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Sviluppo di un motore motociclistico 4 tempi per l'impiego nelle competizioni
In questo studio progettuale si deve portare al massimo sviluppo fluidodinamico un motore motociclistico tricilindrico di serie. La possibilità di utilizzare materiali ad elevate caratteristiche meccaniche ed il minimo numero di vincoli progettuali hanno permesso di modificare in maniera sostanziale le grandezze che influiscono direttamente sulle prestazioni del motore; sono stati infatti modificati il rapporto di compressione, le leggi d'alzata ed è stato aumentato il massimo regime di rotazione. Grazie alla metodologia IES di simulazione virtuale si è potuta ottimizzare la fluidodinamica dell'intero motore, agendo sui condotti di aspirazione e sulla permeabilità delle valvole.
 

schema IES

 

Dato l’intento di impiegare il motore nelle competizioni, si potranno utilizzare materiali ad elevate caratteristiche meccaniche, che permettono di effettuare le seguenti modifiche sostanziali:

 

tabella confronto dati

 

Per mantenere una buona sostituzione della carica e sfruttare al meglio gli effetti inerziali ai regimi più elevati richiesti in un motore da competizione, sono state aumentate le alzate sia all'aspirazione, sia allo scarico, allo scopo di ampliare l'intervallo angolare in cui si sfrutta la massima area effettiva di passaggio delle valvole. Dai grafici si nota come, con le nuove alzate all'aspirazione, l'intervallo di massima area passi dal 38% al 60% dell'evento valvola.

 

area effettiva valvole di aspirazione

 

In un motore ad altissime prestazioni è fondamentale sfruttare al massimo gli effetti dinamici per incrementare il riempimento, ottenendo una sorta di sovralimentazione. Pertanto è indispensabile utilizzare la metodologia IES di simulazione fluidodinamica, per determinare la geometria del sistema di aspirazione. La progettazione di tale sistema è stata orientata alla determinazione delle sezioni trasversali dei condotti per massimizzare l'intensità dei picchi di pressione, ed all'individuazione delle lunghezze che consentono di ottenere tre picchi perfettamente intonati al regime massimo.

 

nuovi condotti entro-testa

 

Il massimo sfruttamento delle onde di pressione ha permesso di raggiungere un coefficiente di riempimento nettamente superiore all'unità.

 

onde di pressione

 

curve di coppia e di potenza

 

Lo sviluppo effettuato sul motore di serie ha permesso di aumentare nettamente il regime massimo, che è passato da 10000 a 14500 rpm. L’ottimizzazione fluidodinamica del motore studiata appositamente per gli alti regimi ha consentito di incrementare la potenza, fino al ragguardevole valore di 180 HP. Particolare attenzione è stata posta inoltre al miglioramento dell’erogazione di coppia: si è infatti ottenuta una curva più omogenea, con valori incrementati su tutto il regime di funzionamento.

 

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