| Lezione N°5 gli organi esterni del motore.
alcuni di questi organi li abbiamo già spiegati sommariemente nelle lezioni precedenti, ma ora li spiegheremo assieme agli altri i modo dettagliato, ma come per la lezione 4 bisogna aver letto bene tutte le precedenti per capirci qualcoso.
-Sistema di aspirazione Pacco Lammellare - aspirazione diretta - valvola rotante Collettore aspirazione Carburatore Filtro o airbox (cassa filtro)
Allora partiamo dallinterno, come spiegato il pacco lammellare è un incudine, con i lati più lunghi su cui possono essere ricavate varie aperture.. (a seconda di quante ne possiedono si chiamo mono-bi-tri-quadro petalo ecc....) su queste aperture sono fissate avvittate mediante piccole viti (o in alcuni di ultima generazione ad incastro) piccoli fogli, di vari materialei (dallacciaio, al carbonio al kewlar alla vetroresi alla plastica a particolari fibre composite) questi fogli colleggati solo alla base.. fungono da valvole, e chidono o aprono queste aperture.. in comune alle stesse viti in akcuni casi, sono fissati dei supparti precurvati più rigidi, che servono per fermare la lamella nella sua apertura per evitaresopratutto in quelle di carbonio e kewlar molto dure che si snervino, ovvero che si creiono piccole crepe che nn le farebbero più compiere la sua funzione di chiusura perfettamente.
questo pacco lammellare ha la specifica funzione di regolare, comandato dalle depressioni che si creano nel carter, provocate dalla salita e discesa del pistone, la quantita e il momento in cui la miscela aria benzina viene imessa nel carter, leffetto creato dal pistone che fa aproire e chiudere queste lamelle è detto efetto ramjet, è il maggiore responsabile sono anche la controluce. quando il pistone sale e lamelle si aprono, mentre quando scende si chiudono per evitare che la benzina fuoriesca e che ci sia un calo di pressione.
attualmente esistono anche atri tipi di pacco lammellare con svariate forme ed anmgolature a piramidi triangolari, multipli con più cunei eccc
il difetto principale del pacco lammellare risiede nel fatto che agli altissimi regimi di rotazione raggiunti dai motori da competizione, le lamelle sopratutto se troppoo sottili tendono ad entrare in risonanza ovvero le depressionew-pressioni allinterno del carter tendeno a far aprire la lamella ma a ripegarne la punta verso linterno parzializzando il flusso. questo si può in parte ovviare montando lamelle più dure, ovvero più spesse solutamente... sul mercato ne esistono di vari materiali durezze e spesori.. cmq solitamente.. più dura e spessa è minore è lapertura ai giri bassi, e quindi la risposta al gas.. se troppo morbide vicerversa.. se si esagera con la durezza queste nn riescono ad aprirsi completamente nemmeno a igiri più alti e il motore mura.. nn riuscendo a gudagnare giri. per ovviare a questo sstema che come altri permette di dover fare una scelta su quale regime di giri favorire, sono usciti da poco tempo in commercio, pacchi lammellari bistadio, con su ogni lato sovrapposti due serie di lmmelle, quelli più allinterno molto dure, con dei piccoli fori, che vanno a chiudere lamelle più tenere, cosi a i giri bassi si aprono solo queste.. ed oltretutto entra meno crburante evitandoingolfature, mentre al salire dei giri comncia ad aprirsi le primarie più dure che così nn vanno in risonanza.
ricordiamo che questo sistema è generalmente diffuso nei motori con asprazione diretta o semidirettanel carter, ovvero col pacco lammellare che sfocia direttamente dentro al carter o nella parte più bassa del cilindro,come alcunio motori da scooter e 125 stradali.
questo sitema è stato inventato negli 90 dalla yamaha.. per ovviare a sistemi predenti, di cui faremo un piccolo sunto qua sotto.
