i fenomeni dello scarico
 

visto l'interesse che ha suscitato in me e altri questa discussione
http://www.minimotovrforum.it/pit-la...-immagini.html

e visto che ho una serie di domande a cui non mi so rispondere, mi piacerebbe si parlasse dualmente di quello che succede dal lato dello scarico sia nei 2 che nei 4 tempi. Penso sia di interesse per tutti, se chi ha più esperienza può indirizzarci e aiutarmi a ordinare i pezzi. le cose che non mi spiego sono:

GENERALI:
in che modo lunghezza e diametro influiscono con i regimi di funzionamento e ottimizzazione motore? so che più lungo predilige agli alti regimi e viceversa, credo per un discorso di depressioni create nel cilindro e vorrei capire meglio.

MOTORI 2 T
perchè alcuni scarichi hanno le curve?

MOTORI 4T
http://www.tmracing.it/Moto.aspx?ID=26
dopo aver visto la moto in figura mi son domandato a che serva il polmoncino sul collettore dello scarico.

il polmoncino è una sorta di catalizzatore

forse é viceversa... a grandi linee lo scarico piú lungo, rispetto allo standard, ti dá l´accordo al motore ad un regime piú basso... perché in pratica l´onda di riflessione deve fare piú strada... ci mette piú tempo a tornare..., ma nn é tutto, vi é pure un discorso legato al diametro dello spillo e temperatura di esercizio dello scarico che influenza la velocitá dell´onda... e quí mi fermo e spero intervenga qualcuno piú esperto di me...

il polmoncino, detto power bomb, in realtà serve ad ottimizzare la resa in un determinato range di giri. non chiedetemi perchè e non chiedetemi come, così mi è stato spiegato e così la rivendo :si:

so che più lungo predilige agli alti regimi e viceversa No guarda che + corta è la marmitta + gira in alto e viceversa! Il collettore, (praticamente la curva prima dell'espansione)anch'esso, + corto é e piu il motore gira in alto.Chiaramente perdi sotto ed entra in coppia piu tardi.Poi anche il diametro di quest'ultimo influisce;se è + grande tira + in alto e svuota sotto e viceversa. Sul diametro dell'espansione bisogna fare 2 conti:Diametro finale = radice quadrata ( Diametro iniziale X 6,7 ). Cercarlo su elaboriamo il 2 tempi,viene spiegato abbastanza bene. Il controcono,fa sì che i gas riempiano interamente l'involucro prima di dar origine all'onda di ritorno.Minore sarà questa conicità e più esteso sarà il campo operativo in cui si verifica l'onda di ritorno.
Maggiore è la conicità di questa parte e più immediato sarà il calo di potenza dopo il raggiungimento di quella massima, un elevato valore di questo angolo si può quindi utilizzare addirittura come limitatore dì giri.
Poi c'è il tubicino dove va inserito il terminale. Dopo numerose prove ho constatato che anch'esso + lungo è + tardi "mura", contrariamente il Diametro funziona al contrario del collettore, + e grande + va sotto , + è piccolo + tardi "mura". Qui puoi inserire lo "spillo" di riduzione Diametro e vedere le diverse rese.

io so che serve per avere una risposta ai bassi migliore nel momento in cui si riapre il gas perché dovrebbe trattenere l'onda di risonanza che torna indietro nel collettore....se ho sbagliato mi scuso in anticipo :si:

:si:

anche io avevo trovato qualche collegamento ai power bomb anche se quello della foto che ho postato mi sembra particolarmente diverso dai power bomb classici con il tipico rigonfiamento sul collettore, però il dubbio rimane, speriamo qualcuno sappia la tecnica del suo funzionamento

da quello che ho capito....trattenendo l'onda di risonanza negativa che torna nel collettore nel momento in cui le 4 valvole sono aperte si dovrebbe avere un miglior riempimento nel cilindro dei gas freschi....

Qui trovi un dimensionamento di massima. Se scrivi dimensionamento scarico 2t su google ti escono un'infinità di risultati

Le curve sugli scarichi credo siano necessarie solamente per far rimanere la marmitta dentro la sagoma della moto. Magari non è corretto ma io sapevo così

Riguardo al bussolotto della 4t non ne ho la più pallida idea ma propenderei per l'idea di manu piuttosto che per suba, ma solo perchè in campo racing non ho mai sentito parlare di inquinamento massimo... mica per conoscenza :D

Il diametro della pancia o anche il volume non è un valore fisso,
dipende anche da come deve funzionare il motore,
ovvero tanto volume aiuta in potenza massima a scapito del'elasticità
e viceversa una pancia piccola privilegia l'erogazione.
Il discorso controcono uguale, maggior angolo e privilegia la pot max a scapito dell'erogazione,
e viceversa il controcono poco inclinato privilegia l'erogazione a scapito della pot max.
L'espansione è un pò tutta così,
non esiste la marmitta perfetta, esistono marmitte con caratteristiche differenti.
Il funzionamento dovrebbe basarsi sulla velocità dell'onda sonica,
però la temperatura ancora una volta può cambiare le carte in tavola aumentando o diminuendo il regime dove l'espansione dà la max resa (risonanza)
e quì a dire il vero non capisco che c'entra la temperatura con la velocità dell'onda sonica,
l'onda sonica non dovrebbe avere la sua velocità indipendentemente dalla temperatura?

