Nuove tecnologie MULTIAIR e UNIAIR da FIAT

Discussioni tecniche sulla meccanica, aerodinamica ed elettronica nel campo automobilistico ...

Nuove tecnologie MULTIAIR e UNIAIR da FIAT

Messaggioda hawui1 » mer 28 nov 2007, 14:34

Informazioni interessanti sulla nuova tecnologia che FIAT sta sviluppando per il controllo indipendente dell'alzata delle valvole..

(quanto segue Tratto e tradotto dal sito http://www.italiaspeed.com. )

"FIAT è sul punto di compiere il prossimo grande passo nella tecnologia dei motori a benzina, un nuovo rivoluzionario approccio all'attuazione delle valvole, che supererà  gli attuali metodi in uso. Il progetto noto come UNIAIR, è stato sviluppato dal Centro Ricerche Fiat (CRF) per circa 10 anni ed è ormai pronto per la produzione. Al di sotto dell'albero a camme lato aspirazione, UNIAIR vede la punteria e lo stelo della valvola di aspirazione collegati tramite una camera ad olio, la cui pressione è controllata da una valvola solenoide, quest'ultima comandata elettronicamente attraverso un’unità  di controllo che processa i comandi impartiti al pedale dell’acceleratore da parte del pilota. Il sistema UNIAIR offre un’ampia gamma di benefici inclusi diversi vantaggi nelle aree dell’incremento della potenza, dell’anadamento della coppia ai bassi regimi, della diminuzione delle emissioni, e della riduzione dei costi attraverso la sua semplicità  costruttiva.
Gli ingegneri FIAT credono di aver superato con successo i maggiori ostacoli occorsi nella fase di sviluppo, e la sua adozione nella produzione è gia nei piani della casa. Nel corso dei prossimi due anni questa nuova tecnologia sarà  introdotta sui nuovi modelli Alfa Romeo, Ferrari e Maserati.

Per apprezzare la rilevanza e l’importanza di UNIAIR dobbiamo dare un rapido sguardo ad un panorama più ampio. L’industria automobilistica europea in generale guarda al traguardo della norma CAFE 2008 dei 140gr/100km CO2 come ad un punto di svolta nelle applicazioni dei motori. Si avrà  quindi ancora una prevalenza dei diesel per i motori di elevata cubatura, mentre per i motori più piccoli, quelli sotto i 1600 cc, si ricorrerà  a motori a benzina ad alta efficienza. Nel mezzo, vedremo i motori tra 1800-2200 cc, sia diesel che benzina, contendersi il posto all’interno di quello che è il segmento più vasto del mercato, in una battaglia che sarà  giocata sul piano dell’efficienza e dell’economia dei motori offerti.
La tecnologia dei motori si concentrerà , allora, sulla risoluzione dei porblemi connessi con le emissioni di NOx e particoliato per i diesel, mentre gli sforzi sui benzina saranno incentrati sulla riduzione dei consumi e (quindi) delle emissioni di CO2.

Il punto principale riguardo ai motori a benzina concerne l’eliminazione, o almeno la riduzione, delle perdite di pompaggio ai bassi carichi di lavoro. Le tecnologie che sono in discussione a questo scopo sono: diluizione della carica attraverso l’approccio stechiometrico, diluizione della carica con aria (nota come combustione magra stratificata), riduzione della cilindrata oppure gestione del carico motore senza valvola a farfalla attraverso un sistema di controllo variabile delle valvole. E’ quest’ultimo il sistema che lo staff di ricerca FIAT ha individuato come soluzione ottimale, con altri benefici marginali che non possono che aggiungere valore al processo, che perciò è stato scelto come la strada da percorrere.

Probabilmente la caratteristica più importente di questa nuova tecnologia, nota in FIAT come UNIAIR (sta per Universal Air Control, ndr), è il controllo individuale di ogni singola valvola di alimentazione che permette la modulazione sia del flusso che dei livelli di turbolenza all’interno di ogni cilindro. In FIAT ci dicono: «Questa caratteristica ci consente di aumentare la velocità  di combustione quando necessario, tipicamente quando vengono usati gradi di chiusura precoce delle valvole di alimentazione per consentire il controllo del carico motore o in presenza di elevato EGR (ricircolo dei gas combusti, ndr), permettendo ai benefici derivati dall’aspirazione priva di valvola a farfalla di prevalere sul deterioramento dell’efficienza della combustione»
«Il vantaggio dimostrato nei consumi di carburante è nell’ordine dell’8-10%, dipendendo dal tipo di applicazione; le prestazioni del motore risultano implementate in termini di coppia ai bassi regimi e/o potenza massima, con simultanei miglioramenti del comportamento del motore nei transitori. Una significativa riduzione delle emissioni nella fase di riscaldamento del motore è stata ottenuta grazie alle capacità  di controllo del sistema sulla velocità  di combustione, con possibili impatti in termini di riduzione dei costi per il trattamento dei gas combusti.

Il sistema UNIAIR sviluppato dal CRF (Centro Ricerche FIAT) è stato studiato per fornire semplicità  costruttiva, basse richieste in termini energetici di funzionamento, un’intrinseca robustezza e contenimento dei costi. A differenza degli altri sistemi citati in precedenza, è la flessibilità  del concetto UNIAIR ad aumentare le eccitanti possibilità  di questo sistema di essere adottato anche per l’utilizzo sui motori diesel.

Il sistema UNIAIR è applicato alle sole valvole di alimentazione, principalmente a causa degli alti costi per l’applicazione anche alle valvole di scarico. Gli ingegnieri del CRF ci descrivono il sistema: « La punteria e la valvola di ingresso sono collegati attraverso una camera contenente olio in pressione, controllata da una valvola solenoide che normalmente è aperta. Quando la valvola solenoide si chiude (attivata) la valvola di alimentazione segue essenzialemente il profilo della camma nel suo movimento (“full lift”, apertura completa). Una chiusura precoce della valvola (EIVC, early intake valve closing, ndr) viene ottenuta aprendo (disattivando) la valvola solenoide ad un certo angolo dell’albero a camme. L’olio può così fluire dalla camera ad alta pressione (quella posta tra la punteria e lo stelo della valvola, ndr) in un canale a bassa pressione. In pratica il movimento della valvola di alimentazione è disgiunto da quello della punteria e, sotto l’azione della molla la valvola di alimentazione si chiude prima rispetto alla modalità  â€œfull lift”. Una chiusura progressiva e dolce della valvola di alimentazione è ottenuta attraverso l’applicazione di un freno idraulico alla valvola stessa. Durante il successivo riempimento della camera ad alta pressione l’olio fluisce attraverso la valvola solenoide aperta anche grazie alla presenza di un accumulatore di pressione a molla precaricato. Allo stesso modo una apertura ritardata della valvola di alimentazione (LIVO, late intake valve opening, ndr) può essere ottenuto ritardando l’attivazione della valvola solenoide».

Il sistema UNIAIR è largamente felssibile, permettendo di ottimizzare il funzionamento del motore istantaneamente. E’ un’applicazione molto robusta disegnata anche al fine di ridurre il più possibile l’impatto sulle attuali testate cilindri, lavora con i normali oli per motore e non richiede manutenzione per tutto il suo ciclo di vita. Le prestazioni della parte meccanica sono state migliorate durante i 10 anni di sviluppo al fine di ottenere determinati traguardi in termini di funzionalità  e durata, principalmente un’ampliamento delle condizioni di operatività  del sistema a regimi di rotazione molto elevati e a temperatura molto basse, una chiusura dolce delle valvole in ogni condizione di funzionamento del motore, un basso consumo energetico, un controllo preciso dell’aria immessa nel cilindro in ogni condizione di carico e regime del motore, una durata dell’attuatore/valvola solenoide almeno pari alla vita degli attuali motori. Si è dimostrato affidabile per regimi motore superiori agli 8.000 gir/min e temperature comprese tra i -30 e i 150 °C.

In un motore odierno, uno che utilizzi la convenzionale valvola a farfalla, la ECU (Engine Control Unit, ndr) controlla tutte le attività  simultaneamente attraverso il processo di iniezione della benzina, il controllo dell’entrata di aria e il tempo di accensione della miscela.
Per le prime applicazioni alla produzione del sistema UNIAIR , CRF ha cercato di seguire un approccio che fosse il più flessibile. Come ci dicono gli ingegnieri del CRF: «L’ UNIAIR Engine Control System consiste allo stato attuale delle cose, di due unità  separate deputate al “Air Control” (controllo del flusso d’aria) e al “Engine Controllo” (controllo motore). L’ Air Control Unit pilota elettronicamente l’attuatore elettroidraulico delle valvole motore al fine di controllare la Quantità  e la Qualità  dell’aria immessa in ciascun cilindro».
L’UNIAIR inoltre, abbandona la complicata realizzazione dei motori odierni, che richiedono l’utilizzo di cavi per la gestione della valvola a farfalla, valvole all’interno dei condotti di aspirazione e punterie con recupero automatico del gioco, per un sistema più sofisticato, ma nello stesso tempo più semplice e meno costoso da mettere da punto.

La ECU mantiene ancora il suo ruolo di primo piano, gestendo tutti i fattori inerenti la combustione, e nello stesso tempo comunica elettronicamente con l’ Air Control Unit. Questo sistema può essere in futuro integrato, creando un’unità  funzionale più efficiente che gli ingegnieri di FIAT chiamano “UNIAIR Engine Contro System”. L’unità  di controllo singola porterà  risparmi stimati attorno al 15-20% rispetto ai costi attuali.
Quando l’acceleratore è poco premuto, la ECU traduce questa azione in una richiesta di una certa massa di aria, che viene trasmessa alla Air Control Unit , che a sua volta aziona le valvole in relazione alla richiesta stessa, dopo aver tenuto conto delle condizioni ambientali e dell’olio, così come dello stato del motore e delle richieste di guidabilità .

