Curve di potenza e coppia
 

Leggendo una discussione di questo forum, in particolare questa, ho visto molte buone idee.

Ad un certo punto si comincia a parlare di cavalli e kilowatt necessari per una minimoto.

A questo punto mi è nata una curiosità per capire come impostare un eventuale progetto: come erogano i motori delle mini?

In particolare mi piacerebbe capire quanta potenza si perde nella trasmissione. Per questo sarebbe necessario comparare queste potenze:
- Potenza all'albero
- Potenza al pignone (se qualcuno mai l'ha misurata)
- Potenza alla ruota

Chiedo quindi, a chi ne ha la possibilità e volontà, di postare le proprie curve di potenza (magari addirittura come serie di dati da buttare in excel).

Mi interesserebbero di più motori "medi" o comunque non troppo spinti, ma comunque tutto va bene.

Vi aspetto numerosi :)

Se hai in mente di mettere un motore alternativo
non credo che ti serva le potenze in vari punti.
bene o male dovrai mettere sia il pignone che la ruota,
quindi quel dissipamento ti rimane.
Nei motori con cambio c'è la moda di misurare potenza all'albero e al pignone
ma xkè il cambio assorbe potenza,
mentre nelle minimoto il pignone è diretto sull'albero.
Mentre alla ruota si aggiungono le dissipazioni della gomma e della catena.

La coppia cmq è una forza di torsione applicata su una leva lunga 1 metro,
mentre i cavalli sono una relazione fra coppia e regime dove si presenta
ed è per questo che anche se è la coppia che effettivamente spinge il mezzo sono i cv che fanno la prestazione.

In realtà la domanda dei diversi punti nasce proprio per capire dove mettere il motore.

1- Se si mettesse il motore al posto del termico mantenendo anche la frizione, bisognerebbe prendere un elettrico con curva simile alla curva del termico all'albero.

2- Se invece si evitasse la frizione (cosa auspicabile visto che è uno spreco di potenza e quindi di energia delle costose batterie) mi servirebbe un motore con una curva di potenza simile a quella che si ha al pignone ma traslata del numero di giri di attacco della frizione.

3- Se invece si pensasse di mettere il motore alla ruota (tecnica molto diffusa su scooter e bici elettriche) bisognerebbe avere una curva simile a quella della potenza alla ruota, traslata anche in questo caso e adattata in base ai rapporti.

Ognuna di queste soluzioni ha vantaggi e svantaggi:
1- la prima è la più semplice perchè si mantiene gran parte della versione tradizionale. Di contro ha sprechi in fase di attacco frizione e non è possibile il recupero di energia per caricare le batterie.

2- La seconda sembra essere la più flessibile perché non ha sprechi solo alla catena, permette il recupero di energia e consente di variare i rapporti. Probabilmente necessita di una verifica dei cusinetti perchè sono proprio quelli del motore a dover sopportare il momento dato dalla catena.

3- La terza è quella più efficente percé l'accoppiamento è diretto e quindi non ci sono sprechi ne alla catena ne tantomeno alla frizione. Anche in questo caso è possibile il recupero di energia. Questo però richiede modifiche ad hoc alla ruota non da poco ma risparmia spazio per le batterienella zona dove ci sarebbe il motore tradizionale.


Riguardo il discorso della coppia diciamo che sono d'accordo con te visto che l'una è direttamente ricavabile dall'altra sapendo il numero di giri: P=C*omega (con P=potenza, C= coppia e omega sono il numero di giri espressi in radianti al secondo). La coppia però rende più leggibili certi dati: ad esempio all'attacco frizione è molto più importante la coppia che la potenza visto che il numero di giri della ruota inizialmente è nullo.

