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per la presentazione |
Crankshaft Design
è un software nato per soddisfare le esigenze di molti
costruttori e preparatori nello sviluppo e la preparazione
dell'albero motore. Questo software è di fondamentale aiuto per
individuare le soluzioni ottimali di equilibratura e inerzia per
ogni specifico motore e ogni specifica esigenza, al fine di
ottimizzare prestazioni, guidabilità e affidabilità. |
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Caratteristiche
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L'albero motore
oltre che da un punto di vista strutturale deve essere
studiato anche per due aspetti fondamentali, l'equilibratura
delle forze che si generano per il movimento delle
masse alterne (pistone, segmenti, spinotto e parte
della biella) e di quelle rotanti
(parte della biella, asse accoppiamento), e inoltre per l'inerzia
che l'albero è in grado di offrire.
In un motore monocilindrico, a meno che non si introducano
alberi controrotanti, l'equilibratura può essere solo
parziale e come scegliere questa
equilibratura parziale è sempre stato oggetto di
discussione su quale possa essere la migliore, in realtà non
c'è una soluzione migliore in assoluto, ma quella ottimale
va individuata in base alle
caratteristiche del motore e del veicolo per il quale
è impiegato il motore. |
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Stesso discorso vale per ciò che concerne l'inerzia
dell'albero motore, più leggero, più pesante, fori,
non fori, sono domande che ricorrono nel tempo, alle quali
non si può dare una risposta in quanto anche per questo
aspetto la soluzione migliore dipende dalle
caratteristiche del motore e dal suo utilizzo.
A fronte di quanto detto, nella pratica si fanno delle
scelte iniziali e poi sulla base di test e ripetuti
tentativi vengono fatte delle modifiche, questo processo è
lungo e laborioso e molto spesso non si sa se la soluzione
trovata è davvero la migliore.
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Il software Crankshaft Design
può invece far valutare preventivamente al tecnico le
caratteristiche tecniche principali dell'albero e gli effetti che
le scelte di
equilibratura e di inerzia comportano in
termini di prestazioni e affidabilità in
relazione alle caratteristiche del motore e del veicolo sul quale è
applicato, consentendo di trovare rapidamente la
soluzione ottimale.
Il software è strutturato in quattro aree che permettono di
analizzare, calcolare e sviluppare l'albero motore in maniera
ottimale.
ANALISI ALBERO MOTORE |
In questa sezione il software calcola le caratteristiche
principali dell'albero motore che si ha a disposizione, o
che si vuole sviluppare, infatti calcola rapidamente PESO -
EQULIBRATURA - INERZIA dell'albero motore. |
PROGETTO ALBERO MOTORE |
In questa sezione il software calcola DIMENSIONE e
POSIZIONE dei CONTRAPPESI, o di eventuali FORI, per avere
una determinata equilibratura dell'albero motore, mostrando
nel contempo come si modificano inerzia e peso. |
CALCOLO PRESTAZIONI MOTORE |
In questa sezione il software calcola come si modifica
la CURVA di POTENZA del motore in base alle scelte di
EQUILIBRATURA e INERZIA che sono state fatte per l'albero
motore. |
CALCOLO PRESTAZIONI VEICOLO |
Questa sezione disponibile nella versione PRO del
software permette di calcolare le PRESTAZIONI del VEICOLO
tenendo conto di come le caratteristiche dell'albero motore
influenzano la potenza del motore, ed il comportamento in
fase di cambiata. |
A seguire mostreremo nel dettaglio come lavora il software nelle
diverse aree.
ANALISI ALBERO
MOTORE |
Il software vi consente di calcolare le caratteristiche
principali dell'albero motore in maniera semplice.
