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Ottimizzazione della curva di coppia in un motore 2 tempi ad alte prestazioni
Lo scopo di questo progetto è migliorare la curva di coppia e ridurre il regime massimo di funzionamento al fine di privilegiare la guidabilità e l'affidabilità. Mediante la tecnologia di simulazione virtuale IES è stato analizzato il motore in configurazione standard, ed è emersa una criticità nel processo di riempimento del carter ai regimi medio-bassi. Pertanto si è deciso di sostituire la valvola a disco rotante con un pacco lamellare a 6 petali in fibra di vetro rinforzata, ottenendo il miglioramento della coppia nel range desiderato. Successivamente è stato eseguito il tuning del sistema di scarico per spostare il picco di massima potenza ad un regime inferiore, mantenendolo però dello stesso livello.

 

schema IES

 

Dalle criticità emerse nella simulazione IES del motore standard, risulta auspicabile sostituire la valvola a disco rotante con un pacco lamellare. Pertanto NT-Project ha sviluppato un accurato modello fisico delle lamelle al fine di simularne in modo realistico la dinamica dovuta al salto di pressione e la fluidodinamica determinata dalla geometria. Questa innovativa funzionalità della metodologia IES ha permesso di ottenere un confronto realistico tra le due soluzioni.

 

confronto massa intrappolata reed/disc valve

 

Il corretto funzionamento delle lamelle permette di azzerare il riflusso di carica fresca dal carter e quindi di aumentare la massa intrappolata ai regimi medio-bassi, a fronte di una lieve penalizzazione agli alti regimi. L'impiego della nuova soluzione di ammissione consente di incrementare la coppia sino a 8000 rpm, raggiungendo guadagni tra il 50 e il 70% ai bassi regimi. A fronte di questi miglioramenti, oltre i 9000 rpm la coppia viene leggermente penalizzata, in quanto la permeabilità del pacco lamellare è inferiore a quella della valvola a disco rotante.

 

incremento di coppia reed/disc valve

 

tabella angoli di apertura luce di scarico

 

Allo scopo di anticipare il regime di potenza massima, si è sfruttata nuovamente la simulazione termo-fluidodinamica IES, che permette di analizzare nel dettaglio l'influenza della geometria sull'andamento delle onde di pressione nell'impianto di scarico. Grazie a questa metodologia è stato ottimizzato ogni singolo tratto dello scarico, in modo tale da ottenere i massimi benefici dalla riflessione delle onde di pressione nel sistema, ottenendo così un sensibile miglioramento del processo di lavaggio del cilindro ai regimi desiderati.

Per ottenere gli scopi desiderati, si è prevalentemente agito sul tratto divergente del sistema: oltre a determinare la lunghezza ottimale per massimizzare il riempimento ad un regime massimo inferiore, si è studiata accuratamente la sua forma per mantenere una buona fase di lavaggio su un ampio range di funzionamento. Il nuovo sistema di scarico viene sfruttato pienamente ridefinendo la gestione della valvola elettronica allo scarico.

 

scarichi

 

curve di coppia e di potenza

La nuova curva di coppia risulta essere più regolare e superiore su tutto il range di funzionamento, presentando un valore massimo incrementato di oltre il 13%.

 

 

 

La potenza nella nuova configurazione raggiunge il picco massimo a 11000 rpm anziché 13000 rpm, mantenendo pressochè inalterato il suo valore massimo.

 

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