Altri commenti da parte di FIAT: “L’azionamento indipendente delle due valvole di aspirazione apre la via ad una gestione puntuale delle caratteristiche di combustione attraverso il controllo del movimento della carica. In condizioni di alti carichi e quando viene richiesta la massima potenza la strategia più efficace è quella del funzionamento in modalità  â€œfull lift”, mentre riducendo il carico del motore possono essere adottate varie strategie di azionamento delle valvole per ottenere un controllo ottimale della combustione e la migliore efficienza complessiva”.

Dopo acer dimostrato di saper dettare il passo nella tecnologia diesel, più recentemente con lo sviluppo del common rail, ormai diffusamente adottato nel mondo dell’auto, gli ingegnieri FIAT vogliono dimostrare di essere all’avanguardia anche nel campo dei motori a benzina.
Sarà  questo un passo avanti rivoluzionario, così come ci appare? Abbiamo girato la domanda ad una delle firme più conosciute dell’Ingegneria del Regno Unito, PNM, che ha partecipato per un certo periodo allo sviluppo di questa tecnologia di controllo elettronico delle valvole motore. «L’impatto che questa nuova forma di controllo delle valvole rappresenta non può essere sottovalutato», ha commentato il Direttore Generale di PNM, Pete Musgrove, «Il controllo elettronico della distribuzione permette agli ingegnieri di ricercare una completa ottimizzazione dell’alimentazione, nella direzione di un miglioramento dell’efficienza che è anche quanto richiesto dalla regolamentazione comunitaria Europea».
«Cambierà  l’intera maniera di intendere l’alimentazione, e una volta che saranno raggiunti elevati volumi produttivi, anche grazie all’intrinseca semplicità  del sistema, il riparmio in termini di costi potrà  essere anche maggiore, lasciando aperta la strada ad ulteriori future integrazioni del sistema»”.
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Messaggioda hawui1 » mer 28 nov 2007, 14:44

Allego il diagramma che illustra come è implementato il sistema oltre ad altre note esplicative del suo funzionamento.

Sistemi elettronici avanzati di controllo valvole (EVC) sono potenzialmente in grado di massimizzare l’efficienza di riempimento in tutto il range di giri in modo da far funzionare il motore senza farfalla e controllare dinamicamente l’aria in aspirazione.

Attualmente esistono due principali tecnologie di attuazione in fase di
investigazione e ricerca. L’approccio elettro-idraulico, seguito da
CRF, ha la potenzialità  di realizzare praticamente tutti i vantaggi funzionali
attesi dal concetto di controllo variabile delle valvole. La robustezza di questa tecnologia di attuazione e la sua caratteristica intrinseca di “fail-safe” sono requisiti fondamentali per lo sviluppo di un
sistema automobilistico affidabile e producibile in larga scala.
L’approccio alternativo, quello elettromagnetico, è concettualmente
molto più semplice, poiché consente l’eliminazione dell’asse a camme. La
caratteristica intrinseca del meccanismo di attuazione introduce tuttavia alcuni problemi di difficile soluzione che possono ritardare il reale sviluppo di questa tecnologia.

Il sistema elettro-idraulico sviluppato da CRF, conosciuto (in ambito Fiat) con il nome di UNIAIR, si basa sul principio idraulico noto come “lost motion”. Il principio di funzionamento è semplice: la punteria e la valvola del motore sono collegate attraverso un volume di olio, controllato da una elettrovalvola attuata dal sistema elettronico di controllo. Mantenendo chiusa l’elettrovalvola durante la rotazione della camma la valvola motore ne segue fedelmente il profilo. Disattivandola in anticipo, la pressione dell’olio diminuisce e la valvola motore, per effetto della forza della sua
molla, si chiude. L’atterraggio “morbido” della valvola sulla sede è garantito da un freno idraulico che strozza il riflusso dell’olio durante la fase finale della chiusura della valvola. Attivando in ritardo l’elettrovalvola si ha invece una apertura ritardata e con alzata ridotta della valvola. Il potenziale è tale da consentire il completo controllo del motore senza l’utilizzo della valvola a farfalla, causa di rilevanti perdite energetiche per “pompaggio”.

Di importanza rilevante la possibilità  di gestire le valvole in maniera puntuale, valvola per valvola, cilindro per cilindro e colpo a colpo.
Le attività  di sviluppo svolte in CRF negli ultimi 10 anni hanno portato allo sviluppo di un attuatore elettro-idraulico relativamente semplice ma con elevate caratteristiche di robustezza e limitata sensitività  a parametri critici per tutti i sistemi idraulici quali la variazione della viscosità  dell’olio dovuta alla temperatura. La gestione del sistema è effettuata mediante un adeguato sistema di controllo elettronico, contenente strategie “model
based” evolute, in grado di elaborare i segnali di attuazione delle valvole a
seconda delle richieste del guidatore.

I vantaggi su motore sono evidenti:
• Ottimizzazione del rendimento volumetrico, e quindi delle
prestazioni, su tutto il campo di funzionamento del motore.
• Sostanziale riduzione dei consumi grazie alla eliminazione della farfalla
e delle emissioni grazie al controllo diretto e sincrono dell’aria e della
benzina.
• Miglioramento della risposta in transitorio dovuta al controllo diretto
dell’aria sulle valvole. Le attività  di sviluppo svolte in CRF hanno dimostrato la potenzialità  di guadagno in consumo, dell’ordine del 10%.
Gli ulteriori vantaggi in termini di prestazioni e guidabilità , estremamente
interessanti per i clienti, dovrebbero favorire ulteriormente la diffusione di
questa tecnologia sul mercato. Il Sistema di controllo elettronico delle
valvole UNIAIR è stata riconosciuta come la migliore innovazione europea
degli ultimi anni nel settore veicolistico.
Lo ha stabilito l’EUCAR (European Council for Automotive R&D) che come
organo dell’Associazione Automobilistica Europea ACEA si occupa di
promuovere l’innovazione del settore.
Il premio è stato attribuito al Centro Ricerche Fiat che è stato project leader di un progetto di ricerca europeo che ha visto il contributo fra gli altri, di Daimler Chrysler, PSA e Magneti Marelli.
L’Importanza strategica dell’innovazione è stata dimostrata dalla decisione
del GRUPPO FIAT di sviluppare industrialmente il prodotto in collaborazione con componentistica leader nel settore.
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Messaggioda Bibe » mer 28 nov 2007, 18:38

Provo a dire la mia:

Onestamente non metto in dubbio gli ingenti investimenti delle varie case automobilistiche per questa tecnologia (come ha già  fatto a suo tempo la bmw), ma ho vari dubbi e delle certezze:

- il fatto di avere la possibilità  di controllare le alzate delle due valvole di aspirazione in maniera diferente è un grosso vantaggio, ovviamente a carichi parzializzati, visto che si imprime al fluido operante un elevato moto di "swirl"

- però penso che aumentino le perdite organiche, in quanto le forze di ritorno delle molle-valvole vengono in parte persi e inoltre la valvola in certi casi può rimanere chiusa mentre la camma sta facendo "fatica" (utilizzando energia cinetica) a spingere ancora il piattello ed il meccanismo

- non vedo come possa migliorare il rendimento volumetrico in quanto se prima vi erano perdite di pompaggio causate dalla parzializzazione della farfalla, ci sono ancora, solo che sono solo nella camera di combustione.

forse si è guadagnato qualcosa in termini di resistenza di passaggio a piena potenza (non essendoci più la farfalla, non crea più la piccola resistenza che crea quando è in totale appertura) ma ciò implica miglioramenti solo di potenza, non di consumi o emissioni


frasi tratte dal testo:

"Sostanziale riduzione dei consumi grazie alla eliminazione della farfalla
e delle emissioni grazie al controllo diretto e sincrono dell’aria e della
benzina. "

"8-10% in meno di consumo"

mah.-..

sicuramente le emissioni a motore freddo sono notevolmente minori (e forse anche a caldo ai bassissimi regimi), ma nell'utilizzo normale ho paura che quello che si guadagna con la combustione venga "perso" con il peggioramento del rendimento organico...




e poi, non va oltre gli 8000.... :lol:



che ne pensate?
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Messaggioda Bibe » mer 28 nov 2007, 18:43

altra cosa:

La BMW a suo tempo ha investito parecchio e ha pubblicizzato pesantemente questa nuova tecnologia, ma ad oggi, non ho mai sentito dire di un Valvetronic che primeggia sui consumi...

Secondo me il futuro più remunerativo è sulla iniezione diretta.

oppure su una distribuzione totalmente idraulica o elettro-magnetica (eliminando così le camme che non sono da sempre il massimo della vita...)


sleeve-valves?!? il CRF l'ha abbandonata... però ci si poteva lavorare molto.
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Messaggioda hawui1 » mer 28 nov 2007, 20:25

Il mio scopo era prorpio quello di innescare una discussione, a quanto pare l'inizio è promettente..