Attendo dati da volenterosi e generosi minimotisti dotati di banco prova o che si sono fatti dare questi dati quando hanno provato il loro motore :moto:

L'andamento della curva di potenza è lo stesso, che sia preso all'albero, al pignone o alla ruota. Al massimo potrebbe essere considerato un coefficiente ridottore della potenza dipendente dai giri, visto che le perdite per attrito della trasmissione aumentano all'aumentare dei giri, ma di fatto l'andamento è analogo. Ciò che cambia è la coppia che ovviamente è diversa da albero a ruota ma solo perchè i rapporti sono appunto moltiplicatori di coppia (e non di potenza), cosa che comunque può essere banalmente calcolata sapendo il rapporto di trasmissione.

Consiglio...non badare ai valori assoluti che potresti leggere da eventuali prove a banco per scegliere un motore elettrico, molti banchi prova a rulli sono decisamente generosi. Se mettessi un motore elettrico che facesse veramente 16-18cv alla ruota solo che tocchi l'acceleratore fai un triplo backflip.
Idem bisognerebbe pure discutere, valori assoluti a parte che sono di importanza decisamente relativa (essendo strumenti nati per le comparative), se l'andamento delle curve di potenza riportate da alcuni banchi sia effettivamente quello reale o meno. Io, pensando al funzionamento della mini in pista, quando vedo motori che a banco in regime di attacco frizione reale fanno metà della potenza di picco, pochi migliaia di giri più in alto, qualche domanda me la faccio...idem quando le curve hanno un andamento "bello tondo".
Per il resto scusa ma personalmente non mi voglio inoltrare ulteriormente visto che più di una volta parlando di questioni analoghe mi son preso degli insulti e proprio non ho voglia che la cosa si ripeta. Se un giorno capitasse che mi vieni a trovare con qualche amico tuo compaesano ti faccio vedere senza problemi qualcosa e se ne può discutere che a me fa sempre piacere, idem se ci si becca in pista :si:

il motivo per cui nell'altra discussione stavamo diventando matti è perche non è molto facile fare un discorso a tavolino dato che le variabili in gioco sono troppe e la modellizzazione su carta risulta improbabile. Attualmente giriamo con pignone del 6 che a mio avviso ci fa perdere tantissima potenza, sulla frizione si perde altra potenza (e queste 2 cose con un motore elettrico non sono necessarie) poi il motore ha un range limitato di giri in cui lavora "bene" ed ha appunto una erogazione della coppia totalmente diversa da quella che sarebbe l'erogazione di un motore elettrico. Alla fine io mi sono abbastanza convinto che la potenza che dovrebbe erogare un motore elettrico non dovrebbe essere molto meno di quella dei motori che abbiamo su, anzi direi la stessa per tagliare la testa al toro.
Guardare le curve di coppia secondo me può essere un può fuorviante, ad ogni modo ecco qui una prova di aster che aveva pubblicato

http://www.minimotovrforum.it/minimo...o-pag-5-a.html

però non capisco perchè chiedi in una nuova discussione...non ti piaceva continuare in quella vecchia visto che sempre di quelle cose vuoi parlare?

Ti ringrazio per avermi risposto intanto :si:

Lasciamo stare le curve di coppia, crea solo confusione, mi sono spiegato male.

La curva di potenza all'albero e al pignone non è la stessa nella parte iniziale dove la frizione attacca. Questa zona di funzionamento, tra l'altro, è una parte molto importante perchè è quella che serve alle partenze e nelle uscite di curva. Se tu sai darmi una formula per passare dalla potenza albero a quella pignone o ruota ben venga, ma io vorrei la controprova con dei dati, per quanto sballati da errori sistematici, ma comparabili tra loro. Credo comunque che dipenda da molti fattori: potenza motore, tipo frizione e giri a cui la si fa attaccare, peso del pilota, temperature, gradiente di potenza del motore ecc...

Spero intanto che le potenze lette abbiano errori al di sotto del 30%, ma in ogni caso mi servirebbero misure fatte sullo stesso motore nei tre diversi punti con lo stesso banco prova (se possibile).

In conclusione tu hai un banco prova?

Grazie anche a te della risposta intanto e del link :si:.