-Aspirazione diretta o ad abero comandato: In qquesto sistema che ha comune molti svantaggio, ed è ormai in disuso.. la miscela viene iniettata direttamente nel cilindro attrverso un appositaluce, ma deve poi risciendere quando il pistone si muove verso il pmi, entrare neicarter, ed essere poi risucchiata tramite i soli travasi laterali nel cilindro.. quindi la contruluce e prerogativa quasi solo del aspirazione lammellare. lo svantaggio di questa soluzione e la totale assenza di liberta sulle fasature di aspirazione limitando ad un preciso e piccolo range di giri, la resa massima del motore, se si privilegiano gli alti, in basso il motore nn avrò coppia e sarà sommerso da ondate di miscela se si fi vicerversail motore nn prenderà molti giri. altro sistema simile è quello di vichhi motoricome cia e vespa in cui il carburatore e posizionato in fondo al carter dove ruota labero, o lateralmente, sulla spalle dellalbero è ricavata un insenatura che ad ogni giro... va ad aprire un foro presente nelcartere,quindi la benzina viene risucchiata , nel carter... anche qui il difetto e la poco elasticità del motore. questo sistema è però molto simile al sistema che spiego nelle righe sottostanti
-Aspirazirazione ad valvola rotante.
anche qui vi è preesente un foro sul carte, in prossimita delle sacche di travasi, inquesto sistema è presente anche la controluce che pewrò nn ha più la funzione dell effetto ramjet, rispetto al sistema ad alberocomandato.. solitamente limissione è molto più vicina alla travaseria, dunque allbero motore è colleggato un speciale disco rotante, su cui è ricavato un foro appositamente sagomato, che ad ogni giro apre fa entrare la iscela e richiude..con questo sistema usato anche in moto gp, ed in alcuni prototipi di drag 80 e 70... si possono raggiungere regim di rotazioni impossibili con sistema ad aspirazione lamellare, questo sistema nn sovvre di difetti come la risonanza, anche se è chiaro,che questo disco, presentano una piccola massa ma irrilevante rispetto a i benefici che porta. il difetto cmq di questo motore e la poco elasticità del propulsore... leragoione quindi è molto brutale..
-Collettore aspirazione.
altro on è che un tubo che collega il carburatore al pacco lammellare a i carter x laspirazione a valvola rotante, e al cilindro per laspirazione diretta.
può essere di gomma o alluminio... e presenta un lato con linterno più piccolo incui va colleggato il carburatore, e laltro con ua piasta solitamente al cui interno vi è unsostegno in fero, per poterlo colleggare al carter, con due o più bulloni.
per quel che riguarda le superfivci vale il discorso delcarter,qindi va sabbiato, mentre per le carrateristiche geeomertriche, dipende dalle preferenze, uncollettore più lungo, rende in alto uno cortoa igiri bassi.. ma ogni 3 cm di collettore in meno si può avere un aumento di quasi 1 cv , dipende semprepoi da che forma ha.
-Carburatore
questo forse uno degli organi assieme alla marmitta più importanti per un 2 tempi, è un pezo d'arte, rifinito in ogni particolare con tolleraranze minime in fase di progetto.. il carburatore ha il compito di miscelare la benzina proveniente dal saerbatoio e laria proveniente dal filtro, la miscela di queste due componenti è una costante in teoria anche se nn è sempre così, questa costante è detto rapporto stechiometrico, e nei motori a benzina ha undeterminato valore. .. il carburatore è composta da un condotto pribcipale in cui vengono miscelate aria e bnzina (e nei motori con miscelazione automatica anche da un piccolo foro che nebulizza lolio nel condotto) questo condotto ha una determinata dimensione questa dimensione corrisponde al numero del carburatore. un lato di questo condotto va colllegato al collettore, mentre allaltra estremità vi è solitamente una struttura con diametro maggiore del condotto, detto venturi, e può avere varie forme, conica a tronba ecc, in alcuni come i dellorto, a tronco di tronba (parte a tromba susseguita da una orrizontale) e dissasata rispetto al foro, ma questa soluzione è sconveniente. questo condotto e parzializzato, da una ghigliottina ovvero una piccola saracinesca che viene comandata dalla manopola del gas tramite un filo, e riportata in posizione da una molla. questa ghigliottina può avere varie forme,, cilindriche piate emisferiche, ecc... a seconda della formo cambia il tipo di erogazione offerta dal carburatore, le valvole piatte ad esempio anno molto potenza massima ma un erogazione brutale, mentre quelle a valvola cilindrica sono lesatto