Bibe ti rispondo ai vari punti che hai sollevato.. (o almeno ci provo)

non metto in dubbio gli ingenti investimenti delle varie case automobilistiche per questa tecnologia (come ha già  fatto a suo tempo la bmw)

In realtà  questa tecnologia è piuttosto differente dalle precedenti.. Se parliamo di valvetronic, posso sbagliare, ma nn mi risulta fosse in grado di variare l'alzata "colpo-per-colpo" e nemmeno in maniera differenziata tra le due valvole di aspirazione.. poteva invece variare l'alzata in tempi rapidi e l'entità  dell'incrocio.. Tra l'altro mi pare che valvetronic non permettesse l'eliminazione della valvola a farfalla.

Vedremo poi nel seguito che differenze ci sono a causa di queste caratteristiche peculiari del sistema

il fatto di avere la possibilità  di controllare le alzate delle due valvole di aspirazione in maniera diferente è un grosso vantaggio, ovviamente a carichi parzializzati, visto che si imprime al fluido operante un elevato moto di "swirl"

vero.. e i carichi parziali sono proprio quelli a cui un motore "stradale" funziona per il 99% della sua vita utile.. (tranne che per certi esponenti della tribù del "piede pesante" :lol:)

però penso che aumentino le perdite organiche, in quanto le forze di ritorno delle molle-valvole vengono in parte persi

In realtà  le perdite del sistema dovrebbero essere molto basse.. calcola che quando la valvola del serbatoio dell'olio dell'helper è chiusa l'helper si comporta come un elemento rigido.. fisicamente uno spessore.. e quindi (almeno teroicamente, trascurando attriti etc) non assorbe energia. Quando la valvolina è aperta l'olio fluisce nella camera aggiuntiva in cui una molla immagazzina il lavoro sotto forma di sovrappressione. Alla successiva rivoluzione della camma questa energia viene riutilizzta per "ripompare" l'olio dentro l'helper.. Non so se è questo che intendevi.. comunque se puoi essere più specifico analizziamo più a fondo la cosa..

noltre la valvola in certi casi può rimanere chiusa mentre la camma sta facendo "fatica" (utilizzando energia cinetica) a spingere ancora il piattello ed il meccanismo

l'helper è fisicamente rigido quando la valvola olio è chiusa.. L'olio è incomprimibile e se nn può uscire dall'helper ovviamente l'helper conserva il suo volume.. La trasmissione del moto quindi è come se avvenisse attraverso una catena di elementi rigidi.. (anche qui se nn ho capito cosa intendevi spiegami magari più dettagliatamente e vediamo)

non vedo come possa migliorare il rendimento volumetrico in quanto se prima vi erano perdite di pompaggio causate dalla parzializzazione della farfalla, ci sono ancora, solo che sono solo nella camera di combustione

Beh.. direi.. la Farfalla, specie ai carichi parziali (quando non è del tutto aperta o chiusa) genera dei vortici che si traducono in notevoli perdite di carico.. (regime turbolento) Fatto salvo che le perdite di carico sulla valvola rimangono costanti si ha un deciso miglioramento eliminandola.. da notare che il dosaggio aria nn avviene per alzata inferiore della valvola, bensì per apertura della valvola per un tempo inferiore.. Durante la corsa (inattiva) verso il basso il pistone è meno frenato e si perde meno energia..

forse si è guadagnato qualcosa in termini di resistenza di passaggio a piena potenza

questo è un ulteriore vantaggio

frasi tratte dal testo:
"Sostanziale riduzione dei consumi grazie alla eliminazione della farfalla
e delle emissioni grazie al controllo diretto e sincrono dell’aria e della
benzina. "
"8-10% in meno di consumo"
mah.-..

beh, questo è quello che dichiarano loro... :lol: so che c'è giù un motore sprimentale.. spero che nn siano cacchiate ed i valori dichiarati siano attinenti a quanto verificato sul campo..

e poi, non va oltre gli 8000....

Questo penso nn sia un serio problema.. (tranne magari che per le corse :lol:)

Secondo me il futuro più remunerativo è sulla iniezione diretta.

Senz'altro è un altro fronte dove si sta, a ragione, investendo parecchio

oppure su una distribuzione totalmente idraulica o elettro-magnetica (eliminando così le camme che non sono da sempre il massimo della vita...)

Allo stato attuale delle tecnologie ci sono dei problemi notevoli da risolvere in entrambe queste tecnologie.. per questo per ora è stato "rilasciato" questo sistema, che comunque ha già  dei vantaggi decenti..

sleeve-valves?!? il CRF l'ha abbandonata... però ci si poteva lavorare molto.

Anche in F1 Renault aveva intrapreso questa strada ma i problemi riscontrati sono stati notevoli.. tanto che lo sviluppo è stato abbandonato..

Per ultimo.. quali sono le differenze tra questo sistema e i vari Valvetronic,V-TEC & consimili...

1) Nessuno dei sistemi sopracitati riesce a gestire l'alzata giro per giro..
Il fatto di poter differenziare l'alzata ad ogni singolo giro consente di agire con la massima precisione e rapidità  variando in tempo reale alzata, fase durata e incrocio..

2) Nessuno dei sistemi di cui sopra consente la variazione indipendente dell'alzata delle valvole. Cosa che consente di creare a volontà  turbolenza in camera di scoppio migliorando la combustione

3) nessuno dei sistemi di cui sopra consente il dosaggio dell'aria in regime pseudo laminare (senza valvola a farfalla) a tutto vantaggio del rendimento volumetrico
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Messaggioda Bibe » gio 29 nov 2007, 0:37

infatti il valvetronic è molto meno performante rispetto a questo UNIAIR (fatte salve le doverose premesse riguardanti affidabilità  e manutenzionabilità !!)


i valvetronic sono senza valvola a farfalla! in effetti non possono variare l'alzata "colpo per colpo" e neanche differenziarla su due valvole dello stesso cilindro, in ogni caso questo sistema venne pubblicizzato in quanto la possibilità  di eliminare la farfalla dava indubbi vantaggi ai fini della riduzione del lavoro di pompaggio del motore, cosa che, come ho già  spiegato, secondo me NON fa, e non fa neanche questo UNIAIR, semplicemente perchè è impossibile! dove c'è una restrizione, ci sono perdite di pompaggio, poi se la restrizione sia la farfalla o le valvole stesse, non cambia niente!



dunque: a "helper" chiuso in teoria non ci sono perdite di energia, ma gli aumenti di peso non li consideri? inoltre è un fluido abbastanza viscoso, quindi si presuppone che gli attriti possano ricoprire un ruolo importante..

a helper aperto, quando la camera aggiuntiva si riempie di olio, la molla contenuta nell'accumulatore si comprime, ed è qui che peggiora il rendimento organico: per premerla si impiega energia "fornita" dalla camma, energia che viene dispersa e non vi è più la spinta del piattello sulla camma, è come se la distribuzione sfarfallasse in continuo!

Una vecchia regola diceva:
massima alzata, minime accellerazioni

beh, le accellerazioni e le inversioni di moto in questo sistema sembrano abbastanza cospique, inoltre c'è da precisare che non mi sembra che l'alzata max venga rispettata quando è azionato il solenoide, o almeno questo è quello che si evince dal grafico delle alzate in funzione dell'angolo di manovella!


e poi ritorniamo al discorso peso: c'è comunque più roba in movimento rispetto ai sistemi classici (olio compreso)


sul disegno sembrerebbe mancare la molla che permette il ritorno in sede della valvola quando la camma non spinge più... mah, credo che ciò sia per motivi legati ai brevetti... e al fatto che una tecnologia nuova è da preservare da occhi indiscreti!



dunque: sul valvetronic il dosaggio dell'aria avveniva proprio con una minore alzata (e di conseguenza un minore tempo di apertura), mentre da quanto si riesce a capire dal disegno, l'UNIAIR ha la capacità  di alzare quasi al max la valvola, ma, anche se la camma spinge sul piattello, si può far richiudere la valvola, immettendo quindi un minor quantitativo d'aria.

Il mio ragionamento è questo: se io devo spostare 1/2 litro d'aria, impiegherò una certa forza (il moto di discesa - passivo - del pistone) ed il pistone "rallenterà " la sua velocità ; questo sia se è la farfalla a parzializzare l'ingresso, sia se è la valvola... inoltre direi proprio che la valvola abbia dei coefficenti di efflusso molto minori rispetto alla farfalla (se qualcuno avesse delle info dettagliate a riguardo si potrebbero studiare).

Per quello non riesco a comprendere per quale motivo il pistone dovrebbe essere meno frenato.

Poniamo che ad un certo punto l'aria che è entrata nel cilindro basta per le richieste di potenza date dal potenziometro ("accelleratore" ormai non si può più usare come termine, non esiste più!), le valvole di aspirazione si chiuderanno in quell'istante e il pistone continuerà  a scendere. Questa sua discesa creerà  una DEPRESSIONE nella camera di scoppio (a camera chiusa), generando una forza che SOTTRAE al pistone l'energia che non era stata sottratta precedentemente.


per quanto riguarda gli 8000, per le Ferrari e Maserati potrebbe essere un problema, più che altro perchè ci si avvicina molto pericolosamente (per l'affidabiità  ed i rendimenti) alla velocità  di funzionamento limite.


come già  specificato, con le tecnologie attuali, la soluzione elettro-magnetica è ancora impraticabile, sopratutto per la produzione in serie...

pensavo magari ad una iniezione diretta di metano in fase liquida... sarebbe interessante, chissà  se qualcuno ci sta già  pensando...



a proposito di swirl:
I vecchi VTEC-E avevano la possibilità  di "bloccare" ciclo per ciclo il movimento di una delle due valvole di aspirazione, generando il famoso moto di "swirl", molto utile per generare una turbolenza in grado di "addensare" la carica vicino alla candela, generando un fronte fiamma più vigoroso e veloce, oltre a preparare il fluido operante nelle zone circostanti alla combustione.

