In cosa consiste la tecnologia?

[Guest frallog]

Non so voi, ma in me su vanno delineando delle precise lineeguida in merito. La nota sul motore dell'honda S2000 e' un preciso punto di partenza che va proprio in questa direzione.

Come qualcuno ha notato su questo forum, e' relativamente facile trovare la potenza incrementando il numero dei giri. Infatti incrementando il numeri di giri si incrementa il potenziale chimico immesso nei cilindri per unita' di tempo e dunque, a meno del rendimento globale ng, il lavoro meccanico per unita' di tempo e cioe' la potenza meccanica ricavata.

E' proprio su ng mi voglio soffermare un attimo, perche' e' proprio su questo complesso parametro che si nasconde molta della tecnologia dei motori volumetrici a combustione interna.

Lo faccio, sia ben chiaro da profano, da appassionato, non certo da esperto competente. Quindi scusate a priori tutte le eventuali amenita'.

Per un ciclo reale, la catena dei rendimenti e' data dalla semplice composizione (cioe' dal prodotto) dei singoli rendimenti:

detti:

ng = rendimento globale

nb = rendimento della combustione

nr = rendimento del ciclo reale

ni = rendimento del ciclo ideale

nl = rendimento del ciclo limite

nm = rendimento meccanico

si ha:

nr = nl ni

e

ng = nb nr nm = nb nl ni nm

Allora dove si nasconde la tecnologia?

nei vari rendimenti. forse molto piu' che nella ricerca del numero di giri. cioe' io dico che ricercare la potenza a minor numero di giri e' cosa assai piu' saggia che ricercare la potenza innalzando il numero di giri.

certo e' difficile, come fare?

con forme particolari della camera di scoppio, materiali a basso attrito, motori con elevato rapporto di compressione, motori a turbina.

in sintesi io distinguo fortemente sulla tecnologia che definiremo del rendimento globale (che per me ha molto senso) e la tecnologia del numero di giri (che per me ha molto meno senso).

apriamo ancora una parentesi e poi vi lascio. non e' un caso che io sia uno scettico nei confronti della fia, quando per ridurre i costi della f1 ha semplicemente imposto delle regole sulla durata del motore. non e' cosi' che secondo me si riducono i costi del motore. infatti i costi aumentano sempre nella direzione della ricerca di motori che abbiano le stesse elevate prestazioni e durino di piu'. mlto meno senso)a allora, non era piu' semplice, piu' saggio, piu' realistico imporre dei limitatori di giri tarati e verificati dalla federazione allo scopo di ridurre i costi? e chi riusciva ad ottenere che so a 15000 giri/min piu' potenza degli altri, quello si' che aveva piu' tecnologia davvero. quando mai una tecnologia dei pistoni e dell'alimentazione da 20000 giri/min potra' essere applicata sui motori di tutti i giorni? che i tempi di Drake che meravigliava il mondo con un motore da 60 giri/min, (tecnologia quella si' facilmente diffondibile) sono lontani.

nella nota seguente (per chi volesse tediarsi un po') vado a esporre le mie idee (forse sbagliate!) in merito alle entita' fisiche legate alla catena dei rendimenti sopra mensionata.

opinioni in merito sono gradite.

Regards,

Francesco

[Guest frallog]

nb, rendimento della combustione.

Quanta della miscela riesce ad essere effettivamente bruciata? Che rapporto di aria/benzina stiamo utilizzando? siamo sopra o sotto il valore stechiometrico? stiamo utilizzando miscele ricche o magre? stiamo utilizzando miscele magre al punto che una buona parte della camera di scoppio e' permeata da miscela al di sotto del limite di infiammabilita'? se e' questo il caso ci sara' anche un sistema per innescare turbolenze allo scopo di ottenere filetti di miscela ricca all'interno di una miscela che da sola sarebbe sotto il limite di infiammabilita'.