opposto, e altre sonovie di mezzo come potete ben intuire. quando questi si apre o sichide, au mentano e diminuiscono tutte e due i flussi mischiati, laria perchè il condotto viene parzialmente chiudo o aperto.. e la benzina con un altro sistema che adesso vi illustro.. la benzina prima di eesere inniettata , o meglio dire nebullizzata (tipo le bombolette spray) nel condotto, passa prima dal serbatoio, tramite un tubo scende fino nella vaschetta del carburatore, ovvero un piccolo contenitore (apribile con 2 o più viti) posto sotto al condotto, e parte integrante del carburatore, allinterno di questo serbatoio di accumulo, che è il suo scopo, vi è un galleggiante che può avere varie forme, questo sistema è costituito, da un corpo cavo di plastica colleggato a un solo perno su un estremità, al salire della quantita di benzia nella vaschetta questo tende a salire verso lalto, quando ha raggiunto il massimo, un particolare valvola a spillo ad esso colleggata ovvero un piccolo cilindretto, con una parte conica alla sommita va chiudere un condotto, colleggato al tubo della benzina, con lo steso profilo interno.. al centro della vaschetta ci sono alcuni importantassimi organi, i getti o ziglori.. questi ziglori, sono piccole viti, al cui centro è ricavato un foro appositamente calibrato a cui corrisponde un determinato valore (75, 80, 90, 115 ecc..)., di questi getti generalmente ve ne sono due uno che inietta la benzina nel condotto principali a giri bassi, detto ziglore o getto del minimo, e uno che inietta la benzina a i giri alti, inalcuni, vi è anche il getto o ziglore dei medi. il getto del massimo, ha un collegamento diretto con uncondotto che termina direttamente sotto la ghigliottina , alla ghigliottina e coleggato unspillo, ovvero un asticella molto lunga dal profilo conico, che ricalca quello del condotto, questo serve a parazializzare il condotto che fa salire la benzina, alle medie e piccole apertura della ghigliottina lasciando quasi completamente aperto il condotto ad una apertura totale della vavola.
il tuotto è completato da un protuberanza sul condotto entro cui ha sede la guida della valvola del gas (ghigliottina) ove è ospitata la molla di ritorno, e la guida del filo del gas.
in oltre vi sono piccoli sistemi ausiliare, come il condotto, dellaria posto sul venturi del carburatore.. che aspira aria a presione molto alta, mettendo in pressione la vaschetta ,, facilitando la fuoriscita della bezina. e da un condotto ausilirio colleggato al venuti, e alla vaschetta chimato comumente aria , ma la cui definizione è starter, per facilitare le accensioni a freddo, tirando questo comando, che può essere posto o sul carburatore o azionato tramite filo con comando posto al manubrio o altrove. ... questo comando aumenta di molto la quantità di benzina imessanel cilindro. per ultimocitiamo gli sfiati piccolicondotti che sfocia alla sommita della vaschetta e danno allesterno e servono, se il gallegiante al suo interno si incastra e la benzina scende liberamente.
altri carburatori come il khein ad esempio, hanno un sistema detto powerjet, formato, da una tubazione direttamente colleggata alla vaschetta alla cui sommita è posto un altro ziglore o geto, questo condotto aspira direttamente benzina quando, la velocità del flusso in aspirazione e molto alta grazie agli alti numero di giri,, questo condotto aspira una grossa quantità di benzina e la convoglia nel condotto, aumentanto la potenza massima.
quindi carburare, vuol dire regolare il rapporto stechiometrico, e si fa attraverso come avete notata .
Getto del massimo Getto del minimo (Getto dei medi)
Spillo conico
Vite Dell'aria
Starter (in caso di avviamento difficoltoso sopratutto con temperatura ambientale bassa)
-Filtro può essere in due varianti principali, cassafiltro e filtro ad Aspirazione diretta , ma in alcuni motori come quelli da accellerezaione nn viene usato.
il suo scopo è quello di rimuovere le impurità dallaria aspirata dal motore.
i filtri ad aspirazione dirette hanno varie forme colori e materiale, a cono a torta ecc.. possono essere realizzati in spugna mono e multi strato, o in treeccia mettallica, su alcune moto sopratutto da fuoristara si applica sul fitro uno speciale olio che trattiene la polvere fine quella più dannosa presente in grandi quantita nei tracciati tipo dakar, o enduro..
oppure la casa filtro, il cui principio e tipologie di spugne è la stsssa ma questa viene racchiusa in una cassa abbastanza grande, è quindi mebno sensibile ad umidità e cambi di temperatura.