Poi parto dalla fine a rispondere e ti dico che ho aperto una nuova discussione:

perchè già qui dove ho ristretto fortemente il campo delle risposte stiamo un po' divagando figuriamoci se postavo di là dove si parla anche di motori ad aria compressa.

In secondo luogo credo che capire quanta energia buttamo via scaldando la campana e la catena sia un'argomento interessante in se e per sè

Terzo avrei bisogno di capire bene quali sono le caratteristiche meccaniche minime per rendere usabile un motore prima di sceglierlo.


Passando al resto: secondo me il pignone fa meno perdite della frizione su una gara qualsiasi. Ovvio che se fai un rettilineo di 20 km a frizione attaccata allora la cosa si ribalta.

Il motore elettrico non è "il" ma sono "i motori" e ce ne sono un bel po' di tipi con caratteristiche (curve) di potenza decisamente diverse tra loro. quindi non ha molto senso dire che un elettrico ha più coppia di un motore a scoppio, nemmeno se hanno la stessa potenza di picco.


Spero di non risultare sgarbato nelle mie risposte, è che essendo un elettrotecnico credo di saperne un po' di motori elettrici, quello che mi manca è chiaramente la parte meccanica.

Ripartendo da capo
Forse la prima domanda che avrei dovuto porre era:
1- esistono banchi prova che riescono a misurare la potenza sia all'albero che al pignone che alla ruota?
2- Se la risposta al punto precedente è positiva, ce sono questi i più diffusi in commercio?
3- Qualcuno che ha questo fantomatico banco mi darebbe gentilmente i dati di un motore medio misurato in queste tre condizioni?


In ogni caso adesso vado ad elemosinare qualche dato ai nostri guru :) via PM

Ovviamente non esistono formule che ti permettono di passare dalla potenza all'albero a quella alla ruota, è impossibile da generalizzare una cosa del genere. Sarebbe una legge da ricavare sperimentalmente e valida solo per un dato motore con un certo accoppiamento frizione/campana.

L'andamento della potenza in qualsiasi punto la misuri è lo stesso (al più si può dire che la trasmissione e la ruota fanno da filtro). Ovviamente cambia il transitorio di attacco frizione ed è misurabile al banco fissando la frizione al regime di attacco in pista. Visto che i giri motore dal banco prova sono calcolati a partire dai giri del rullo e moltiplicandoli per il rapporto di trasmissione, appena dai gas e la ruota va in trazione il motore è in realtà già a 9000rpm ma il rullo sta accelerando da fermo...in quella maniera stai verificando il transitorio di attacco frizione e l'efficacia della trazione. Per avere una misura accurata ci sarà da alzare la frequenza di campionamento del banco il più possibile finchè il grafico, almeno in quella porzione, rimane abbastanza pulito...e ahimè con le mini è difficile visto che non c'è quasi nulla di ben schermato.

Le misure che dici tu comunque sullo stesso banco si possono fare SOLO, e neanche tanto facilmente, su un freno dinamometrico. Io il banco prova ce l'ho da fine 2007 ma è a rulli, la potenza all'albero e al pignone non la misura. Tra l'altro a te interessa proprio quella cosa che un freno farebbe secondo me abbastanza fatica a misurare con accuratezza...cioè, frenando il motore allungheresti enormemente il transitorio di attacco frizione, facendo lavorare quest'ultima in maniera diversa da come lavorerebbe in pista ed avendo probabilmente una lettura non proprio fedele. Poi magari mi sbaglio, esperienza al freno non ne ho non avendolo personalmente.
Per me però il banco a rulli con minimoto completa su è meglio per quello che ti serve, con gli accorgimenti detti nella prima parte del post...ma ti devi far bastare la curva alla ruota. :si:

no no tranquillo siamo qui per discutere argomenti interessanti nessun problema.
Comunque io non ti ho detto che i motori elettrici han più coppia di quelli termici. Ti ho detto che l'erogazione della coppia di un motore a benzina è totalmente diversa da quella di un motore elettrico.
Mi riferivo al fatto che un po' tutti i tipi di motori elettrici hanno coppia allo spunto non nulla o comunque coppia a bassissimo numero di giri, mentre noi usiamo motori che funzionano all'opposto. Per questa ragione nei motori termici dobbiamo usare la frizione e inoltre siamo vincolati a certi rapporti che ci fanno perdere molto in scorrimento della catena. Con il motore elettrico non è detto che ci sia l'obbligo di uso degli stessi rapporti attuali. Sono davvero tante le variabili in gioco. Anche la sola scelta del motore più adatto non mi sembra agilmente fattibile.

