unica oscillazione.

Lo sai hai trovato un'ottima idea! La molla alla massima estensione e' precaricata (i vincoli sono sui binari dello spinotto mobile). Cosi' la molla inizia a deformarsi a 30-40bar.

Faccio a mezzi con te dell'idea. Complimenti, hai fatto una critica veramente costruttiva.

Regards,

Francesco 8)))