-Sistema di scarico
composto da: silenziatore espansione
il sistema di scarico assieme a quello di aspirazione è determinante per un 2 tempi. come precedentemente illustrato la sua funzione è una sottospecie di sovralimentazione del 2 tempi, che avendo la fasde di scarico è aspirazione compite in una sola corsa del pistone verso il pmi, e una poco stanziata daalaltra tende, a far fuoriscire una buopna porzione di miscela freesca dalla luce di scarico. quindi il, sistema di scarico nn fa altro che rispngire allinterno questi gas prima che il pistone risalga, e chiuda completamente la luce di scarico (momento in cui comincia a comprimere la miscela aria benzina) il rssponsabile di questa operazione è essenzialmente lespansione o pancia, che è l'elemento fondamentale del sistema di scarico, il suo comportamento deve essere adeguto a quello del gruppo termine, ovvero fornire coppia ai giri giusti x cui è stato progettatto il gruppo termico, e anche in base al sistema di aspirazione istallato.
lespansione o composta principalm,ente da 5 tratti: il collettore: parte anteriore, colleggata al gruppo termico, tramite boccole tenute ferme da viti (derbi) o molle (minarelli piaggio) o da una combinazione di essi) il suo tratto iniziale dovrebbe essere grande cole il tratto finale della luce di scarico, ma solitamente è leggermente, più grosso, nei motori a scarico frontale, come le moto, o inferiore, leggermenrte inclinata come quella degli scooter, questo compie una curva che deve essere il più morbida possibile senza spigoli vivi o cambi di direzione e dimetro eccessivi. nella sua curva il diametro si ingrandisce Cono: parte istallata subito dopo il collettore, spesso la variazioner di diametro, è improvvisa, o leggermente fluida, a differenza del colletore, e solitamente è molto più grossa. Tratto centrale: nn è obbligatorio ma in molte marmitte viene istallato x allugarle, o perf precise esigenze di spazio, altro nn è costituita che da una sezione cilindrica.. o da tanti semiconi, il più retttilineo possibile Controcono: è costitituito da un cono, generalmente con angolo più acuto del primo, posto in posizione contraria. Spillo: sezione di diametro molto più piccolo di conop e controcono e del collettore, posta dopo il controcono, di sezione generalmente cilindrica ,e serve a colleggare lespansione al terminale (o silenziatore)
i gas a l suo interno suguono questo percorso come illustrato anche nell immaggine dinamica nelle lezioni precedenti. appena la luce di scarico si apre i gas incandescenti ad alta pressione fuoriescono da questa e percorrono ad altà velocità il collettore di scarico, assoeme a i fumi, il rumore dell'esplosione della miscela che viaggia a velocità nettamente superiore si trova già nel cone dove si espande, verso le pareti, e nel frattempo i fumi di scarico passanoi anche loro per il cono, nel frattempo il rumore viene riflesso allindietro dal controcono, incanalato nel collettore, e proprio un attimo prima che la luce di scarico venga chiusa dalla risalita del pistone al pms, questa onda sonora respinge i fluidi freschi usciti dalla luce di scarico, di nuovo nel cilindro.
a questo punto anche se una piccola quantità di fumi di scarico è stata rispinta dentro al gruppo termico, il resto fuorisce dallo spillo attrverso il quale raggiungono il terminale. il compito del terminale altro nn è che attuttire il rumore proveniente dalla luce di scarico, prodotto dallesplosione della miscela , e di mantenere una certa pressione nella espansione per permetytere un ottimale riempimento.
quindi le espansione devono avere geometrie ben realizzate e colalate in base ad aspazione e gruppo termico, in più avbendo il compito preincipale di rifflewttere onde sonore, più è sottile il mettallo che lo compone maggiore è lintensità con cui questo viene riflesso. inoltre marmitte composte da meggiori sezione saldate tra loro sono migliori in quanto, permettono di reallizzare una forma più precisa..
anche per il sistema di scarico valgono alcuni leggi sulla lunghezza come per il collettore e il carburatore, ma sono lesatto contrario, uno scarico più lungo totalmente offre una maggiore coppia, mentre uno più corto più doti velocistiche, e tiro agli alti regimi.
si poi scoperto che riuscendo a isolare la parte anteriore della marmitta , facendo in modo che questa si riscaldi di più della posteriore (controcono) la velocità dei gas al suo interno, è maggiore perchè questi vengono risucchiati verso il terminale grazie alla temperatura più bassa , in cui i gas sono più densi.. ma senza penallixzare le onde sonore che nn sono influenzate molto da questo fattore.
