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PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA

Analisi Termo-Fluidodinamica Motore a 2 tempi - by NT-Project

Analisi Termo-Fluidodinamica Motore
Dalla prova al banco di un motore potete vedere solamente le prestazioni che offre, l'analisi termo-fluidodinamica consente invece di vedere da cosa dipende la prestazione, dove sono le criticità, i margini di miglioramento e dove conviene intervenire per massimizzare le prestazioni in relazione ai propri obiettivi.
PRESENTAZIONE RISULTATI DATI UTILI INFORMAZIONI
ANALISI MOTORE
LUCI CILINDRO
IMPIANTO di SCARICO
SISTEMA di ASPIRAZIONE
SILENZIATORE
PROGETTAZIONE MECCANICA
VARIE
 

Risultati

Grazie ai dati tecnici del motore viene creato il modello di calcolo termo-fluidodinamico e viene effettuata la simulazione del funzionamento del motore. Se è disponibile una prova al banco del motore, viene in primo luogo effettuato un confronto tra i risultati ottenuti al banco e quelli previsti dalla simulazione, ciò consente di verificare se tutto è stato modellato adeguatamente ed eventualmente affinare il modello per le specifiche caratteristiche del motore.
Confronto curva di coppia banco prova e simulazione - Analisi Motore - by NT-Project Confronto curva di potenza banco prova e simulazione - Analisi Motore - by NT-Project
Confronto temperatura gas di scarico banco prova e simulazione - Analisi Motore - by NT-Project Se i dati del motore sono completi e precisi, il livello di attendibilità del modello di calcolo risulta sempre estremamente elevato, pertanto è possibile effettuare un'analisi accurata del funzionamento del motore e trarre indicazioni fondamentali per lo sviluppo e la preparazione.
Dopo il confronto con l'eventuale prova al banco del motore, viene effettuata l'analisi vera e propria a partire dalla valutazione di alcune grandezze che ci forniscono sin da subito un'idea sulla qualità di funzionamento del motore e delle diverse fasi del ciclo.
Rendimento volumetrico effettivo del motore - Analisi Motore - by NT-Project Rendimento volumetrico aspirazione - Analisi Motore - by NT-Project
Trapping Ratio Motore - Analisi Motore - by NT-Project Percentuale gas residui in combustione - Analisi Motore - by NT-Project
Queste grandezze sono utili per capire come globalmente sta lavorando il motore (rendimento volumetrico effettivo), come stanno lavorando il sistema di aspirazione, il carter ed i travasi (rendimento volumetrico aspirazione) e l'efficacia della fase di scarico e dell'impianto di scarico (trapping ratio e percentuale di gas residui). Quindi già da subito è possibile vedere in quali regimi ogni fase sta rendendo al meglio ed in quali invece sono presenti delle criticità che limitano la prestazione.
A questo punto viene analizzata nel dettaglio ogni fase del ciclo motore:

ASPIRAZIONE
Nel caso della fase di aspirazione, se il motore è piston port o a disco rotante viene analizzato il flusso di massa che si ha attraverso la luce durante la fase e come si comportano le onde di pressione di aspirazione. Questa analisi consente di vedere ad ogni regime se la durata delle fase è adeguata e se il sistema di aspirazione determina delle onde di pressione ottimali per massimizzare il riempimento.
Diametro equivalente area massima pacco lamellare durante il ciclo motore - Analisi Motore - by NT-Project Nel caso di pacco lamellare si verifica invece se il suo dimensionamento è coerente con le condizioni di depressione che si creano tra aspirazione e carter e se l'area di passaggio che si crea attraverso i petali è proporzionata alle dimensioni del carburatore e dei condotti di aspirazione.
TRAVASO
Per ciò che concerne la fase di travaso viene analizzato l'andamento del flusso di massa che si ha attraverso le luci durante la fase nel ciclo motore in tutti i regimi di funzionamento. Questo consente di vedere se le dimensioni e la fasatura delle luci di travaso risultano adeguate alle altre caratteristiche del motore, infatti è possibile vedere quanto la fase viene sfruttata e quindi se vi sono riflussi che penalizzano il riempimento, o se la fase dovrebbe essere allargata in quanto risulta già pienamente sfruttata.
 Flusso di Massa attraverso le luci di travaso - Analisi Motore - by NT-Project  Sfruttamento fase di travaso - Analisi Motore - by NT-Project
Dall'analisi di questa grandezza è quindi possibile capire in quale direzione devono essere modificate le luci di travaso per ottenere le massime prestazioni del motore in un determinato campo di funzionamento.
SCARICO 
Per ciò che concerne la fase di scarico, oltre all'analisi del flusso di massa attraverso le luci di scarico, viene analizzata l'onda di pressione che viene generata dall'impianto di scarico. Infatti nel motore a 2 tempi l'impianto di scarico è fondamentale per ottenere elevati valori di rendimento del motore, e ciò è possibile solo se l'impianto di scarico genera un'onda di pressione di forma adeguata alle fasature di travaso e scarico che si hanno per il motore. 
Flusso di massa attraverso le luci di scarico - Analisi Motore - by NT-Project  Onda di pressione generata dall'impianto di scarico - Analisi Motore - by NT-Project 
Dall'analisi del flusso di massa attraverso le luci di scarico è possibile capire se le dimensioni e la fasatura sono adeguate per avere un ottimale svuotamento del cilindro e per intrappolare quanta più carica fresca per la combustione.
Dall'analisi delle onde di pressione di scarico è invece possibile vedere se la forma della marmitta è tale da creare un'adeguata depressione durante la fase di travaso e poi una sovrapressione per evitare di perdere carica fresca nell'ultima parte della fase di scarico.
 
Da quanto visto in questa sintesi di Analisi Termo-Fluidodinamica Motore è evidente come grazie a questo servizio, il preparatore, il tecnico o il costruttore possano avere un quadro chiaro di come stanno lavorando il proprio motore ed i suoi componenti e soprattutto possano avere delle indicazioni fondamentali per poter orientare da subito gli interventi di preparazione e sviluppo nella corretta direzione.

Si potranno quindi evitare tutte quelle classiche situazioni in cui si insiste a modificare un componente che magari lavora già ottimamente o che comunque non è la causa principale per aumentare le prestazioni, o altre in cui si effettuano modifiche nella direzione sbagliata o che non si accordano adeguatamente con le altre caratteristiche del motore.
 

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