Anche l'inclinazione del collettore ha i suoi effetti sul tipo di erogazione
sempre il discorso più inclinato potenza max meno inclinato erogazione.

Le marmitte delle minimoto sono dei capolavori
sono fatte per dare una forte risonanza ma su un range molto ampio e molto alto di giri.


Ho risposto per sentirmi nel gruppo dei fenomeni! :rotfl:
ma in realtà per essere fenomeni serve tanta tanta esperienza.

Se la tua osservazione é riferita al mio intervento é esatta, in effetti nn mi sono espresso correttamente... In realtá la temperatura condiziona la velocitá dei gas di scarico nel percorrere tutto lo scarico, e di conseguenza quindi la quantitá di onde soniche che si generano in un determinato tempo, per es. 1 minuto... infatti, ho letto da qualche parte, che coibentando piú o meno in lughezza lo scarico, potrebbe variarne l´accordo col motore... ma nn chiedetemi quanto...

Per carità, non era mia intenzione, era solo una mia rifressione,
sò che cambia la velocità, ma non so il xkè.
Mi ricordo la Polini che nelle gare ufficiali aveva le marmitte bianche,
ed altri che mettevano nastro di alluminio sul collettore.

La velocità del suono è semplicemente una funzione della temperatura, così come un sacco di altra roba (viscosità, calori specifici, ecc...). Il motivo penso vada ricercato a livello molecolare, non saprei, non è proprio il mio ambito. Se passa di qua un chimico ce lo può spiegare.

L'argomento è comunque interessantissimo, uno dei miei preferiti estendendolo pure all'aspirazione perchè questo è il regno degli effetti dinamici, della fluidodinamica non stazionaria. Vedo che più o meno si è inquadrato il fenomeno, anche se su alcune cose le idee sono un po' confuse, soprattutto per quanto riguarda il comportamento delle onde nei motori. Tempo permettendo si può comunque parlarne.

Per quanto riguarda quel serbatoio nello scarico del TM, viene chiamata in gergo camera di risonanza, il problema è che normalmente ha delle valvole in modo che possa essere messa o meno in comunicazione con lo scarico al variare del regime di rotazione (ai bassi è collegata).
Spiegarne intuitivamente il funzionamento nel dettaglio oserei dire è quasi impossibile perchè si tratta di una camera in parallelo e non in serie (come è invece il "polmoncino", il rigonfiamento che ogni tanto viene posto nei collettori, che ha un funzionamento ben più intuitivo) quindi la sua dinamica è molto complessa, dipende tantissimo da com'è fatto il tutto.
Per quanto riguarda gli effetti pratici spanne diciamo che mettercela è come allungare lo scarico...ora, se li non ci sono valvole che aprono e chiudono il passaggio significa che l'interesse non era ampliare il range d'utilizzo, posso ipotizzare che a loro servisse uno scarico più lungo, ma non avendo spazio per farcelo stare hanno optato per quella soluzione. Questo è quello che penso io eh, potrebbe pure essere una cazzata, ma mi sembra ragionevole.

L'espansione è la parte più bella di un 2T,
senza quasiasi motore andrebbe la metà.

si credo che tu abbia ragione
ho scoperto che si chiama camera di risonanza di Helmholtz...rimando a wiki per la spiegazione della risonanza di helmholtz
http://it.wikipedia.org/wiki/Risonanza_di_Helmholtz
credo di averne intuito più o meno il funzionamento, simo che conosce più profondamente il fenomeno potrà correggermi se sbaglio. Cercherò di spiegarlo nel modo più semplice possibile.
Da quel che ho capito nei motori spinti c'è un momento in cui le valvole sono tutte aperte per favorire l'immissione e favorire allo stesso tempo lo scarico. Nei 2T questo fenomeno si risolve con il controcono dell'espansione, nei 4T l'onda di depressione viene a crearsi nell'impatto onda dei gas/aria alla fine dello scarico. Uno scarico lungo genererà una onda di depressione che ci metterà più tempo a tornare indietro e quindi a freq più bassa (quindi scarico lungo per bassi regimi e viceversa).
Un risuonatore di helmholtz non è altro che un bombolotto collegato al collettore che ha una propria frequenza di risonanza ben specifica. Se intercetta la propria frequenza di risonanza esso incomincerà a risuonare. Quindi se io lo accordo alle alte frequenze genererà le onde di contropressione così come uno scarico corto. Mentre a bassi regimi non risuonerà e potrò sfruttare l'onda di riflessione generata dal classico impatto onda dovuta ai gas/aria....
è giusto così?