Inoltre è utile per generare una carica stratificata, con aree intorno alla candela a rapporto stechiometrico (14,7 a 1), e aree periferiche con mescele molto magre. alla fine si può arrivare ad avere 18 - 20 parti d'aria per ogni parte di combustibile; ciò determina la riduzione dei consumi in quanto si aumentano i rendimenti di combustione.


stavo pensando: ma il servofreno?!? :? :wink:



spero di essermi spiegato almeno in parte, non sono molto bravo a spiegare i concetti che ho in mente senza gesticolare!!! :lol: :oops:



ps: già , una bella discussione con te la vorrei fare! sarebbe costruttivo! :wink:

speriamo che qualche ingegnere motoristico (magari aspirante...) si aggiunga!
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Messaggioda hawui1 » gio 29 nov 2007, 13:43

dove c'è una restrizione, ci sono perdite di pompaggio, poi se la restrizione sia la farfalla o le valvole stesse, non cambia niente!

Aspetta Bibe qui secondo me il discorso è questo.. supponiamo che per "inghiottire" un litro d'aria il motore abbia bisogno di 100Joule di lavoro.
Di questi 100 magari 60 sono perduti a causa degli attriti aerodinamici e per la turbolenza nel condotto di aspirazione mentre i restanti 40 si perdono nella gola della valvola quando ha un'alzata di 10mm. Se elimino la valvola a farfalla magari invece che 60 nel condotto di aspirazione ne perdo 30 .. sulla valvola nulla cambia, perchè come ti dicevo non faccio entrare meno aria alzando meno la valvola (e quindi creando maggiore resistenza aerodinamica) bensi la tengo aperta per un tempo inferiore.. Quindi addirittura anche sulla valvola guadagno qualcosa , perchè la restrizione è uguale ma perdura per un tempo inferiore.. mettiamo per dire 35 invece di 40.. alla fine mi ritrovo un lavoro perduto di 65..

ma gli aumenti di peso non li consideri?

Un aumento di peso va a detrimento della sola inerzia.. non delle perdite.. l'inerzia è conservativa (mentre gli attriti invece per esempio no). Quindi quello che avverrà  sarà  una limitazione della velocità  di movimento dovuta alle maggiori forze (conservative) in gioco.. per qst c'è la limitazione a 8.000 giri..

le accellerazioni e le inversioni di moto in questo sistema sembrano abbastanza cospique

e quindi non riuscirà  a salire sopra un certo regime di giri a causa dell'aumento delle forze in gioco.. ma non ci sarà  più energia dispersa..Se tu montassi sul tuo motore dei pistoni più pesanti le perdite interne rimarrebbero le stesse, semplicemente il regime massimo di giri andrebbe rivisto al ribasso..

a helper aperto, quando la camera aggiuntiva si riempie di olio, la molla contenuta nell'accumulatore si comprime, ed è qui che peggiora il rendimento organico: per premerla si impiega energia "fornita" dalla camma, energia che viene dispersa

L'energia fornita (accumulata) dalla molla non viene dispersa.. viene riutilizzata per ripompare l'olio dentro l'helper.. anche qui, una molla utlizzata in questo modo (a contrasto di una pressione) costituisce un sistema conservativo .. (trascurando eventuali attriti esterni ed interni al materiale)

è come se la distribuzione sfarfallasse in continuo!

In realtà  comprimi la molla del sistema idraulico esterno invece che quella del piattello valvola.. quindi per il motore cambia poco..

e poi ritorniamo al discorso peso: c'è comunque più roba in movimento rispetto ai sistemi classici (olio compreso)

E questo va a spese dell'inerzia del sistema.. e quindi del numero max di giri a cui puoi arrivare..

dunque: sul valvetronic il dosaggio dell'aria avveniva proprio con una minore alzata (e di conseguenza un minore tempo di apertura), mentre da quanto si riesce a capire dal disegno, l'UNIAIR ha la capacità  di alzare quasi al max la valvola, ma, anche se la camma spinge sul piattello, si può far richiudere la valvola, immettendo quindi un minor quantitativo d'aria.

Esatto

inoltre direi proprio che la valvola abbia dei coefficenti di efflusso molto minori rispetto alla farfalla

Vero.. ma sono gli stessi sia nel motore con o senza questo dispositivo.. in compenso questo sistema non ha la farfalla.. (vedi prima risposta)

Questa sua discesa creerà  una DEPRESSIONE nella camera di scoppio (a camera chiusa), generando una forza che SOTTRAE al pistone l'energia che non era stata sottratta precedentemente.

Be difficilmente si arriverà  a valori di depressione consistenti.. in ogni caso anche questa depressione essendo elastica è conservativa.. nel senso che il pistone riacquisterà  energia nella corsa di risalita.. esattamente quella che aveva perso in quella di discesa proprio per effetto della depressione..

per quanto riguarda gli 8000, per le Ferrari e Maserati potrebbe essere un problema,

Questo limite è sicuramente innalzabile utilizzando materiali pregiati (più leggeri e resistenti) per le parti mobili in modo da ridurne l'inerzia.. Un problema magari per il costo totale di una utilitaria ma non certo per auto del calibro di una Ferrari..

I vecchi VTEC-E avevano la possibilità  di "bloccare" ciclo per ciclo il movimento di una delle due valvole di aspirazione

ma in questo caso non solo posso bloccare.. ma anche parzializzare a piacere estendendo l'area di tuilizzo anche a regimi in cui un eccessivo swirl potrebbe essere nocivo..

pensavo magari ad una iniezione diretta di metano in fase liquida... sarebbe interessante, chissà  se qualcuno ci sta già  pensando...

Metano in fase liquida.. la vedo dura.. il metano per liquefarlo ha bisogno di pressioni notevolissime a temperatura ambiente..
C'è l'iniezione di GPL in fase liquida per i benzina (molto buona), e la GPL fumigation per i diesel (molto controversa)

stavo pensando: ma il servofreno?!?

Sul diesel la farfalla nn c'è.. ma il servofreno c'è cmq.. :wink:

ps: già , una bella discussione con te la vorrei fare! sarebbe costruttivo! Wink

speriamo che qualche ingegnere motoristico (magari aspirante...) si aggiunga!

Speriamo.. l'argomento (almeno per me) è molto interessante.. !!
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Messaggioda Bibe » gio 29 nov 2007, 18:30

Aspetta Bibe qui secondo me il discorso è questo.. supponiamo che per "inghiottire" un litro d'aria il motore abbia bisogno di 100Joule di lavoro.
Di questi 100 magari 60 sono perduti a causa degli attriti aerodinamici e per la turbolenza nel condotto di aspirazione mentre i restanti 40 si perdono nella gola della valvola quando ha un'alzata di 10mm. Se elimino la valvola a farfalla magari invece che 60 nel condotto di aspirazione ne perdo 30 .. sulla valvola nulla cambia, perchè come ti dicevo non faccio entrare meno aria alzando meno la valvola (e quindi creando maggiore resistenza aerodinamica) bensi la tengo aperta per un tempo inferiore.. Quindi addirittura anche sulla valvola guadagno qualcosa , perchè la restrizione è uguale ma perdura per un tempo inferiore.. mettiamo per dire 35 invece di 40.. alla fine mi ritrovo un lavoro perduto di 65..



mmmhh... non mi convince: supponiamo di fare un paragone idraulico:
abbiamo un tubo che porta acqua con una pressione di 4 bar (immaginiamola identica sia statica che dinamica per semplicità  - generatore ideale), e abbiamo 2 rubinetti in serie, il primo lo apriamo la metà  (la farfalla), il secondo per 1/4 (le valvole), ovviamente sarà  il secondo rubinetto a decidere quanta acqua far scorrere in un minuto, ecco, secondo me è questo, in linea di massima ciò che succede sul lato aspirazione (ovviamente con le dovute complicazioni di un sistema dinamico impulsivo, fatto di onde e di riffrazioni). se elimino il primo rubinetto, entra la medesima quantità  di acqua!!

sai, se avessi l'attrezzatura farei dei flussaggi per togliermi la curiosità !!!!!!!!!!!!!! :lol:


Un aumento di peso va a detrimento della sola inerzia.. non delle perdite.. l'inerzia è conservativa (mentre gli attriti invece per esempio no). Quindi quello che avverrà  sarà  una limitazione della velocità  di movimento dovuta alle maggiori forze (conservative) in gioco.. per qst c'è la limitazione a 8.000 giri..



beh ma scusa, l'inerzia non determina anche la quantità  di lavoro necessario?!? se aumenta l'inerzia aumentano anche le energie dissipate e cala il rendimento organico!!!

Giacomo augusto Pignone (ex CRF) scrive nel suo libro: "gli attriti sono dominati pressochè tatalmente dalle forze di inerzia"

inoltre: "la potenza dissipata dagli stanfuffi si riduce se si adotta:

- elevato frazionamento
- basso rapporto corsa/alesaggio
- bassa viscosità  dell'olio
- bassa densita del materiale costituente lo stantuffo (cioè masse alterne leggere)
- basso ... ecc ecc ..."

e poi le stesse cose, sono riportate a proposito della distribuzione (in fondo la valvola è una massa alterna).
Tutto questo nel capitolo più importante a proposito dei rendimenti: quello del rendimento ORGANICO.