Infatti è sufficiente inserire le informazioni sul manovellismo (corsa, e
pesi dei componenti), e alcuni dati che permettono di
caratterizzare l'albero motore. A questo proposito il
software offre diverse opportunità di inserimento dati per
soddisfare tutte le esigenze. |
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Se avete effettuato la classica prova sperimentale per il
calcolo dell'equilibratura, potete inserire nel software il
valore del peso d'equilibrio rilevato, ed il software in
base ai pesi del manovellismo vi calcolerà rapidamente
l'EQUILIBRATURA del vostro albero motore. Inoltre se
misurate il PESO dell'albero, ed il suo diametro massimo, il
software calcolerà una stima dell'INERZIA dell'albero
stesso. |
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Se avete il disegno tridimensionale dell'albero motore, dal
vostro CAD 3D potrete facilmente rilevare la posizione del
baricentro dell'albero, ed il suo PESO, grazie a questi dati
il software vi calcolerà rapidamente l'EQUILIBRATURA del
vostro albero motore in funzione dei pesi del manovellismo. |
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Se invece il vostro albero motore è di forma classica, o
volete svilupparne uno con questa forma, il software grazie
alle misure principali calcolerà automaticamente PESO,
EQUILIBRATURA e INERZIA del vostro albero motore. |
Se nell'albero motore sono già presenti contrappesi, o fori,
nel software è possibile facilmente inserirne le
caratteristiche al fine di tenerne conto nei calcoli e
vedere come questi influenzano PESO, EQUILIBRATURA e
INERZIA. |
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Dopo aver inserito i dati dell'albero motore nella modalità
che desiderate, e le caratteristiche del manovellismo, il
software Crankshaft Design calcola PESO, EQUILIBRATURA, e INERZIA
dell'albero motore, sia tenendo conto dei contrappesi e dei
fori, sia escludendoli, in tal modo sarà facile capire anche
le caratteristiche della geometria iniziale dell'albero
motore, e valutare le possibilità di modifica. |
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Oltre ai calcoli il software disegna la
geometria dell'albero motore che avete inserito
permettendovi di valutare se i dati sono corretti e dove vi
è spazio per eventuali interventi di modifica migliorativi.
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PROGETTO ALBERO MOTORE |
Se si vuole modificare un albero esistente o se si vuole
studiare un nuovo albero motore, dopo la fase di analisi che
consente di avere un quadro completo della situazione, il
software Crankshaft Design consente di studiare facilmente
gli interventi da effettuare sull'albero per ottenere
EQUILIBRATURA e INERZIA desiderati. |
Il software vi consente infatti di calcolare automaticamente
posizione e caratteristiche dei contrappesi che sono
necessari per ottenere una determinata equilibratura.
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In primo luogo va
scelta la percentuale di equilibratura che si vuole
ottenere. |
Inoltre si può
indicare il numero di contrappesi che si vogliono
utilizzare, lo spessore del contrappeso, ed il
materiale (densità) |
Infine si può
scegliere se la posizione dei contrappesi deve
generare la minima inerzia, o quella massima. |
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Al
termine del calcolo il software vi fornisce tutte le
informazioni dei contrappesi da utilizzare: |
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Inoltre vi mostra
come si modificano le caratteristiche dell'albero
motore per l'applicazione dei contrappesi, ed il
relativo disegno in scala: |
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Quest'area del software Crankshaft Design può
essere utilizzata sia per calcolare i contrappesi di
un albero motore che non è mai stato equilibrato. |
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Sia per modificare l'equilibratura di un albero
motore che presenta un equilibratura diversa da
quella che desideriamo. |
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Se ad esempio abbiamo
già un albero equilibrato al 50% e vogliamo passare
ad un equilibratura del 40%, il software calcolerà
dimensioni e posizione del foro da praticare
sull'albero motore, se invece volete aumentare la
percentuale di equilibratura vi indicherà posizione
e caratteristiche del contrappeso aggiuntivo da
utilizzare. |
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Il software consente anche di vedere l'equilibratura e
l'inerzia che si ottengono utilizzando determinati
contrappesi, o praticando specifici fori. |
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Vi mostra
il disegno in scala e come si modificano PESO,
EQUILIBRATURA, ed INERZIA con i nuovi contrappesi e
fori applicati. |
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CALCOLO PRESTAZIONI MOTORE |
Le scelte di
EQUILIBRATURA e INERZIA oltre ad influenzare
le forze e le vibrazioni che si scaricano sul telaio,
influiscono sulle prestazioni del motore. Infatti in base
all'EQUILIBRATURA che si sceglie cambiano le
forze agenti tra pistone e cilindro, e sui cuscinetti di
biella, e di banco, e di conseguenza le perdite per attrito
meccanico, mentre l'INERZIA influisce sulla
velocità di rotazione dell'albero motore durante il ciclo, e
di conseguenza modifica il comportamento fluidodinamico del
motore, ed il relativo rendimento.
