| La marmitta nel motore a 2t è molto + importante che nel 4t. infatti sul 2t la marmitta ha il compito di incrementare il riempimento del motore e contemporaneamente di far rientrare all?interno del cilindro una buona parte dei gas freschi in uscita durante la fase di travaso.
Tutto questo fa si che una buona espansione possa incrementare in modo elevato le prestazioni di un 2t.
Ma perché questo succeda deve essere costruita con precisione maniacale in base alle caratteristiche del motore su cui deve essere montata.
Naturalmente c?è il solito problema che per l?enorme quantità di scarichi in commercio, e di conseguenza non possiamo analizzarli tutti, e dovremo fare un discorso generale in modo che la scelta sia poi fatta da voi, ricordando che, per un gt modificato nei diagrammi, lo scarico migliore è sempre quello artigianale.
La cosa + importante sarebbe farvi capire il funzionamento dello scarico. Con un po? di esperienza, guardando una marmitta potrete farvi un?idea abbastanza precisa sulle sue prestazioni e a quali gt sarebbe possibile abbinarla, anke se l?unico modo sicuro sarà sempre di provarla.
Se vogliamo ridurre lo scarico in 2 funzioni principali esse sono:
1- creare depressione nella camera di scoppio che favorisca la fuoriuscita dei gas combusti
2- creare una compressione che determini il ?rientro? dei gas non combusti che vengono espulsi durante la fase di lavaggio.
La cosa + importante però è che riesca a svolgere queste funzioni in un campo di regimi + vasto possibile.
Dobbiamo capire che ogni scarico si adatta ad un suo tipo di gruppo termico e quindi non possiamo mettere il primo scarico che troviamo sul nostro gt.
Questo dipende molto anke dal diagramma del nostro gt (vedi articolo sulla preparazione del cilindro).
Quindi una marmitta che renda molto su un certo gt non è detto che sia così anke kon un altro.
Pensiamo di mettere una espansione da trofeo su un 50cc o un 70cc base: nella maggioranza dei casi (poi dipende da che espansione e che gt) otterremmo che la coppia sale a un regime di rotazione molto alto con vuoti di erogazione hai bassi.
Inoltre, è logico che un aumento del regime di rotazione diminuisce l?affidabilità del propulsore.
Quindi non possiamo parlare di scarichi che rendano tanto o poco, ma solo di scarichi che si adattano a gt + o ? spinti.
Iniziamo ad analizzare l ?espansione; parleremo della classica espansione girata visto che la grossa maggioranza delle marmitte da elaborazione sono così.
Vengono normalmente divise in 6 grosse parti:
- collettore (quella che si attacca allo scarico del cilindro)
- cono divergente
- tratto cilindrico
- cono convergente
- spillo (curva)
- silenziatore
funzionamento e analisi:
prima di tutto dobbiamo capire una cosa: nel calcolare una marmitta + che dei flussi si tiene conto della onda sonora, che è assolutamente indipendente dai flussi e ha una velocità molto superiore.
ma perché bisogna calcolarla così di pressione l'espansione? xkè il funzionamento corretto lo avremo solo ad un certo n di rpm!
Infatti superato questo valore di rpm quando l'onda di pressione raggiunge il gt i travasi sono già chiusi, mentre sotto quel valore avviene che quando l'onda di depressione raggiunge il gt i travasi non sono ankora aperti!
come si formano le onde di pressione e depressione?
Quando si apre la luce di scarico i gas sono sottoposti a un?onda di pressione che si propaga verso il condotto di scarico.
la caratteristica di queste onde è che ogni cambiamento di condotto si riflettono come onde di depressione mentre ogni fine di condotto si riflettono come onde di pressione.
Raggiunto il cono divergente l?onda viene riflessa in senso opposto come un?onda di depressione.
L?onda di pressione raggiunge la luce di scarico quando il pistone si trova al pmi e la miscela fresca arriva nel carter.
L?onda di depressione crea una diminuzione di pressione che favorisce il lavaggio ma contemporaneamente porta un a parte di miscela nel condotto di scarico.
Nel frattempo, l?onda di pressione, dopo aver superato il tratto cilindrico, è arrivata al cono convergente.
Arrivata qua genera un?onda di riflesso che va verso la luce di scarico riportando dentro parte della miscela che era uscita, creando una specie di "sovralimentazione"
Per questo dico che la forma e la grandezza dei coni, la conformazione e la volumetria interna dello scarico sono fondamentali.
Però c'è una cosa da aggiungere: l'onda sonica arriva a superare i 700m/s mentre quella dei gas di scarica sta sui 60m/s, quindi questi gas sono attraversati varie volte da queste onde. quando i gas e le onde vanno nello stesso senso il passaggio fa disperdere i gas, che vengono invece compattati quando l'onda arriva incontro a loro in verso opposto.