Il risonatore di Helmholtz è un concetto generale e "teorico", non è che quella camera si chiama così. Semplicemente può essere pensata come un risonatore di Helmholtz, così come pure gli effetti inerziali (non quelli dovuti alle onde di pressioni) nel condotto d'aspirazione e scarico possono essere studiati alla stessa maniera.

Diciamo però che personalmente non ci darei eccessivamente peso per capire cosa succede nei condotti di scarico e aspirazione, anche perchè potrebbe confondere un po' le idee. Porrei piuttosto l'attenzione a quello che c'è scritto li su wikipedia nel paragrafo sulle applicazioni...parla di acustica e airbox nei motori.
Dimensionando opportunatamente l'airbox in termini di geometrie della cassa filtro e degli snorkel si può far si che il volume d'aria al suo interno risuoni/attenui a una determinata frequenza...e direi che se uno capisce e riesce a sfruttare questa cosa ne può trarre dei vantaggi!

L'influenza che quel "bombolotto" in parallelo ha sui fenomeni dello scarico non te lo so dire, cioè, le volte che ne ho letto o sentito parlare mi han sempre detto che spiegarne qualitativamente i fenomeni che ci sono è praticamente impossibile.
E' probabile che in questo caso la giusta interpretazione sia proprio pensarlo come un risonatore di Helmholtz, essendo un volume collegato al condotto principale con due strette cavità, che quando entra in risonanza attenua/assorbe le onde a quella determinata frequenza...che quindi penserei essere onde nocive, quindi in condizione fuori accordatura. Poi questa è solo un'ipotesi, magari è una *****ta, perchè non conosco il funzionamento e che influenza hanno questi polmoncini in parallelo allo scarico.

Ah, sui 4t di contropressione allo scarico non ce ne deve essere, assolutamente! Quando le valvole di scarico si stanno chiudendo sono in fase di incrocio, quindi ho pure le valvole di aspirazione aperte...se dalla marmitta torna un'onda di contropressione e arriva a valvole di scarico aperte mi ributta dentro nel cilindro un po' di gas combusti ma soprattutto ho riflusso nel condotto di aspirazione, la carica fresca torna indietro, magari portandosi dietro pure un po' di residui della combustione.
In pratica è assolutamente l'opposto di quello che ci deve essere in condizione di accordatura...un'onda di depressione che arriva nel cilindro a valvola di scarico ancora aperta, ma in fase di chiusura, che quindi da un lato favorisce l'estrazione dei gas combusti ma soprattutto aiuta il processo d'aspirazione aumentando la depressione nel cilindro.


In ogni caso, se io dovessi spiegare gli effetti dinamici nei condotti di aspirazione e scarico non tirerei per nulla in mezzo gli effetti inerziali quindi i condotti pensati come risonatori di helmholtz, hanno sicuramente la loro importanza, ma complicano e incasinano le idee....mi soffermerei solo sugli effetti dovuti alle onde di pressione, che sono si complessi ma imho pure assolutamente dominanti (e fondamentali).

Sono un po' di fretta, capisco che sono cose complesse ma spero siano abbastanza chiare.

visto che più o meno ci ero arrivato :rotfl:

per quanto riguarda le curve invece? come si comportano i gas e le onde di pressione quando le incontrano?

Le seguono...ovviamente valgono le stesse cose per l'aspirazione, se il raggio è stretto e il gas veloce c'è distacco di vena (è anche il motivo per cui si "spezza" il divergente nelle marmitte).
Ovviamente nelle curve ci sono più dissipazioni. Una marmitta dritta andrà sempre meglio di una tutte curve.

Poi vabbè noi parliamo sempre dal punto di vista concettuale quando trattiamo di onde...cioè, consideriamo che le onde si riflettano nelle variazioni di sezione come quando si trovano a un'estremità chiusa/aperta ma non è così, ci sono riflessioni parziali di intensità differenti e non nel punto esattamente di cambio di sezione...così come consideriamo sempre un'onda alla volta quando nel condotto ci sono una marea di onde che si sovrappongono. Però per CAPIRE i fenomeni bisogna semplificarli. Per studiarli per davvero si deve ricorrere per forza a seri programmi di calcolo (fluent/star ccm+ per il 3d, wave,gt-power,lotus,ecc... per il monodimensionale). Oggi non dico che fanno i miracoli ma quasi.