In sostanza, se il complesso distribuzione pesa 1kg in più, non solo si limitano le velocità  massime raggiungibili, ma si impiega più forza per operare gli spostamenti!!!!

Se io montassi dei pistoni più pesanti aumenterebbero le perdite organiche(il rendimento organico diminuisce) e oltre a girare più piano (e avere meno PME alias potenza disponibile), aumenterebbero anche i consumi, per via delle maggiori inerzie!!!


che ne pensi?



L'energia fornita (accumulata) dalla molla non viene dispersa.. viene riutilizzata per ripompare l'olio dentro l'helper.. anche qui, una molla utlizzata in questo modo (a contrasto di una pressione) costituisce un sistema conservativo .. (trascurando eventuali attriti esterni ed interni al materiale)


oggi ci ho pensato un pò su:
dunque, è difficile da spiegare... la camma spinge il piattello; la centralina UNIAIR decide, in base al carico ed alle condizioni di funzionamento del motore di non aprire una valvola di aspirazione: la camma, oltre a spingere la molla di ritorno-piattello, pompa olio nell'accumulatore (comprimendo la molla del serbatoio di recupero) in realtà  ne spinge due di molle, e a questo si aggiunge l'energia dissipata dall'olio che, essendo viscoso, utilizza, per passare dalla camera al serbatoio, una certa energia, che non viene in nessun caso restituita anzi.., in quanto, quando la camma fa salire il piattello, vi è un'altro trasferimento di olio che determina un'altra perdita. L'energia delle due molle viene per così dire recuperata, ma quella dell'olio no.

E questo se va bene... :

condizioni iniziali: la camma spinge il piattello; la centralina UNIAIR decide, in base al carico ed alle condizioni di funzionamento del motore di aprire la valvola per un certo periodo e di chiuderla prima: la camma spinge il piattello, e, a solenoide chiuso, la valvola segue fedelmente il profilo della camma; a valvola aperta, la centralina comanda l'apertura del solenoide: l'olio, spinto dalla molla di ritorno della valvola (quella che non si vede nel disegno) entra nell'accumulatore, e la valvola si richiude prima rispetto al diagramma della camma, ma ciò implica che la molla dell'accumulatore, abbia un carico più basso rispetto a quella del ritorno-valvola... (oltre alle già  citate perdite "fluidodinamiche" dell'olio); quando il solenoide si riapre, è la forza della molla dell'accumulatore che "spinge" la camma indietro, questo vuol dire l'energia che si è impiegata per spingere in apertura la valvola NON viene restituita completamente!!! viene restituita l'energia della molla dell'accumulatore, ma non quella della molla spingi-valvola, che come ti ho spiegato ha necessariamente più carico rispetto a quella dell'accumulatore.

Tra l'altro la differenza dev'essere cospiqua, a causa del fatto che i tempi in discussione sono molto brevi, per cui l'olio per essere spinto nell'accumulatore richiede un certo tempo, proporzionale alla differenza di carico delle 2 molle inferiori.



Citazione:

Questa sua discesa creerà  una DEPRESSIONE nella camera di scoppio (a camera chiusa), generando una forza che SOTTRAE al pistone l'energia che non era stata sottratta precedentemente.


Be difficilmente si arriverà  a valori di depressione consistenti.. in ogni caso anche questa depressione essendo elastica è conservativa.. nel senso che il pistone riacquisterà  energia nella corsa di risalita.. esattamente quella che aveva perso in quella di discesa proprio per effetto della depressione..



hai ragione non ci avevo pensato!!!! :lol: :ok:


per il servofreno era una battuta!!! :lol:


si in effetti il metano ha molti problemi in più, già  una iniezione diretta di GPL in fase liquida non sarebbe malaccio!!


Non lo so, sono ancora del parere che siano dei sistemi che introducono troppe limitazioni e difficoltà  che alla fine vanno a ledere sia sui rendimenti, sia sugli impegni di manutenzione e riparazione...

senza considerare che mio zio (meccanico generico non convenzionato) non potrà  più manutenzionare una distribuzione UNIAIR... :lol:
scherzo ovviamente!!


mamma mia che post lungo!!!!! :lol:
l'ho salvato perchè è il mio record personale!!!
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Messaggioda hawui1 » gio 29 nov 2007, 21:53

ovviamente sarà  il secondo rubinetto a decidere quanta acqua far scorrere in un minuto, ecco, secondo me è questo,

Comunque attenzione, nel nostro caso non parliamo di regime permanente.. pensiamo che invece di acqua sia GAS.. mettiamo che la pressione a monte del primo rubinetto sia costante.. a causa delle perdite nella prima strizione del tubo la pressione nel secondo troncone del tubo diminuirà .. (perdita di carico) quindi a parità  di apertura del secondo rubinetto uscirà  meno gas di quanto ne sarebbe uscito se il primo rubinetto nn ci fosse stato..


beh ma scusa, l'inerzia non determina anche la quantità  di lavoro necessario?!?

non direi.. il lavoro compiuto dalla forza d'inerzia durante mezzo giro dell'albero motore (trascurando gli attriti) si può dimostrare che è nullo.. Questo indipendentemente dalla massa dello stantuffo

se aumenta l'inerzia aumentano anche le energie dissipate

... se parliamo di un Pistone, nel caso reale ciò è vero.. ma non perchè la forza d'inerzia sia dissipativa, bensì siccome parte della reazione agente sul pistone (che è somma vettoriale della forza di inerzia dello stantuffo e di quella dell'espansione dei gas) è equilibrata dalla parete del cilindro.. aumentando la forza d'inerzia aumenta in una qualche misura questa reazione e quindi la forza con cui il pistone è premuto lateralmente contro il cilindro, per cui aumenta l'attrito radente.. Nel caso ideale, trascurando gli attriti nel cilindro, qualsiasi massa abbia il pistone la cosa è indifferente.. Ad ogni modo, vista la presenza del velo di lubrificante anche nel caso reale questo aumento di attrito è alquanto contenuto..

Nel nostro caso ci sarà  senz'altro un aumento dell'attrito dovuto all'aumento delle forze di inerzia che premono l'helper verso la camma, ma visto il peso microscopico dell'helper, la corsa molto limitata, e la lubrificazione nn penso questo effetto sia così macroscopico.. penso che l'helper peserà  una frazione di quanto pesa la valvola..

inoltre: "la potenza dissipata dagli stanfuffi si riduce se si adotta:
- bassa densita del materiale costituente lo stantuffo (cioè masse alterne leggere)

vedi sopra.. ma questo NON si applica in tutti i casi in cui agisce una forza d'inerzia, si applica solo al caso specifico.. Se vuoi allego un diagramma dove si vede chiaramente perchè..

e poi le stesse cose, sono riportate a proposito della distribuzione (in fondo la valvola è una massa alterna).

puoi riportare questa parte del discorso?

Se io montassi dei pistoni più pesanti aumenterebbero le perdite organiche(il rendimento organico diminuisce) e oltre a girare più piano (e avere meno PME alias potenza disponibile), aumenterebbero anche i consumi, per via delle maggiori inerzie!!!

Non per l'inerzia in se, ma per come la forza di inerzia, nel caso specifico aumenta l'attrito radente sulla parte del pistone .. Le forze di inerzia non sono dissipative, gli attriti lo sono..
Quanto al fatto di girare più piano, si parla pursempre di 8.000 giri/min, quindi un regime di giri che quasi nessuna auto stradale "normale" raggiunge.. quindi la PME non viene intaccata nella maggior parte dei casi.. per i motori sportivi bisogna vedere che materiali si possono utilizzare per ridurre ulteriormente l'inerzia del sistema. certamente i pistoni di una auto Diesel pesano molto di più di quelli di un benzina aspirato.. eppure il suo motore normalmente ha un rendimento più elevato.. questo perchè il rendimento totale è un bilancio dei vari rendimenti..quindi io direi.. Visto che il meccanismo è un qualcosa di "aggiuntivo" è facile che ci sia un certo "lavoro" che dovremo dissipare per azionarlo, ma in realtà , quello che secondo me è da tenere presente, è che cosa otteniamo a fronte del peggioramento del rendimento organico.. bisogna cioè fare un bilancio di quanto invece aumenteranno il rendimento volumetrico e quello termodinamico.. può essere benissimo che la bilancia penda ben a favore di questi ultimi alla fine dei conti..

per le altre due tue affermazioni fammici pensare.. sono convinto che una certa parte di lavoro vada cmq speso.. e non credo si possa valutare di quanto si parla (magari è cmq molto poco) però sono curioso di vedere come hai interpretato il funzionamento del marchingegno (sperando che, vista la complessità  del gingillo non mi venga un ictus per lo sforzo :lol::lol:)

Non lo so, sono ancora del parere che siano dei sistemi che introducono troppe limitazioni e difficoltà  che alla fine vanno a ledere sia sui rendimenti, sia sugli impegni di manutenzione e riparazione...

Per la seconda affermazione senza dubbio hai ragione (manutenzione + onerosa).. per la prima non so.. bisognerebbe vedere la banco se ciò che FIAT dichiara è vero o no...
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Messaggioda hawui1 » gio 29 nov 2007, 22:19

oggi ci ho pensato un pò su: [omissis..] in quanto, quando la camma fa salire il piattello, vi è un'altro trasferimento di olio che determina un'altra perdita. L'energia delle due molle viene per così dire recuperata, ma quella dell'olio no.

