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PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA

Analisi Termo-Fluidodinamica Motore a 4 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
CAMME
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
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 Percentuale gas residui in combustione - Analisi Motore - by NT-Project
Queste grandezze sono utili per capire come globalmente sta lavorando il motore, sia per ciò che concerne la fase di aspirazione (rendimento volumetrico effettivo), sia per l'efficacia della fase di scarico e dell'impianto di scarico (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
Per quanto riguarda la fase di aspirazione viene analizzato il flusso di massa che si ha attraverso le valvole di aspirazione durante la fase nel ciclo motore in tutti i regimi di funzionamento. Questo consente di vedere se le fasature di aspirazione sono adeguate alle caratteristiche del sistema di aspirazione e alle condizioni che si hanno in fase di incrocio. Infatti è possibile vedere se la durata della fase è sfruttata completamente o se vi sono riflussi all'aperture delle valvole o prima della chiusura, ciò consente di valutare le fasature più adeguate per massimizzare le prestazioni nei regimi desiderati.
Riflussi in apertura e chiusura valvole di aspirazione - Analisi motore - by NT-Project Flusso di massa attraverso le valvole di aspirazione - Analisi motore - by NT-Project
Oltre al flusso di massa attraverso le valvole un altro aspetto fondamentale per l'analisi della fase di aspirazione è la valutazione delle onde di pressione generate dal sistema di aspirazione. Infatti il sistema di aspirazione deve essere tale da creare due picchi di sovrapressione, uno all'apertura delle valvole ed uno prima della chiusura delle stesse. Questa analisi consente di vedere in quali regimi il sistema di aspirazione lavora adeguatamente e se le sue caratteristiche si accordano con le fasature di aspirazione del motore.
Onda di pressione Aspirazione - Analisi Motore - by NT-Project Onda di pressione Aspirazione - Analisi Motore - by NT-Project
SCARICO
Flusso di massa valvole di scarico - Analisi Motore - by NT-Project Per quanto riguardo la fase di scarico viene innanzitutto analizzato il flusso di massa attraverso le valvole di scarico per valutare se lo svuotamento del cilindro avviene adeguatamente e se quindi la durata della fase è ottimale per le caratteristiche del motore nei diversi regimi.
Onda di pressione allo scarico - Analisi Motore - by NT-Project Onda di pressione allo scarico - Analisi Motore - by NT-Project
Oltre a questo aspetto viene analizzata l'onda di pressione generata dall'impianto di scarico per vedere se genera quella depressione in fase di incrocio necessaria ad incrementare il riempimento. Si potrà quindi vedere se l'impianto di scarico lavora adeguatamente, in quali regimi lavora meglio ed in quali presenta criticità, inoltre si potrà vedere se il ritardo di chiusura delle valvole di scarico si accorda in maniera ottimale con le condizioni di pressione generate dall'impianto 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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