Allora qui la tecnologia dov'e'?

secondo me, e ripeto secondo me, nella combustione (isotropa ed) omogenea di miscele povere. di per se' parrebbe un non senso, ma basti pensare che la mercedes sta dedicando molto del suo sviluppo motoristico in questa direzione

nr rendimento del ciclo reale.

e veniamo al rendimento dei cicli ideale e limite.

il ciclo ideale e quello che considera il motore privo di dispersioni di calore ed il gas interno come un gas perfetto. una delle vie in questo senso e' la ricerca della soglia massima del rapporto di compressione. si puo' mostrare che per un motore a ciclo otto il rendimento ideale e' in relazione al rapporto di compressione. certo non si puo' andare oltre certi limiti, a meno di non instaurare dei pericolosissimi fenomeni di detonazione, ma a questo si potrebbe ovviare direttamente con i futuri hcci che vedranno l'iniezione della benzina avvenire direttamente ad alta pressione nella camera di scoppio e l'esplozione avvenire come per il diesel per sopraggiunto superamento del limite di infiammabilita' spontanea. in questo gia' i motori ad iniezione diretta iniziano a giocare un ruolo importante.

Per quanto riguarda il ciclo limite, quello che per inciso vede un gas reale inserito in una macchina ideale e' chiaro che molto del calore prodotto auto alimenta il surriscaldamento del gas interno, calore che poi viene disperso semplicemente perche' la miscela calda combusta viene espulsa. Come fare per perdere meno calore? in questo caso ci potrebbe venire incontro una tecnologia a cui pare che molti si affideranno quando si inneschera' la richiesta dell'euro5: il turbo. non e' un caso infatti che la turbina sfrutta proprio il calore prodotto dai gas combusti per effettuare la compressione a monte. e guarda caso e' noto che i motori a turbina sono molto piu' efficienti dei motori aspirati *** di pari potenza ***. Ed anche l'effetto turbo-lag ormai sta per divenire un lontano ricordo con l'ausilio di attuatori elettrici per le turbine.

nm, il rendimento meccanico.

Qui purtroppo le note sono dolenti, in quanto e' chiaro che molto del calore prodotto da una combustione viene disperso per gradiente termico dalle pareti del motore, nonche' viene assorbito dagli attriti interni, prima di tutto quelli tra le fasce ed il pistone. Qui c'e' solo la ricerca dei materiali a basso attrito (e materiali leggeri per i pistoni) nonche' la ricerca dei lubrificanti. e' chiaro che si puo' crescere in questa direzione, ma crescere significa aumentare esponenzialmente il costo di un motore. e sottolineo non a caso che proprio in caso di aumento dei giri del motore gli attriti crescono e cresce esponenzialmente anche l'assorbimento di energia meccanica.

Regards,

Francesco

[Guest Artemis]

Fare calcoli, Francesco, dice molte cose ma ne nasconde molte altre.

Nello specifico, il rendimento esprime la tecnologia solo dal punto di vista matematico, la punto di vista dell'ottenimento del risultato medio.

In realtà la tecnologia passa per tutta una serie di lavorazioni, scelte progettuali e costi che ne determinano il livello.

Nel caso del motore, preso ad esempio da te, della S2000, il discorso da fare secondo me è un po' meno matematico.

Sapendo infatti che il rendimento termico cresce in modo proporzionale alla potenza specifica, e che il rendimento meccanico cresce in maniera inversamente proporzionale ai giochi di lavorazione, se ne deduce che il rendimento di tale motore è ai massimi livelli.

Ed infatti le rilevazioni dimostrano che è così.

La potenza assorbita dagli attriti interni è bassissima, paragonabile ad un motore da corsa, e quella assorbita dalla trasmissione è percentualmente la metà di quella assorbita da una trasmissione di quelle che abbiamo in italia.

La Tecnologia, come dice la parola stessa, è un discorso pratico.

Per vedere quanto è tecnologico un motore bisogna armarsi calibro e strumenti di prove ed andare a vedere la durezza delle leghe, il loro peso specifico, i giochi di lavorazione, i giochi di assestamento, e molti altri parametri.

Tu fai, giustamente, una valutazione termodinamica del amotore in oggetto.

E posso essere d'accordo con tale valutazione in quanto giusta, ma non c'entra nulla con la tecnologia del motore stesso.

Nel caso della S2000 abbiamo un motore il cui grado di affinamento tecnologico è paragonabile a quello della 360modena, con la differenza che l'uso di alcune leghe più sofisticate sulla S2000 ne permettono una maggiore durata rispetto al motore ferrari.

un paragone con un altro motore di quella cubatura in commercio è assolutamente fuori discussione, così come è ingiusta una valutazione sulla base dei rendimenti teorici, in quanto tale motore rappresenta una scelta tecnica, in fatto di filosofia e budjet allocato per lo sviluppo, del tutto particolare.