Il software Crankshaft Design è in grado di calcolare le
PERDITE MECCANICHE in funzione delle scelte di EQUILIBRATURA
effettuate, e di vedere come si modifica la CURVA DI POTENZA
DEL MOTORE in funzione dell'INERZIA dell'albero motore.
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Nel software vanno
inseriti i principali dati tecnici del motore, e la
curva di potenza rilevata al banco prova. |
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A questo punto
inserendo la percentuale di equilibratura e
l'inerzia dell'albero motore (si possono usare anche
i valori calcolati nelle fasi di ANALISI e di
PROGETTO), il software calcolerà come si modifica la
curva di potenza, la potenza persa per attrito, e le
forze agenti sul telaio. |
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Oltre ai
dati globali mostra anche i grafici di tutte le
grandezze calcolate in funzione del regime motore. |
POTENZA |
POTENZA PERSA |
FORZA
VERTICALE MEDIA |
FORZA
VERTICALE MAX |
FORZA
ORIZZONTALE MEDIA |
FORZA
ORIZZONTALE MAX |
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Questa sezione del software Crankshaft Design è fondamentale
per migliorare le prestazioni del motore nella direzione
desiderata intervendo sull'albero motore. Infatti il
software consente di mettere a confronto le diverse
soluzioni, e quindi di individuare immediatamente, quella
ottimale per le vostre esigenze. |
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Grazie al software
Crankshaft Design potrete quindi studiare le
modifiche da effettuare all'albero motore come
equilibratura, e come inerzia, per modellare la
curva di potenza per le vostre esigenze. Potrete
quindi lavorare per spostare il picco di potenza
massima, o per avere più allungo, oppure giocare con
l'inerzia per addolcire la curva di coppia, ecc.,
individuando le soluzioni ottimali con rapidità e
precisione. Inoltre potrete sempre valutare come
cambiano le forze sul telaio in base alle scelte che
effettuate, gestendo quindi anche eventuali problemi
legati alle vibrazioni. |
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CALCOLO PRESTAZIONI VEICOLO |
Nella versione PRO del software Crankshaft Design è
possibile vedere anche come le scelte di
EQUILIBRATURA e INERZIA si riflettono sulle
prestazioni del veicolo.
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Nel software vanno
inserite le caratteristiche del veicolo, delle ruote
motrici, e della trasmissione. Oltre ai dati
principali il software permette anche di fornire
informazioni sul baricentro del veicolo, e sulle
condizioni di aderenza, in tal modo si potrà anche
simulare la fase di accelerazione nelle reali
condizioni, tenendo conto della possibilità o meno
di utilizzare tutta la potenza disponibile. Nel
software si può inoltre indicare a quale regime si
vuole effettuare la cambiata, al fine di valutare il
comportamento del veicolo nel reale funzionamento
che vogliamo effettuare. |
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Al termine del
calcolo il software Crankshaft Design mostra il
comportamento del veicolo in tutta la fase di
accelerazione. Si potranno quindi confrontare le
prestazioni in base alle scelte di EQUILIBRATURA e INERZIA
analizzando i grafici di:
REGIME MOTORE |
VELOCITA' |
ACCELERAZIONE |
ed inoltre vedere il tempo necessario per raggiungere le diverse velocità,
e le velocità che si raggiungono nelle diverse
marce, con il relativo tempo per raggiungerle. |
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Come avete visto,
grazie al software Crankshaft Design, sviluppare, e migliorare, il vostro albero motore, diventa realmente
facile, e potete realmente incrementare le prestazioni del vostro motore, e del vostro mezzo, agendo sull'albero motore nella direzione
più opportuna! Affianco sono riassunte le funzionalità
delle due versioni del software. |
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BASIC |
PRO |
analisi albero motore |
X |
X |
progetto albero
motore |
X |
X |
calcolo prestazioni
motore |
X |
X |
calcolo prestazioni
veicolo |
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X |
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Acquisto |
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