La descrizione del funzionamento è corretta.. bisogna vedere in base alla viscosità  dell'olio e alla dimensione dei passaggi a quanto ammonta questa energia perduta nell'attrito interno dell'olio..

quando il solenoide si riapre, è la forza della molla dell'accumulatore che "spinge" la camma indietro

Ecco, questo invece nn l'ho capito..

eravamo al punto che il solenoide era aperto.. la valvola era tornata a chiudersi in barba al profilo della camma grazie alla compressione dell'olio dentro il serbatoio esterno operata dalla molla che nn si vede. Quando la camma ruotando torna a non esercitare pressione sul piattello la molla "debole" del serbatoio esterno ripompa l'olio dentro l'helper grazie anche al lavoro della molla richiamo piattello.. o sbaglio.. ?
E si è pronti ad eseguire un altro ciclo..
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Messaggioda godzillatdi » gio 29 nov 2007, 22:38

waooo questo confronto mi appassiona davvero (anche se ammetto chre molti termini che usate non li capisco bene :lol: :oops: ) lancio un'idea potreste fare un sunto dell'intero marchingegno in termini un poì' piu' terra terra ? :) provo a dire quello che ho capito di tutto l'intruglio se poi sbaglio correggetemi :D la camma muove un pistoncino idraulico il quale aspira una certa quantita' d'olio e in base alla quantita' si decide quanto si apre la valvola?

domande :lol:

1) la chiusura della valvola da cosa e' determinata?

2) se ho capito bene le valvole possono aprirsi in modo autonomo e differenziato l'una dall'altra?

3) quel risparmio stimato del 15-20 % sarebbe di carburante bruciato? a parita' di rotazione rispetto a un motore normale?

spero in qualche risposta e magari qualche spiegazione in piu' :oops:
ultimamente mi rendo conto che la gente ha paura di cio di cui non dovrebbe e non ne ha di cio di cui dovrebbe ....son io che vado al contrario??
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Messaggioda Bibe » ven 30 nov 2007, 18:38

rispondo prima a godzillatdi perchè ci metto meno!!! :lol: :D

allora: la camma spinge una valvola che al suo interno ha una sorta di serbatoio (l'helper) di olio (che funge da spessore) che può essere svuotato a piacimento in un momento qualsiasi in cui la valvola è aperta. lo fa grazie ad un "solenoide" (elettrovalvola), che con un impulso elettrico (partito da una centralina che comanda il sistema) apre un passaggio e l'olio defluisce in un serbatoio di recupero (accumulatore).
Quando poi la camma non spinge più il piattello, la molla dentro l'accumulatore permette all'olio di ritornare all'interno dell'helper.

tutto chiaro? :wink:


riposte:

1) dipende da cosa decide di fare la centralina:

- può far seguire alla valvola il profilo della camma (semplicemente non inviando alcun segnale al solenoide), in quanto le condizioni di utilizzo sono: massima potenza

- oppure può aprire il solenoide in qualunque momento anticipando la chiusura della valvola, per esempio per un funzionamento a carico parzializzato.

- oppure ancora può aprire il solenoide ancor prima che la camma abbia iniziato a spingere il piattello, in questo modo, tenendo il solenoide aperto, l'olio defluisce fin da subito nell'accumulatore, permettendo alla valvola di non muoversi (utilizzo tipico: massima economia, regime e carico bassi)


2) esatto!!


3) dunque: un sistema di questo tipo permette l'eliminazione della valvola a farfalla, e questo permettere di ridurre le perdite di "pompaggio" del motore in questo argomento si stà  discutendo proprio di questo.
Inoltre il fatto di poter gestire le due valvole in modo totalmente indipendente permetterebbe di controllare meglio la combustione, e quindi inquinare meno e consumare meno (in quanto si aumenta il rendimento della combustione)
Loro dicono 8-10%, ma secondo me non si arriva al 1%.

Questo a causa dei motivi che sono all'interno della nostra discussione!

Ovvviamente, tutto IMHO!!! :lol:

ps: fa piacere che l'argomento interessi!! se hai dubbi conta pure su di noi!!!!!!!! giusto hawui1???! :)
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Messaggioda Bibe » ven 30 nov 2007, 19:59

Ho perso un sacco di righe, e non le avevo salvate... :(
riscrivere tutto... mamma mia... stà  diventando sempre più una discussione da fare IRL!!!




vedi sopra.. ma questo NON si applica in tutti i casi in cui agisce una forza d'inerzia, si applica solo al caso specifico.. Se vuoi allego un diagramma dove si vede chiaramente perchè..


e in quali casi si applica?


ecco il tratto sulla distribuzione:

"si riduce la potenza dissipata:

1) ecc ecc..
2) ecc ecc

3) adottandi minimi "margini" della forza molla rispetto alla forza di inerzia negativa della valvola: cioè andare il più vicino possibile alle condizioni di sfarfallamento, senza però superarle. All'innescarsi dello sfarfallamento la potenza dissipata cresce infatti bruscamente, in quanto viene a mancare il "recupero" delle forze di chiusura delle valvole.

4) adottando per l'equipaggio mobile materiali a bassa densità : dall'Iconel si è passati.. ecc ecc

5 - 6 - 7 ecc ecc"

Allora, al punto 3 si parla di recuperi di forze derivati dalle molle e ci riallaciamo al discorso che ti dicevo, in base al quale il recupero di questo sistema è alquanto modesto ed è notevolmente minore della forza che serve per far aprire la valvola (l'ultima molla è molto meno "forte" rispetto alle due molle che si comprimono all'apertura della valvola!


il punto 4 dice che, il deterioramento del rendimento organico è influenzato anche dal peso dell'equipaggio mobile. non si parla di attriti, solo di peso! il chè è comprensibile: un'astronave con peso terrestre di 10t, richiede una certa forza per essere spostata nel vuoto, una da 5t invece ne richiederà  esattamente la metà  (escludiamo gli attriti che nel vuoto non esistono).



Le forze di inerzia non sono dissipative, gli attriti lo sono..


ti giuro che non riesco a capire perchè le inerzie non dovrebbero essere dissipative!!!!!!

e=mc2 (spero che il buon Albert non si rivolti -giustamente- nella tomba.... :lol: )



Quanto al fatto di girare più piano, si parla pursempre di 8.000 giri/min, quindi un regime di giri che quasi nessuna auto stradale "normale" raggiunge.. quindi la PME non viene intaccata nella maggior parte dei casi.. per i motori sportivi bisogna vedere che materiali si possono utilizzare per ridurre ulteriormente l'inerzia del sistema. certamente i pistoni di una auto Diesel pesano molto di più di quelli di un benzina aspirato.. eppure il suo motore normalmente ha un rendimento più elevato.. questo perchè il rendimento totale è un bilancio dei vari rendimenti..quindi io direi.. Visto che il meccanismo è un qualcosa di "aggiuntivo" è facile che ci sia un certo "lavoro" che dovremo dissipare per azionarlo, ma in realtà , quello che secondo me è da tenere presente, è che cosa otteniamo a fronte del peggioramento del rendimento organico.. bisogna cioè fare un bilancio di quanto invece aumenteranno il rendimento volumetrico e quello termodinamico.. può essere benissimo che la bilancia penda ben a favore di questi ultimi alla fine dei conti..


i diesel hanno un rendimento termodinamico enormemente più elevato, a causa di tantissimi fattori (r/c elevatissimo, maggiore adiabaticità , regimi molto minori e quindi INERZIE minori ecc ecc)
ovvio che è il rendimento totale che detta legge, ma io non credo che aumenti il rendimento volumetrico, che invece è aumentato coi soliti modi (studi su fasature, dimensioni e geometrie di condotti, valvole, pistoni ecc ecc ecc ecc ecc ecc ecc ecc), non eliminando una farfalla che, ripeto ha dei coefficenti di efflusso enormi rispetto ad una valvola che presenta un'area di passaggio notevolmente minore e obbliga il flusso a deviazioni brusche introducendo turbolenze di portata molto maggiore a quelle della farfalla, anche per il semplice motivo che esse sono SEMPRE inevitabili.


La descrizione del funzionamento è corretta.. bisogna vedere in base alla viscosità  dell'olio e alla dimensione dei passaggi a quanto ammonta questa energia perduta nell'attrito interno dell'olio..


ma anche se fosse modesta, moltiplicandola per almeno 8 otteniamo valori che sicuramente incidono...

Ecco, questo invece nn l'ho capito..

