harry potter

Classificazione
In base al rapporto che vi è tra l'alesaggio e la corsa i vari tipi di motore prendono la denominazione di:

Motore "quadro", nel caso di misure uguali (rapporto 1:1)
Motore "superquadro" o a "corsa corta", se la corsa è inferiore all'alesaggio (rapporto 1,4:1)
Motore "sottoquadro" o a "corsa lunga", nel caso opposto (rapporto 0,6:1)

Rapporto superquadro
La scelta del diametro per un motore di una certa cilindrata è determinata dal risultato che si vuole ottenere, infatti a seconda di quanto più è grande l'alesaggio più si deve diminuire la corsa, il che porta determinati vantaggi e svantaggi:


Vantaggi
Utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio porta ad avere determinati vantaggi:

Minor superficie laterale, con un alesaggio maggiore ed una minore corsa si ha una superficie di contatto minore tra pistone e cilindro, permettendo una minore dispersione d'energia per attrito, calcolabile con questa formula , dove S sta per Superficie di contatto, r per raggio dell'alesaggio C per corsa del pistone.
Minore velocità del pistone a parità di rpm, questo è dato dal fatto che per avere un grande alesaggio si deve avere una corsa più breve, determinando un minore consumo del pistone e del cilindro, oppure dando la possibilità d'aumentare il valore del regime massimo.
Miglior rendimento volumetrico, con queste misure si migliora il riempimento del cilindro, soprattutto per i motori a quattro tempi, che possono adoperare valvole a fungo piu grandi, mentre nei motori a due tempi non del tipo unidirezionale quest'aspetto è meno marcato, per via del sistema a luci che in questi casi hanno fasatura meno ampie per via della maggiore funzionalità delle stesse e permette un lavaggio della miscela fresca con un percorso piu lento e si riduce la dispersione allo scarico.
Vibrazioni minori, il pistone e la biella essendo sottoposti a una velocità minore (a parità di regime e motore) durante le rotazioni sviluppano una minore inerzia e creano meno vibrazioni.

Solo per i 2T
Per i soli motori a due tempi, utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio porta ad avere determinati vantaggi:

Minor contatto tra miscela fresca e gas combusti, con un gran alesaggio (per esempio nei 125 misure come 56 x 50,6 a confronto del 54 x 54,5) si ha una diversa fluidodinamica che permette d'avere un fronte di contatto tra i due elementi minore, il che permette d'avere minori dispersioni di miscela fresca e migliorando di conseguenza anche il riempimento del cilindro.
Raffreddamento migliore, questo è derivato dalla minore distanza tra le zone non coperte dal circuito di raffreddamento, per via delle fasature del cilindro, permettendo comunque una migliore conduzione del calore per continuità.

Svantaggi
Utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio porta anche ad avere determinati svantaggi:

Minore tenuta delle fasce elastiche, la minore tenuta delle fasce elastiche e dei anelli raschiaolio, viene dal fatto che tali segmenti sviluppano tutti la stessa forza (determinata dal tipo di materiale, forma e accorgimenti), ma viene sviluppata su una superficie maggiore, creando quindi una pressione minore, riducendo la tenuta dei gas e nel caso dei motori a 4T anche dell'olio motore.
Minor rendimento termico, questo è dato dalla camera di combustione più allargata, dato che per poter avere lo stesso rapporto di compressione, oltre al fatto che deve essere più larga, deve anche essere piu schiacciata, aumentando di fatto il tempo di combustione.
Forze in gioco maggiori, a parità di cilindrata e di coppia motrice, un motore superquadro ha delle forze maggiori in fase di combustione ed espansione, che devono essere supportate dai primi organi rotanti del motore, come biella e pistone.
Scampanamento maggiore, favorendo la larghezza del pistone rispetto all'altezza del mantello, si favorisce l'oscillazione del pistone in avanti e indietro accentuando questo fenomeno.

Solo per i 2T
Per i soli motori due tempi, utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio porta anche ad avere determinati svantaggi:

Precisioni minore per le fasature, per via delle caratteristiche del motore, avere una corsa breve significa avere margini d'errore minore per lo stesso risultato qualitativo, dato che le fasature vengono determinate dall'altezza dei travasi e avendo una corsa del pistone minore, si ha per lo stesso errore di fusione o lavorazione (per esempio 0,5 mm) un errore sulla fasatura maggiore, per questo motivo bisogna adoperare tolleranze di fusione minori per avere lo stesso risultato fluidodinamico.

Ininfluente
Utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio non si hanno ne vantaggi ne svantaggi per:

Maggiore superficie della testa del pistone, questo porta ad un maggiore sfruttamento della combustione, infatti a termine della combustione si ha una determinata pressione, la quale preme sul pistone, che riceve una forza che verrà trasmessa alla biella, calcolabile con questa formula , dove F sta per forza trasmessa alla biella, P per pressione nella camera di combustione e S per superficie della testa del pistone.
D'altronde dato che si riduce la lunghezza del braccio dell'albero motore per via della corsa più breve, si ha la stessa coppia o forza espressa di un motore quadro o sottoquadro.


In generale
La scelta dei vari rapporti tra alesaggio e corsa, solitamente varianti tra gli 0,6:1 e 1,4:1, avviene in base a ciò che si cerca di ottenere dal motore stesso, nelle auto di serie generalmente si usano motori sottoquadri, mentre nelle auto sportive, come nella Formula 1, si usano motori superquadri con un rapporto che sfiora i 2,5:1.

Come è facile intuire i motori sottoquadri permettono più facilmente d'avere un rapporto di compressione elevato, ma i motori superquadri presentano un pistone meno sollecitato, per cui possono raggiungere un regime di rotazione di più elevato (fino a 40'000 rpm e oltre nelle macchinine telecomandate).

Molte macchine sportive montano motori sottoquadri, questo è dato soprattutto dal regolamento che impone determinati limiti nei regimi massimi di rotazione o misure da rispettare (alesaggio e corsa uguali ai modelli di serie), come nei Cross e nel Rally, dove per poter sviluppare un motore più potente si deve ricorrere a rapporti di compressione elevati.

Nei motori a due tempi sportivi dei anni '80 e inizio anni '90 avevano misure superquadre, questo perché i materiali con cui venivano realizzati e gli oli in commercio richiedevano una riduzione degli attriti, permettendo così di arrivare a regimi operativi elevati, ma con il miglioramento di questi fattori e dall'evidenza della maggiore complicazione nel realizzare scarichi con rendimenti pari a quelli già utilizzati ma con regimi operativi maggiori e dall'elevata difficoltà di realizzare elettroniche per il sistema d'accensione che permettesse regimi ancor più elevati senza aumentarne la qualità e il costo di produzione per i veicoli di serie, passando così alla misura superquadra la quale verrà poi utilizzata anche nelle competizioni per via delle stesse motivazioni, che comunque ha permesso di migliorare il rendimento termico per via della camera di combustione piu raccolta, senza che questo porti a svantaggi significativi, appunto per il miglioramento dei materiali e degli oli.

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