secondo me qui non trovi questi dati. E' particolarmente difficile fare queste prove e farle bene. Dovresti dare un'occhiata alle prove e soluzioni adottate negli scooter, nelle biciclette, e nei kart come avevo tentato di fare nell'altra discussione, ma non ci sono tantissime informazioni a riguardo.
Dovresti vedere se ci sono delle scelte che accomunano tutti e 3 i campi e gia quello sarebbe un buon punto di partenza.

Si se vuoi la si può vedere come un filtro passa alto, ma mi sarebbe piaciuto capire per quanti giri c'é slittamento e quante perdite questo comporta.

davvero? questo non lo sapevo ed è un metodo davvero approssimativo.

[Vedrò di adattarmi :). Se hai curve di motori manda pure che ci smanetto

Eh pardon avevo letto male :lol1:

secondo me le perdite sono concentrate sulla frizione. così a occhio la catena farà perdere un qualcosa tipo il 5%, mentre con la frizione siamo tranquillamente a due cifre abbondanti.
La scelta del motore si fa con le curve di potenza e coppia che un po' tutti i motori elettrici hanno (anche se magari non sono prese in transitorio ma in situazione quasi statica). In particolare la curva di coppia serve nella parte iniziale dove la potenza è nulla (a moto ferma) o quasi nulla (primi istanti di moto). Dire che stai erogando 500W alla ruota quando magari ne hai 400 di incertezza non ha molto aiuto.

vediamo cosa si trova

comunque scordati di vincere con la potenza, si vincesoprattutto con la follia,per esempio io corro con C1 e gomme cinesi xd!!Eppure stò davanti alle moto italiane

Allora vieni ti assumo io... però ti pago a fine gara... :lol1:
direi ke hai esagerato! :si::si::si:
serve anche un po di follia... così è meglio!!!

attualmente lo socopo non è di vincere ma di divertirsi :). Ho chiesto infatti curve di motori non elaborati (per io_nbello: di scatola) preferibilmente perchè credo siano più ce sufficienti per divertirsi.

Eccoti qua, appena posso ti mando una mail per qualche consiglio :).
Cosa mi dici rispetto a ciò che chiedo? sono troppo esigente?

Questa frase mi ricorda un tizio che tempo fa in pista mi disse:''quello che conta è il manico il resto sono soldi buttati''.L'ho doppiato tre volte dopo ha preso le sue cianfrusaglie cinesi e non è venuto più,idem un'altro con il suo zip big bore ha abbandonato la nave come Schettino.:smt136

O.T. sei come uno che va a fare una gara di intelligenza in una scuola per portatori di handicap e ti esalti quando scopri di aver vinto.

Perchè dovrebbe essere davvero approssimativo? Se non ci sono slittamenti il motore gira per forza alla velocità data dal rullo*rapporto di trasmissione (considerando ovviamente anche la circonferenza della ruota). Si hanno problemi con gomme che tendono ad espandersi alle alle alte velocità (quindi è come se allungassero il rapporto) ma non è il caso delle PMT su minimoto. Se ci sono slittamenti ovviamente ci sono problemi di lettura ma non solo sui giri, pure sulla curva di potenza...ma un utente esperto e che fa prove a banco non tipo una scimmia (col rispetto per le scimmie) ma ragionando se ne accorge.