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E si è pronti ad eseguire un altro ciclo..


esatto!!! il piattello spinge la camma solo con il carico della molla del piattello e quella dell'accumulatore, il cui carico è minore di quello della famosa molla che non si vede, ed è proprio questa differenza a incidere sul rendimento organico!

che ne pensi?


poi alla fine, bisogna vedere il bilancio dei rendimenti se è a favore o no a questo sistema!

secondo me con l'UNIAIR:

- rendimento organico peggiore

- rendimento di combustione maggiore

secondo me il bilancio è più a sfavore...

una bella prova al banco tra i due sistemi non sarebbe male...


ps: non scrivo la parte mancante per motivi di tempo... domani magari... :oops:
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Messaggioda godzillatdi » ven 30 nov 2007, 21:55

ispondo prima a godzillatdi perchè ci metto meno!!! Laughing Very Happy

allora: la camma spinge una valvola che al suo interno ha una sorta di serbatoio (l'helper) di olio (che funge da spessore) che può essere svuotato a piacimento in un momento qualsiasi in cui la valvola è aperta. lo fa grazie ad un "solenoide" (elettrovalvola), che con un impulso elettrico (partito da una centralina che comanda il sistema) apre un passaggio e l'olio defluisce in un serbatoio di recupero (accumulatore).
Quando poi la camma non spinge più il piattello, la molla dentro l'accumulatore permette all'olio di ritornare all'interno dell'helper.

tutto chiaro?
chiarissimo :lol: :D

ps: fa piacere che l'argomento interessi!! se hai dubbi conta pure su di noi!!!!!!!! giusto hawui1???!
be' direi che l'argomento e' nteressante davvero grazie a bibe per la risposta e un grazie anticipato per le prossime risposte che mi darete

:lol: :lol:
ultimamente mi rendo conto che la gente ha paura di cio di cui non dovrebbe e non ne ha di cio di cui dovrebbe ....son io che vado al contrario??
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Messaggioda hawui1 » sab 1 dic 2007, 9:05

Bibe..mi sa che qui si sta facendo un pò di confusione.. partiamo dal discorso del "lavoro" perduto..

e=mc2 (spero che il buon Albert non si rivolti -giustamente- nella tomba.... Laughing )

Questa equazione, a parte il fatto che ci dice solo che la massa è un particolare stato dell'energia, ma cmq non si applica.. nel motore la benzina nn viaggia a velocità  prossime a quelle della luce, quindi non è oggetto di effetti relativistici.. Parliamo invece dei concetti che si applicano al moto alternativo di uno stantuffo in un motore o cmq al moto di oggetti che viaggiano a velocità  trascurabili rispetto ai 300.000Km/s ..

Le equazioni necessarie a capire sono solo banalmente due..
La prima e : F= m * a , che ci dice che a parità  di accelerazione la Forza aumenta proporzionalmente alla massa. Attenzione, qui si parla di aumento della Forza, ma non si parla di "Lavoro" cioè di energia effettivamente spesa.. Il lavoro compiuto da una forza invece viene definito come prodotto vettoriale della Forza per il vettore spostamento del suo punto di applicazione.

Da notare che l'entità  della forza può essere irrilevante, per esempio, un grave da 100t appoggiato su un piano applica una forza da 100t sul piano stesso.. però compie un lavoro nullo perchè il suo punto di applicazione non si muove.. Se sul primo grave ne metto un altro da 100t, la forza applicata raddoppia ma il lavoro è sempre nullo..

In un sistema reale il Lavoro si divide poi in lavoro utile e lavoro perduto. Tipicamente questo secondo caso fa riferimento, in un sistema non conservativo, al lavoro compiuto dalla componente della forza che equilibra le forze d'attrito..

Quindi, come dicevo, anche se l'aumento della massa fa aumentare una delle forze in gioco nel sistema, bisogna vedere se questa forza ha una delle sue componenti vettoriali che agisce come forza dissipativa, a far aumentare cioè l'attrito nel sistema e valutare lo spostamento di questa componente per valutare il lavoro perduto addizionale.. nel caso ciò non avvenga l'aumento della forza è irrilevante perchè l'energia del sistema non verrà  diminuita..

Seguiamo col discorso della valvola a farfalla

Cocettualizzando il collettore di aspirazione fino al motore e schematizzandolo, possiamo pensare ad un tubo, che ad una estremità  hala pressione atmosferica, dall'altro ha una pompa che aspira (il pistone) e nel mezzo ha due strizioni, la farfalla e la valvola.
Si dimostra facilmente, usando l'equazione di bernulli ma comunque considerando le perdite di carico nelle due strizioni che la potenza della pompa che sostiene una certa portata in uscita dal tubo è tanto minore quanto minore è l'influenza delle due strizioni. Se ne elimini una la potenza necessaria diminuisce..
Del resto se il rendimento del sistema ha come potenza perduta quella nelle due strizioni, eliminando una strizione (valvola a farfalla) la potenza perduta diminuisce e quindi il rendimento del sistema aumenta. Questo in ogni caso..

Quanto si risparmia ? Andrebbe calcolato.. Non ti tragga comunque in inganno il discorso del coefficiente di efflusso della valvola.. quello della farfalla quando è aperta di pochi gradi (cosa che capita spesso) non è trascurabile.. Inoltre la valvola causa delle perdite localizzate, mentre le turbolenze dovute alla farfalla si ripercuotono su una lunghezza di condotta notevole.. riassumendo : non sono così sicuro che, come tu affermi, le perdite nella farfalla siano così trascurabili..

i diesel hanno un rendimento termodinamico enormemente più elevato, a causa di tantissimi fattori (r/c elevatissimo, maggiore adiabaticità , regimi molto minori e quindi INERZIE minori ecc ecc)

Ti rigiro il discorso.. (specie per quell"INERZIE minori") .. A 4000g/min un motore diesel ha sempre e comunque un rendimento molto più elevato di un benzina che gira agli stessi giri motore.. e questo nonostante la sua biella ed il suo pistone siano molto più pesanti.. Questo perchè il modesto aumento degli attriti dovuto alla maggiore inerzia (vedi discorso della forza laterale riequilibrata dalla parete del pistone nel mio post precedente) è largamente compensato dal fatto che il gruppo pistone/biella più robusto consenta di bruciare un diverso combustibile con un R/C ben più alto e quindi con un rendimento termodinamico ben superiore.

In altre parole, è solo il bilancio globale che conta.. se perdo energia ma lo faccio facendo aumentare il rendimento termodinamico in maniera considerevole il rendimento del sistema può aumentare anche notevolmente.. nonostante la perdita in più.. E sul rendimento termodinamico e volumetrico c'è parecchia "ciccia" da mordere..

ma anche se fosse modesta, moltiplicandola per almeno 8 otteniamo valori che sicuramente incidono...

rispondo a questo punto come a tutto il resto dei discorsi sul gruppo molla etc..

Per quanto riguarda le molle, sono macchine essenzialmente conservative.. se comprimo una molla con la forza F per lo spostamento "s", compio il lavoro F*s, quando la lascio la molla compie su di me lo stesso lavoro -F*s. Il fatto che molle più rigide agiscano conto molle meno rigide (Costante elastica diversa) non può alterare quanto sopra..

Per quello che riguarda quindi le perdite, certamente ci sranno delle persite nel sistema (il discorso dell'olio è valido) ma valutare a quanto ammontino queste perdite non è così semplice.. dire che
sicuramente incidono...
è un'affermazione che deve essere quantomeno provata da calcoli precisi o comunque da evidenze sperimentali..

e qui viene il punto..
Il motore in questione esiste.. e i dati dichiarati da FIAT sono (o comunque dovrebbero essere se FIAT non ha voluto fare la ganza :lol::lol:) i valori misurati sul prototipo di quel motore..
l’EUCAR (European Council for Automotive R&D) che ha stabilito di promuovere questa innovazione come la migliore innovazione europea degli ultimi anni nel settore veicolistico lo ha fatto proprio in base a queste evidenze..

ps: fa piacere che l'argomento interessi!! se hai dubbi conta pure su di noi!!!!!!!! giusto hawui1???!

ma naturalmente !! Il fatto che nn abbia risposto è solo perchè tanto stamani con Godzi ci vediamo IRL.. quindi avremo agio di parlarne più semplicemente.. :wink:
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Messaggioda Bibe » sab 1 dic 2007, 10:09

hawui, la relatività  era uno scherzo, forse non sono stato molto chiaro... ovvio che non c'entra niente qui... :D

Le equazioni necessarie a capire sono solo banalmente due..
La prima e : F= m * a , che ci dice che a parità  di accelerazione la Forza aumenta proporzionalmente alla massa. Attenzione, qui si parla di aumento della Forza, ma non si parla di "Lavoro" cioè di energia effettivamente spesa.. Il lavoro compiuto da una forza invece viene definito come prodotto vettoriale della Forza per il vettore spostamento del suo punto di applicazione.


infatti, il lavoro compiuto dall'albero motore è il prodotto vettoriale della Forza (e quindi anche in base al peso) per il vettore spostamento del suo punto di applicazione!


Da notare che l'entità  della forza può essere irrilevante, per esempio, un grave da 100t appoggiato su un piano applica una forza da 100t sul piano stesso.. però compie un lavoro nullo perchè il suo punto di applicazione non si muove.. Se sul primo grave ne metto un altro da 100t, la forza applicata raddoppia ma il lavoro è sempre nullo..

In un sistema reale il Lavoro si divide poi in lavoro utile e lavoro perduto. Tipicamente questo secondo caso fa riferimento, in un sistema non conservativo, al lavoro compiuto dalla componente della forza che equilibra le forze d'attrito..

Quindi, come dicevo, anche se l'aumento della massa fa aumentare una delle forze in gioco nel sistema, bisogna vedere se questa forza ha una delle sue componenti vettoriali che agisce come forza dissipativa, a far aumentare cioè l'attrito nel sistema e valutare lo spostamento di questa componente per valutare il lavoro perduto addizionale.. nel caso ciò non avvenga l'aumento della forza è irrilevante perchè l'energia del sistema non verrà  diminuita..


boh, non so che dirti, sicuramente la tua spiegazione è inattaccabile, però io per quello che ho letto, e ragionando, mi sento di dire che secondo me se aumenta il peso, le inerzie aumentano e aumentano anche le forze dissipate... (anche se non vi è aumento di attrito)
Tra l'altro in tutti i libri di motoristica che ho letto si fa riferimento separatamente al peso ed agli attriti in maniera diversa, indipendente.

Vuoi perchè io sono come San Tommaso, vuoi perchè ho la crapa durissima, penso ancora che un aumento di peso comporti di per se una maggior energia dissipata!


