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Studio di un sistema di scarico per un motore 4 tempi motociclistico per migliorare potenza ed erogazione
In quest'attività è stata individuata la migliore configurazione dell'impianto di scarico per un motore di una moto sportiva stradale. Le possibili configurazioni allo scarico per un motore plurifrazionato sono molteplici, pertanto per fare un confronto completo ed approfondito in tempi rapidi è risultato fondamentale l'utilizzo della simulazione virtuale IES. Dalle varie analisi effettuate, la configurazione che migliora le prestazioni risulta essere la cosiddetta “4 in 1”. Per eliminare l'irregolarità di coppia ai bassi regimi di tale configurazione, NT-Project ha sviluppato un innovativo risonatore a gestione elettronica, denominato NTR.

schema IES

onde di pressione dai cilindri

 

In un motore pluricilindrico l'interazione fra le onde di pressione generate dalle fasi di scarico dei diversi cilindri può influenzare fortemente il processo di sostituzione della carica. Quindi per progettare un impianto di scarico ottimizzato in un determinato range di funzionamento risulta importante, oltre che dimensionare correttamente lunghezze e diametri dei condotti, definire un layout che permetta ai cilindri di interagire positivamente. Per valutare il comportamento dei diversi layout è stato fondamentale utilizzare la metodologia IES, che permette di valutare le criticità di ogni singolo sistema in modo accurato e rapido.

 

onde pressione nella giunzione del collettore

 

La configurazione standard "4 in 2 in 1" del sistema di scarico, riduce al minimo l'interazione fra i cilindri, generando una curva di coppia regolare. Per incrementare le prestazioni ad alti regimi si è analizzata la configurazione "4 in 1"; lo studio ha evidenziato che, dimensionando correttamente i condotti primari, è possibile far sì che i cilindri interagiscano positivamente e favoriscano le rispettive fasi di scarico in tale range.

 

confronto configurazioni collettori di scarico

 

Per la configurazione "4 in 1" l'interazione fra le onde porta ad un incremento di coppia e potenza ai regimi medio-alti, per contro però rende la curva di coppia irregolare ai bassi regimi, com'è evidente dal netto decremento fra i 4000 e i 5000 rpm. Al fine di migliorare l'erogazione della coppia ai bassi regimi, mantenendo l'aumento di potenza ottenuto con la "4 in 1", del 5% a 12000 rpm, NT-Project ha studiato un innovativo sistema risonatore allo scarico, denominato NTR, che viene gestito elettronicamente per intervenire ai regimi desiderati. Nel motore in esame il dispositivo NTR è attivato fino a 5000 rpm e fra 8000 e 10000 rpm.

 

curva di coppia

Grazie al dispositivo NTR, applicato alla "4 in 1", l'andamento della coppia diviene uniforme su tutto il campo di funzionamento, ed inoltre si ottiene un incremento del valore di coppia massima.
 

Complessivamente si è ottenuto un sistema di scarico che, oltre a migliorare significativamente le prestazioni, rende l'erogazione di coppia del motore più fluida, favorendo la guidabilità del mezzo.

Inoltre la migliore efficienza del motore ai regimi medio-alti è messa in evidenza dalla diminuzione del consumo specifico in questo range.

consumo specifico

 

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