Poi, fra l'altro, io sinceramente non capisco perchè tu ce l'abbia tanto con questo motore. ad un appassionato di tecnologia come te, che hai sempre tante idee e tante trovate, una struttura come quella di questo motore dovrebbe entusiasmarti, ed invece non fai altro che attaccarla.

Sinceramente questo me lo sono sempre chiesto.

ciao ciao!

[Guest frallog]

Comunque io ho iniziato ad attaccare quel motore da quando ho scoperto che con una piu' tecnologia molto piu' semplice arrivi a 212cv perdendone solo 28. E' da quel momento che ho iniziato a pensare "ma qui non e' che qualcuno mi sta imbrogliando?"

per il resto io sono assolutamente convinto che l'S2000 sia un motore ad

alta tecnologia. tra l'altro ho anche asserito che per tirare il collo al jts fino agli 8300 giri ci volevano materiali e lavorazioni differenti, figurati (alleggerire i pistoni, bielle ed albero motore, ridurre gli attriti delle fasce e di tutti gli organi che fanno il lavoro passivo di pompaggio.....)

comunque questo discorso voleva essere scollegato dal motore S2000, volevo solo precisare che la tecnologia della potenza ha due aspetti, quella del rendimento e quella del numero di giri, e che io preferisco di gran lunga quella del rendimento.

sempre con tutto il rispetto Artemis.

Best regards a te Artemis,

Francesco

[Guest Artemis]

Comunque io ho iniziato ad attaccare quel motore da quando ho scoperto che con una piu' tecnologia molto piu' semplice arrivi a 212cv perdendone solo 28. E' da quel momento che ho iniziato a pensare "ma qui non e' che qualcuno mi sta imbrogliando?"

per il resto io sono assolutamente convinto che l'S2000 sia un motore ad

alta tecnologia. tra l'altro ho anche asserito che per tirare il collo al jts fino agli 8300 giri ci volevano materiali e lavorazioni differenti, figurati (alleggerire i pistoni, bielle ed albero motore, ridurre gli attriti delle fasce e di tutti gli organi che fanno il lavoro passivo di pompaggio.....)

Non sarebbe comunque la stessa cosa.

La cosa veramente fantastica di tale motore è che fa tutto questo con però scelte progettuali che permettano il normale uso da tutti, anche ai regimi più bassi, uniti ad una economia d'utilizzo ai bassi regimi da fare invidia anche a motori con 100cv di meno.

Sta li la vera raffinatezza.

Se prendessi una JTS e, come hai giustamente detto tu, alleggerissi tutto per tirarlo a 8300giri non sarebbe comunque la stessa cosa.

Otterresti un motore scorbutico ed irregolare in basso, con un minimo relativamente alto (e non 750giri come la S2000), con una corva di coppia da far ridere i polli.

Il motore in oggetto è appunto l'unico, ma veramente l'unico, in grado di unire ad un altissima potenza specifica, un ottima elasticità di marcia (riprese in 6° da 1000giri pastosissime e senza alcuna vibrazione parassita, coppia disponibile all'80% fin da 3000giri), una durevolezza invidiabile, ed un ottima omologazione in fatto di emissioni.

e, fissato tutto questo, è uno dei 2 litri più economici in circolazione sui cicli standard.

volevo solo precisare che la tecnologia della potenza ha due aspetti, quella del rendimento e quella del numero di giri, e che io preferisco di gran lunga quella del rendimento.

Per la tecnologia del rendimento servirebbe una corsa lunga, un anticipo molto basso, e materiali pesanti basso-conducenti, per evitare perdite termiche, proprio come la ghisa.

uhm... no, io preferisco di gran lunga la tecnologia del numero di giri

sempre con stima,

[Guest frallog]

Non mi hai detto nulla sulla f1 e la mia idea del limitatore di giri. Che te ne pare, non sarebbe una via percorribile?

(Soprattutto considerando che il Ferrari F1 ha una potenza specifica di 295cv/litro a 19100 giri corrispondenti a 130cv/litro a 8300 giri, il che significa che il Ferrari F1 ha una tecnologia della potenza basata sul rendimento molto simile a quella dell'Honda S2000!)