Perchè allora si fanno le auto da competizione il più leggere possibile?

perchè allora si cambia il volano mettendone uno leggerissimo? Nelle F1 addirittura il volano non esiste, il suo compito viene svolto dalla frizione e -pensa te- dalla distribuzione, che, con le sue inerzie funge da accumulatore di energia nonchè da smorzatore di vibrazioni!


Cocettualizzando il collettore di aspirazione fino al motore e schematizzandolo, possiamo pensare ad un tubo, che ad una estremità  hala pressione atmosferica, dall'altro ha una pompa che aspira (il pistone) e nel mezzo ha due strizioni, la farfalla e la valvola.
Si dimostra facilmente, usando l'equazione di bernulli ma comunque considerando le perdite di carico nelle due strizioni che la potenza della pompa che sostiene una certa portata in uscita dal tubo è tanto minore quanto minore è l'influenza delle due strizioni. Se ne elimini una la potenza necessaria diminuisce..


Sbaglio o nell'esempio da te citato passerebbe una maggiore quantità  di aria attraverso la seconda restrizione?!? ma se accade ciò, in realtà  sarebbe come avere la farfalla più aperta! Entrerebbe più aria nel cilindro, ma a noi non interessa far entrare più aria, e allora cosa fai? diminuisci i passaggi di aria nell'unica restrizione che ti rimane (la valvola) e quindi riporti il sistema alle medesime condizioni di funzinamento (una maggiore restrizione comporta una maggiore energia spesa).



Ti rigiro il discorso.. (specie per quell"INERZIE minori") .. A 4000g/min un motore diesel ha sempre e comunque un rendimento molto più elevato di un benzina che gira agli stessi giri motore.. e questo nonostante la sua biella ed il suo pistone siano molto più pesanti.. Questo perchè il modesto aumento degli attriti dovuto alla maggiore inerzia (vedi discorso della forza laterale riequilibrata dalla parete del pistone nel mio post precedente) è largamente compensato dal fatto che il gruppo pistone/biella più robusto consenta di bruciare un diverso combustibile con un R/C ben più alto e quindi con un rendimento termodinamico ben superiore.

In altre parole, è solo il bilancio globale che conta.. se perdo energia ma lo faccio facendo aumentare il rendimento termodinamico in maniera considerevole il rendimento del sistema può aumentare anche notevolmente.. nonostante la perdita in più.. E sul rendimento termodinamico e volumetrico c'è parecchia "ciccia" da mordere..



d'accordissimo!! 8)


Per quanto riguarda le molle, sono macchine essenzialmente conservative.. se comprimo una molla con la forza F per lo spostamento "s", compio il lavoro F*s, quando la lascio la molla compie su di me lo stesso lavoro -F*s. Il fatto che molle più rigide agiscano conto molle meno rigide (Costante elastica diversa) non può alterare quanto sopra..


aspetta, in questo caso avremo:

comprimendo la molla il lavoro sarà : F1*s, quando rilasci la molla avremo -F2*s!

con: F1>F2, pei i motivi che ho già  spiegato!

poi, se non ho capito bene il funzionamento (magari, quella molla che manca è perchè il metodo di ritorno della valvola è un altro!!) è un'altra storia!!


E poi ritorniamo al solito discorso : sono cocciuto :lol: :D


ma naturalmente !! Il fatto che nn abbia risposto è solo perchè tanto stamani con Godzi ci vediamo IRL.. quindi avremo agio di parlarne più semplicemente..


chissà  se un giorno o l'altro non ci si incontri... :D459333 :respekt
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Messaggioda Bibe » sab 1 dic 2007, 10:23

hawui, stavo pensando una cosa:

nel grafico del tuo secondo post, sembrerebbe che con l'UNIAIR si riesca a mantenere la medesima fasatura diminuendo l'alzata (le curve in verde), solo che non mi spiego come possa fare, significherebbe che la molla dell'accumulatore ha un carico maggiore di quella che riporta indietro la valvola (quella che manca)

Non è che c'è un altro sistema per far tornare in sede la valvola?

non riesco a capire queste due cose che forse sono correlate!

che ne pensi?
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Messaggioda hawui1 » sab 1 dic 2007, 10:33

Perchè allora si fanno le auto da competizione il più leggere possibile?

Perchè F= m * a, quindi a = F / m
quindi a parità  di potenza sviluppata dal motore "a" (accelerazione) sarà  tanto più grande quanto più piccola sarà  "m" (massa del veicolo). Similmente nelle curve diminuisce la forza laterale che i pneumatici devono contrastare..

perchè allora si cambia il volano mettendone uno leggerissimo?

Qui il discorso è, pur adattato al moto rotatorio, lo stesso di sopra.. minore è il momento d'inerzia più rapido sarà  il motore a prendere giri.. Ma anche qui, il volano non fa perdere energia, quella che immagazzina "rallentando" la rapidità  a prendere giri del motore la restituisce pari pari quando lasci il gas..

Sbaglio o nell'esempio da te citato passerebbe una maggiore quantità  di aria attraverso la seconda restrizione?!? ma se accade ciò, in realtà  sarebbe come avere la farfalla più aperta! Entrerebbe più aria nel cilindro, ma a noi non interessa far entrare più aria, e allora cosa fai? diminuisci i passaggi di aria nell'unica restrizione che ti rimane (la valvola) e quindi riporti il sistema alle medesime condizioni di funzinamento (una maggiore restrizione comporta una maggiore energia spesa).

nope.. :wink: apro la valvola per un tempo inferiore.. che non è come : "diminuisci i passaggi di aria nell'unica restrizione che ti rimane (la valvola) e quindi riporti il sistema alle medesime condizioni di funzionamento".. Se avessimo alzato -di meno- la valvola per far entrare meno aria sarebbe stato come dici tu..

con: F1>F2, pei i motivi che ho già  spiegato!

Sto esaminando una sola molla.. (come ho scritto "se comprimo UNA molla").. e ti posso assicurare che in questo caso F = -F . Un sistema composto da elementi conservativi è esso stesso conservativo, quindi avere più molle che agiscono l'una contro l'altra ricade proprio in questo discorso..

chissà  se un giorno o l'altro non ci si incontri...

Pensa che questa estate eri a 100 metri da casa mia e di Godzi (!)
Chissà , se ripassi da queste parti fatti sentire, mi farebbe piacere !!
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Messaggioda Bibe » sab 1 dic 2007, 10:34

dai tuoi primi post:

"Una chiusura progressiva e dolce della valvola di alimentazione è ottenuta attraverso l’applicazione di un freno idraulico alla valvola stessa. Durante il successivo riempimento della camera ad alta pressione l’olio fluisce attraverso la valvola solenoide aperta anche grazie alla presenza di un accumulatore di pressione a molla precaricato. Allo stesso modo una apertura ritardata della valvola di alimentazione (LIVO, late intake valve opening, ndr) può essere ottenuto ritardando l’attivazione della valvola solenoide». "


e

"Il sistema elettro-idraulico sviluppato da CRF, conosciuto (in ambito Fiat) con il nome di UNIAIR, si basa sul principio idraulico noto come “lost motion”. Il principio di funzionamento è semplice: la punteria e la valvola del motore sono collegate attraverso un volume di olio, controllato da una elettrovalvola attuata dal sistema elettronico di controllo. Mantenendo chiusa l’elettrovalvola durante la rotazione della camma la valvola motore ne segue fedelmente il profilo. Disattivandola in anticipo, la pressione dell’olio diminuisce e la valvola motore, per effetto della forza della sua
molla, si chiude."



se, nell'accumulatore vi è bassa pressione, vuol dire che la molla dell'accumulatore non potrà  mai aprire in ritardo la molla valvola ma potrà  invece accadere sempre il contrario!!!


la coperta è sempre troppo corta e non è tutto oro quello che luccica.

ritorno del mio parere: finchè non mi spiegano esattamente come funziona e finchè non fanno una prova al banco tra un motore con testata UNIAIR e l'altro identico ma con testata tradizionale, dubiterò di questo sistema.

piuttosto che si tolga la camma che è un obrobio di meccanica!!!
magari soppiantandola con un sistema a bielle e manovelle!
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Messaggioda Bibe » sab 1 dic 2007, 10:42

Pensa che questa estate eri a 100 metri da casa mia e di Godzi (!)
Chissà , se ripassi da queste parti fatti sentire, mi farebbe piacere !!
Ti offro una birra e ci inventiamo qualche meccanismo strano e al diavolo la FIAT


ANDATA!!!! :lol:


Qui il discorso è, pur adattato al moto rotatorio, lo stesso di sopra.. minore è il momento d'inerzia più rapido sarà  il motore a prendere giri.. Ma anche qui, il volano non fa perdere energia, quella che immagazzina "rallentando" la rapidità  a prendere giri del motore la restituisce pari pari quando lasci il gas..


ma quando lasci il gas, o stai cambiando o stai rallentando, quindi non stai usando l'energia immagazzinata dal volano e dalla distribuzione (le molle facendo su e giù sono sempre in assorbimento di energia e mai in cedimento)! Supponendo un funzionamento a regime costante o in accellerazione una massa maggiore è solo una dissipazione di energia!
Come lo è nel caso di una vettura completa!

Perchè F= m * a, quindi a = F / m
quindi a parità  di potenza sviluppata dal motore "a" (accelerazione) sarà  tanto più grande quanto più piccola sarà  "m" (massa del veicolo). Similmente nelle curve diminuisce la forza laterale che i pneumatici devono contrastare..


ecco! infatti! Quanto mi piace l'Elise!!
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