In generale potremo dire che la funzione dei 2 coni è quella di rendere progressiva l?onda che generano, e possiamo dire che > la differenza di diametro di ingresso e di uscita maggiore sarà l?intensità dell?onda riflessa. Invece, la lunghezza del cono è proporzionale alla durata dell?effetto sulla luce di scarico, ma non bisogna esagerare con la lunghezza, specialmente nel tratto divergente, visto che l?onda trasmessa attraverso l?espansione deve raggiungere il tratto convergente e creare un?adeguata onda di contropressione, che a sua volta deve risalire fino alla luce.
Il collettore: è importante non abbia curve troppo strette. Inoltre deve essere calcolato in base al cilindro. In una espansione niente va lasciato al caso. Infatti una fase di scarico corta ci costringerà all?utilizzo di un collettore lungo, al contrario una fase lunga. Il collettore è molto importante ke non deve essere troppo corto altrimenti non ha potenza ai bassi regimi.
Alcuni preparatori raccordano questa parte con la luce di scarico del cilindro per mezzo di un tubo saldato sul collettore.
L?errore grave è fare l?opposto, cioè allargare la luce di scarico fino a raccordarla con il collettore.
In genere per calcolare la lunghezza del collettore fino al cono divergente si fa:
l7= (vhs* (@ /(360*(rpm/60))) /2) ? lc
(in fondo alla pagina trovate la legenda dei simboli)
In questo tratto la vhs assume valori tipo 600-750m/s (date le elevate temperature)
il collettore è solitamente = al doppio della corsa (-lc) e ha un diametro pari al diametro dell?uscita del condotto di scarico dal cilindro nel punto dove viene a contatto con la marmitta.
Tra il collettore e il cono divergente c?è in genere una parte leggermente conica, in genere il diametro della fine di questa parte, dove inizia il cono è: d * 1,6 (ma può variare da 1 a 1,8 anke se in certi casi arriva a 2,5) intendendo con d il diametro del collettore.
L?angolazione di questa parte è 2 ? 4° (classicamente 2,5°).
In questo tratto la velocità dei gas combusti è di circa 50-65m/s.
La lunghezza di questo tratto è data da:
l2= (d4 - d) /2 * 1/tg(@c/2) = (d4 - d) /2 * cotg(@c/2)
altri calcolano la stessa parte facendo d*7
Il diametro finale sarà invece dato da:
d2= rq (d^2*14)
L?angolo del cono è in genere tra i 4 e gli 8°. il cono divergente + è aperto come angolo + diminuisce il campo d giri d utilizzo del motore ma guadagnando potenza in alto...
La lunghezza sarà:
l3= ((rq(d1^2*14)-d)/2)* cotg @c
altri invece la calcolano con:
l3= (rq((d4/d)*d^2) ? d) / @h
Il diametro della ?midsection? genericamente è:
d4= rq((d^2)*k)
Intendendo con rq la radice quadrata, e per k un valore compreso tra 5 e 14, che deve essere scelto in base all'esperienza, + il valore arà alto + la marmitta sarà brusca e + potenza massima avrà, + sarà basso + sarà fluida e lineare, con maggior tiro già dai bassi regimi. da notare che i valori + bassi, tipo 5-6, sono caratteristici delle marmitte fatte per il gt originale.
Spesso però calcolato in base al ?midsection factor?, che varia da 2,5 a 3,6 in media.
Una ultima cosa da dire è che alcuni, molto empiricamente, calcolano questo diametro facendo semplicemente d4=d*y con y compreso tra 4 e 5, con la scelta dei parametri già spiegata per k.
La pancia centrale se l' accorci aumenti gli alti e perdi bassi. La lunghezza di questa parte è:
l4= [(((hs * vhs)/(rpm * 11)) - (((((rq d^2*14)-(d*0,65))/2)*cotg d)/2))] ? [(c*2)+(d*7)+(((rq(d1^2*14)-d)/2)* cotg @c)]
La distanza tra la luce del gt e l?inizio del controcono è data da:
l8= ((vhs * ((@ + hl) /360 * (rpm/60)) /2) - lc
La vhs in questo tratto è di circa 500-600m/s (classicamente si usa 510-530).
Altri calcolano la stessa cosa con:
l8= (((hs * vhs)/(rpm * 11)) - (((((rq d^2*14)-(d*0,65))/2)*cotg d)/2)) -lc
Questo è = a fare:
l8= (((hs * vhs)/(rpm * 11)) - (lcc/2)) ?lc
Da notare che quando si parla di ?lunghezza totale? in genere si intende dall?inizio del collettore fino solo a metà del controcono e non fino a fine marmitta. Questa lunghezza si calcola con:
lt= ((hs * vhs)/(rpm * 11))-lc
Uno dei punti critici per meno esperti è il controcono, perché è necessario decidere a priori l?inclinazione.
