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| Evoluzione del sistema di distribuzione di un motore motociclistico 4 tempi per
incrementare la potenza |
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Questa attività ha avuto come primo obiettivo quello di analizzare il
motore dal punto di vista termo-fluidodinamico, allo scopo di determinare l'area sulla
quale era opportuno intervenire per incrementare la potenza in maniera significativa senza
stravolgere il motore. Attraverso la simulazione IES è stato possibile analizzare
l'intero motore, dal sistema d'aspirazione a quello di scarico, ed è emerso come
l'intervento che può portare a migliori risultati prestazionali, sia la modifica delle
leggi d'alzata. Definito tale intervento si è studiato come effettuare le modifiche
necessarie per incrementare la permeabilità compatibilmente con le caratteristiche del
sistema di distribuzione, il rispetto dei vincoli di resistenza strutturale e di
fattibilità. Il comportamento del motore con le soluzioni progettate nel rispetto di
quanto sopracitato è stato valutato attraverso la simulazione IES, in tal modo si è
potuto verificare se i risultati soddisfavano gli obiettivi preposti e fare le eventuali
modifiche senza dover costruire fisicamente i nuovi componenti da testare in ripetute e
costose prove sperimentali. Il progetto definitivo è stato poi realizzato e le prove
hanno confermato la bontà della soluzione proposta.
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| La sezione minima di passaggio attraverso le valvole dipende dai
principali parametri geometrici che definiscono la forma della valvola e della sede, e
dall'alzata h. Sino ad un certo valore dell'alzata la permeabilità dipende dalla
superficie laterale di un ipotetico tronco di cono tra sede e fungo, invece oltre tale
valore è funzione della sezione trasversale la cui area dipende dal diametro della
valvola dv e da quello dello stelo. Per sfruttare tutta l'area messa a disposizione dalla
valvola è necessario che l'alzata raggiunga o superi il
valore di 0.25 volte il diametro valvola.
Nel caso del motore in esame la situazione presenta un rapporto h/dv all'aspirazione di
0.18 e allo scarico di 0.19.
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| Come si vede dal grafico l'area non è
mai completamente sfruttata anche nelle condizioni di alzata massima con
perdite di permeabilità dell'ordine del 40-45%. |
| Sia per l'aspirazione che per lo scarico si è deciso di modificare le
leggi d'alzata in modo tale da raggiungere in alzata massima il rapporto h/dv di 0.25.
Analizzando la tipologia del sistema di distribuzione l'obiettivo è raggiungibile
attraverso due soluzioni:
- il progetto di nuove camme con profili
studiati per ottenere, mantenendo inalterati gli altri organi del sistema, le alzate
desiderate ed eventualmente una nuova fasatura;
- il progetto di due nuovi bilancieri con un
rapporto tra i bracci che permetta di trasformare le alzate delle camme attuali nelle
alzate valvole desiderate.
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| Dall'analisi termo-fluidodinamica
si è visto che le fasature attuali sono adeguate alle condizioni di utilizzo del motore,
pertanto le discriminanti per la scelta tra le due soluzioni rimangono la resistenza
strutturale e la fattibilità. Lo studio strutturale
dell'intero sistema di distribuzione ha messo in evidenza come l'impiego di nuove camme
con profili più esasperati, generi carichi strutturali comparabili a quelli della
soluzione a bilancieri modificati, ma necessiti l'utilizzo di molle molto più rigide per
mantenere il contatto valvola - bilanciere anche agli alti regimi; tale impiego non
sarebbe accettabile per problemi di resistenza pertanto si è optato per il progetto di
nuovi bilancieri e del relativo castello.
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| La simulazione IES del motore nella configurazione con le nuove leggi
d'alzata valvola, ha messo in evidenza un incremento del
valore massimo di potenza pari al 13% ed una crescita
significativa nell'arco di funzionamento dai 6000 rpm al regime massimo;
ciò è stato confermato dalle prove sperimentali e da test in pista. |
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Viste le reciproche
soddisfazioni ottenute, approfittiamo di questa pagina
per ringraziare i nostri clienti della fiducia accordataci! |
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