A me è capitato di vedere prove a banco più volte dall'andamento assolutamente improponibile (esempio curve che partono con minima pendenza poi si impennano, ad esempio), chiaramente dovuto a slittamenti nel primo tratto dovuti probabilmente alla frizione e secondo queste persone era tutto normale ed era la curva del motore. Certo.

Per il resto, come detto, se non ci sono problemi i giri letti al banco, ovviamente presupponendo che abbia un'elettronica di qualità, sono più attendibili di quelli di un qualsiasi contagiri di fascia economica (ma non solo), soprattutto quando si va verso regimi alti dove iniziano a fare un po' fatica.

Dai ha detto una boiata, passiamoci sopra :si:

Sono d'accordo con te che va più che bene quando la frizione è solidale con la campana. Però secondo me sulle mini lo slittamento dura tanto e questo falsa la lettura. Su una motona invece la cambiata dura qualche frazione di secondo ed ha più senso.

Pensandoci però facendo come dici si ha una curva del motore equivalente, qundi forse è proprio una scelta il dissociare la potenza dai giri motore ed associarla ai giri pignone.

io sto partendo dal presupposto che i dati che cerchi difficilmente potrai trovarli qui, quindi cerco di ragionare per vie alternative:
1- mi piacerebbe capire di quanto può sbagliare un banco prova e quanta perdita può esserci tra frizione e pignone (anche a grandi linee), questo richiesta forse è gia più ragionevole da fare a simo e sb07 che giocano con questi dati di solito.
E' possibile una perdita dovuta alla trasmissione e al pignone superiore al 50%.
ho ragionato sapendo che mediamente usando motori termici alla ruota arrivano potenze del 10% rispetto alla potenza esprimibile dal carburante con rendimenti del 20-30% nel motore e quindi perdite sulla trasmissione tra il 30-50% sulla trasmissione.
Vi sembra ragionevole?

2- supponendo che dai dati del grafico della curva di coppia aggiungi un errore del 50% ti cambia qualcosa nella scelta del motore elettrico da sostituire? supponendo errori nulli che motore sceglieresti?

3-ho notato che i motori che vengono utilizzati sono praticamente sempre dei motori a cc e questo mi fa riflettere:
probabilmente perchè sono abbastanza economici, e su un mezzo esclusivamente elettrico hai a disposizione solo l'alimentazione in continua (un mezzo ibrido forse si può giocare di più). Se vuoi una alimentazione in alternata hai bisogno di un inverter e altre componenti che ti aggiungono peso e volume. Non so se si possono fisicamente mettere su una mini. Se poi il tuo ragionamento era più generale allora è un altro discorso. Ma tu pensi che si potrebbe usare ragionevolmente qualcosa di diverso da un motore in cc?

è dovuto al fatto che anche l'inverter ha un suo consumo e aggiungi parti che portano a dispersioni che mantenendo tutto in corrente continua "risparmi" in favore della durata della batteria. Se poi guardi anche in casa ci sono diversi apparecchi con motori elettrici che funzionano a 12V con il trasformatore.

Il rendimento dei motori a scoppio varia drasticamente al variare del numero di giri. efficienze alla ruota pari al 10% sarebbe da specificare in che condizioni

Corri troppo :), io prima vorrei capire dove conviene metterlo il motore prima di decidere quale tipo. per questo vorrei capire le perdite alla frizione e al resto della trasmissione

I motori in continua sono più semplici da fare compatti. Ricorda che rpm più elevati significa peso inferiore a parità di potenza. Quelli in alternata hanno bisogno indispensabile di un'inverter come dice il buon Tuca. Su quelli in continua volendo si potrebbe addirittura usare un reostato come acceleratore (ovviamente questo è un metodo tanto semplice quanto poco conservativo in termini di energia)

Altro punto importante da sottolineare: le curve caratteristiche dei motori in continua sono riferite a situazioni statiche (ovvero punto per punto si va a mantenere il motore a quella velocità e finito il transitorio di adattamento si legge la potenza) mentre invece le curve dei motori da moto sono riferiti al transitorio di accelerazione quindi non sono direttamente paragonabili.