Regards,

Francesco

[Guest Artemis]

Non mi hai detto nulla sulla f1 e la mia idea del limitatore di giri. Che te ne pare, non sarebbe una via percorribile?

(Soprattutto considerando che il Ferrari F1 ha una potenza specifica di 295cv/litro a 19100 giri corrispondenti a 130cv/litro a 8300 giri, il che significa che il Ferrari F1 ha una tecnologia della potenza basata sul rendimento molto simile a quella dell'Honda S2000!)

Regards,

Francesco

Quella del limitatore di giri non l'ho letta, vado a vedermela sul forum F1.

Il fatto che il motore della Ferrari F1 abbia una tale potenza specifica a quel regime di fa rendere conto di come è fatto il motore della S2000.

Tra le altre cose, come ho più volte ripetuto, il motore della S2000 è anche molto più struttabile.

ciao ciao!

[Guest frallog]

..... comunque la potenza specifica normalizzata ai giri l'ho ottenuta semplicemente dal rapporto tra 19100 e 8300 e considerando una potenza specifica di 295cv/litro a 19100 giri.

Questo processo di normalizzazione sul numero di giri e' possibile in via teorica per la formula che asserisce che la potenza e' pari alla pme per la cilindrata totale per il numero di giri per il rendimento organico (naturalmente nella pme c'entra il rendimento globale).

Ma magari il ferrari F1 non e' neanche in grado di girare ad 8300 giri/min.

E' in via teorica che effettuo questa normalizzazione.

Best Regards,

Francesco

[Guest Artemis]

..... comunque la potenza specifica normalizzata ai giri l'ho ottenuta semplicemente dal rapporto tra 19100 e 8300 e considerando una potenza specifica di 295cv/litro a 19100 giri.

Questo processo di normalizzazione sul numero di giri e' possibile in via teorica per la formula che asserisce che la potenza e' pari alla pme per la cilindrata totale per il numero di giri per il rendimento organico (naturalmente nella pme c'entra il rendimento globale).

Ma magari il ferrari F1 non e' neanche in grado di girare ad 8300 giri/min.

E' in via teorica che effettuo questa normalizzazione.

Best Regards,

Francesco

Si, avevo capito il sistema con cui avevi tirato fuori tale potenza.

E' chiaro che tale normalizzazione è un estrazione puramente teorica.

Tuttavia trovo che sia sufficientemente indicativa per il livello tecnologico del motore.

L'aumento del regime dipende dagli alleggerimenti, ma la maggiorparte della reistenza delle leghe dipende dalla pressione, fattore che viene rispettato in una normalizzazione di questo tipo.

ciao ciao!

[Guest Artemis]

apriamo ancora una parentesi e poi vi lascio. non e' un caso che io sia uno scettico nei confronti della fia, quando per ridurre i costi della f1 ha semplicemente imposto delle regole sulla durata del motore. non e' cosi' che secondo me si riducono i costi del motore. infatti i costi aumentano sempre nella direzione della ricerca di motori che abbiano le stesse elevate prestazioni e durino di piu'. mlto meno senso)a allora, non era piu' semplice, piu' saggio, piu' realistico imporre dei limitatori di giri tarati e verificati dalla federazione allo scopo di ridurre i costi? e chi riusciva ad ottenere che so a 15000 giri/min piu' potenza degli altri, quello si' che aveva piu' tecnologia davvero. quando mai una tecnologia dei pistoni e dell'alimentazione da 20000 giri/min potra' essere applicata sui motori di tutti i giorni?

Concordo con la perfetta inutilità nel mondo normale di motori da 20000giri, ma non concordo con il fatto che una limitazione di giri possa limitare i costi.

Si creerebbe invece, secondo me, una corsa alle leghe alleggerite e ad altri particolari sofisticati, che aumenterebbero a dismisura i costi.

Secondo me è più percorribile la soluzione che limita la portata d'aria ad un massimo in volume, come sulle F3.

Questo si che lascia spazio ai progettisti di fare molte scelte per migliorare un motore in molti modi diversi.

Si avrebbe soluzioni spesso anche contrastanti, con più varietà e minori costi, alla fine.

La tecnologia troppo raffinata alla fine moltiplica i costi, secondo me.

ciao ciao!