-Sistema di lubrificazione
composto da(miscelazione automatica): miscelatore cannuccia collegamento carburatore
la lubrificazoe nei motori serve per potare olio, agli organi in movimento tutti quelli sottoposti a sfregamno rotolamento ecc insomma moti di usura nel 2 tempi, la lubrificazione in quesi motori, avviene nn in modo diretto come nei 4 tempi da appositi inniettori econdoti portano lolio, a cuscinetti e parti mobili. nel tempi passando la miscla per il carter e quindi entrandoo in contatto con albero biela pistone cilidro e cuscinetti tramite due piccoli condotti che partono dal pacco lammelre o dalle sacche di travaso, l'olio viene miscelato direttamente alla benzina. per questo lolio da 2 tempi, oltre all solie carateristiche di adesività densità ecc.. deve essere facilmne bruciabile.. pr miscelare lolio alla benzina ci sono due modi.
miscelazoe manuale sui motori da competizione e vecchi viene vuotato lolio drettamnte nel serbatoi.
miscelazine automatica reallizzara da un apposita poma colegata al motore, risucchia lolio, da n serbatoio apposito, e lo nebulizza allinterno del condotto del carburatore. un apposita vavola regola la quantità immssa a seconda dellaertura dellghigliottina tramite un filo sempre colleggatato alla manopola del gas.
-Sistema di raffredamento
coposta da (ad aria forzata) cilindro e testata ventola convogliatore aria
composta da (aria) cilindro e testata
composto da (liquido) cilindro e testata pompa acqua radiatore
raffreddare un motore serve a diminuere la temperatura che raggiunge il metallo che crea il gruppo termico, x evitare che questo calore porti a delle deformazione del mettalo (dilatazione) eccessivi, e che ne impedirebbero il funzionamento) questo calore viene creato in primo luogo dal gran caloree generato dalla cambustione e in secondo luogo, dallattrito dei componentia i suo interni, mantener la temperatura entro un certo range ne troppo alto ne tropo basso migliora la combustione che deve avvenire a una deerminata temperatura
-Aria nei sistemi di raffredamento ad aria il cilindro presenta su tutta la sua sperficie dell alettattura che aumentano la quantità di superficie a contatto con l'aria, il raffredamentoavviene per scambiameno di calore, il principio è lo stesso di un termo, laria più fredda viene a contatto con il metallo, quindi il calore si trasferice da questi all'aria.
esisteno alcuni sistemi ad aria forzata come quello della vespa, in cui una ventola collggata allabero motore, convolia laria in un condotto che ricopre il cilindro che quindi porta via calore che poi fuorisce da un apposito foro.
-liquido, com spiegato precendentemente l'acqua più fredda scorre in una camera esterna al cilindro, il quale a volte presenta una superficie ondulata per aumentare la superficie, questo liquidi dopo aver sottrtto clore per lo steso principio, fuoriesce dal cilindro e attraverso delle particolari tubazione giunge in un radiatore, ovvero un corpo costituito da due piccoli serbtoi messi in contatto da tanti piccoli canli, tra ogni cnale sono disposti microscopiche alette tra cui vi scorre laria sottraendo calore. sempre per il principio de termo. il lquido ora raffreddato sempre attraverso tubazioni, passa attravverso una pompa collegata al motore , che rispienge il liquido verso il cilindro e il ciclo ricomincia, in cime a tutto questo impianto è posto un piccolo serbatoio di espansione colleggato con due tubazioni al resto dellimpianto, in modo da mantenere sempre pieno il circuito, in più è dotato di un tappo per aggiungere liquido, con una tenuta che arriva fino a determinati bar, in caso di ebbollizzionevengono espulsi i vapori.
questo si stema ha il vantaggo rispetto a quello ad aria di poter posizione la massa radiante overo il radiatore, in un punto più esposto allaria, inoltre essendo a paritàtà di dimensioni occupate (un gruppo termico ad aria e un radiatore) maggiore il rendimento del radiatore che ha più suprficie avendo centinaia di allettature, si può realizzare un sistema di raffreddamento più piccolo. oltretutto la testa rispetto ad una ad aria e molto più piccola, e quindi c'è più libertta sulla posizione in cui collocare il motore nel telaio.
il liquido che scorre nel sistema di raffreddamento è composto al 50 % di acqua distillata (senza sali minerali) e al 50% di paraflu (o antigelo) una sostanza oleosa che previene il congelamento sotto lo 0, lebbolizzione fino a 130° C circa x quelli economici, previene incrostazione, e la formazione di rugggine nei gruppi termici in ghisa.
lunico svatanggio rispetto al sistema ad aria è peso lievemente superuiore del mezzo, e una leggera massa volanica aggiuntiva , ovvero un po più di cv dispersi per far girare lacqua nel impianto grazie alla pompa, ma i benefici guadagnati, da gruppi termici molti più sointi (che su un motore ad aria n sarebbero realizzabili x via delle alte temperature che raggiungono) rende questa soluzione la migliore.
Edited by Simo Gpr80 - 25/2/2007, 16:37
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