X l?angolo consiglio una angolatura tra i 6 e gli 16° (ma in genere è compreso tra 9 e 15), genericamente doppia rispetto al cono.
il cono convergente + è kiuso come angolo + sposta la potenza in alto a discapito del campo dei giri d utilizzo.
Per calcolarne la lunghezza (dopo aver scelto l?inclinazione):
l5= (((rq d^2*14)-(d*0,65))/2)*cotg @d
mentre altri fanno:
l5= (d4 ? d3) /2 * 1/ tg(@/2) = (d4 ? d3) /2 * cotg(@/2)
esiste un 3° modo per calcolare la lunghezza del controcono (o cono convergente):
l5= (rq((d4/d)*d^2) ? d) / @c
Non è insolito che la lunghezza del cono sia = a quella del controcono.
Invece il d3 è dato da: d * 0,65
E' importante la conicità dei 2 coni, in qnt dei coni molto conici formeranno delle onde corte ma ampie (quindi potenza + elevata ma in un arco di utilizzo minore) e viceversa.
Lo spillo è importante la sezione che ha e la curva che prende, una curva alta favorisce infatti la coppia agli alti regimi, contrario una bassa. Può avere una lunghezza notevole, a volte fino a 230mm, ma a un numero così elevato ci si arriva + per diminuire il rumore che altro.
La sperimentazione da che la lunghezza ideale è data dal l6= d3 * 13
cmq lo scopo della curva è di mantenere la pressione e la temperatura (circa 400° in questa zona).
ma xkè è importante la temperatura all'interno della marmitta? xkè la temperatura varia la velocità dell'onda sonica!
Avete mai visto marmitta con collettore o pance circondate da carta stagnola o altro materiale isolante? serve appunto per mantenere il calore all'interno.
Il silenziatore comporta alcune differenze (non troppo importanti) dal punto di vista prestazionale: infatti nella maggioranza dei casi sono avvertibili solo al banco. La cosa importante è che il tubo forato interno abbia lo stesso diametro iniziale dello spillo. Può essere di forma cilindrica o conica, cmq un conico divergente favorisce la potenza massima, mentre uno convergente favorisce la coppia.
In ogni caso un silenziatore corto, di piccolo diametro, con poki fori e di piccole dimensioni favorisce la potenza ad un alto regime di rotazione, al contrario un silenziatore lungo, con tanti fori di grosso diametro, favorisce la coppia a discapito della potenza massima, un silenziatore con un tubo di grosso diametro favorisce lo spunto da fermo.
Anke qui è necessari trovare il giusto equilibrio.
Uno dei vantaggi dei classici silenziatori usati per queste marmitta costituiti da un tubo forato circondato dalla lana di vetro è che non provoca nessuna perdita prestazionale apprezzabile.
cmq fare un silenziatore efficiente non è facile!
Il fatto è che qnd misuriamo un rumore in db, qlq esso sia, la nostra misurazione è solo una media dei valori a diverse frequenze, perché ogni suono è formato da moltissimi suoni a frequenze diverse.
questi suoni avranno dei picchi e delle valli (un grafico sarebbe molto comodo per spiegarvi) e lo scopo del silenziatore è abbattere il rumore solamente alle frequenze di picco, pur mantenendo una buona fluidodinamica che eviti eccessive perdite di carico.
un silenziatore non va quindi fatto a caso ma calcolato molto bene!
Per finire possiamo dire, facendo un brevissimo riassunto di 3 righe, che in generale la marmitta + è lunga + da bassi (se è lunga impiegano d + a ritornare al gt e quindi vanno bene solo se il pistone a bassa velocità di rotazione), + è corta + da agli alti, e questo solitamente vale anke per le sue singole parti.
Legenda:
d= diametro condotto di scarico all?uscita del cilindro
d2= iniziale cono
d4= diametro massimo (midsection)
d3= diametro spillo
lc= lunghezza condotto di scarico all?interno del cilindro
l1= lunghezza collettore
l2= lunghezza tratto che va dal collettore al cono
l3= Lunghezza cono
l4= lunghezza midsection
l5= lunghezza controcono
l6= lunghezza spillo
l7= distanza dall?inizio del collettore all?inizio del cono
l8= distanza dall?inizio del collettore all?inizio controcono
lt= lunghezza dall?inizio del collettore a metà controcono
@h= conicità tratto che va dal collettore al cono
@d= conicità cono
@c= conicità controcono
@= ritardo, misurato in gradi, dell?apertura del tt rispetto allo scarico
hl= altezza luci di lavaggio (tt) misurate in gradi
hs= altezza scarico in gradi
c= corsa
vhs= velocità onda sonica
rpm= giri al minuto, in questo caso si intende al regime di potenza massima
fonte: Srace
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