Rubrica: Motorismo

Titolo o argomento: Effetti della variazione di alesaggio e corsa sul manovellismo

Segue dall’articolo introduttivo:
Dal motore L537 della Lamborghini Murcielago LP640 al… - Parte prima

Effetti della variazione di Alesaggio e Corsa sul manovellismo

Interasse canne. Con un incremento dell’alesaggio, risulta ovvio che l’interasse tra le canne dei cilindri del motore diventi maggiore. L’interasse è la quota che intercorre tra l’asse di due cilindri adiacenti. Passando da 93 mm a 103,5 mm si hanno oltre 10 mm di incremento. Questo comporta un motore più lungo di circa 50 mm, il che può diventare un rilevante problema in fase di progettazione.

Lunghezza motore. Per contenere il più possibile il maggiore ingombro longitudinale conseguente dall’aumento dell’alesaggio dei cilindri, si è operata una completa riprogettazione delle intercapedini entro le quali scorre il fluido refrigerante. Una difficoltà non da poco per gli ingegneri motoristi i quali sono chiamati a collaborare con gli ingegneri telaisti e con i carrozzieri che spesso impongono forti vincoli dimensionali per l’alloggiamento dei motopropulsori sia per evitare di intaccare la maneggevolezza del veicolo, sia per ragioni estetiche.

Velocità media del pistone. La velocità media del pistone è un parametro che riguarda il grado di sollecitazione degli organi del manovellismo, inoltre offre un’idea del rendimento meccanico del motore. La riduzione della corsa da 89 mm (motore L537) a 76,4 mm (motore L539) ha permesso di ridurre la velocità media del pistone da 23,7 m/s a 21 m/s nonostante il regime di rotazione massimo sia aumentato di 250 giri/min. Tale variazione ha inoltre permesso di ridurre il lavoro medio di attrito sviluppato ad ogni ciclo dall’unità di cilindrata.

Il raffreddamento. Premesso che in un motore a corsa corta si riduce la capacità di raffreddamento dello stantuffo, è opportuno notare che il rapporto tra la quantità di calore sottratta dal cilindro e quella sviluppata dalla combustione che in esso avviene, e quindi il grado di raffreddamento del motore, è inversamente proporzionale alla velocità media dello stantuffo.

Sollecitazioni meccaniche. La velocità media del pistone è scesa dal valore di 23,7 m/s (motore L537) al valore di 21 m/s (motore L539) riducendo così le forze d’inerzia, le forze centrifughe ed i conseguenti carichi agenti su pistoni, bielle, albero motore e bronzine. Ciò, abbinato ad un nuovo ordine di accensione (il motore L537 aveva il seguente ordine: 1-7-4-10-2-8-6-12-3-9-5-11; mentre per il motore L539 l’ordine è: 1-12-4-3-2-11-6-7-3-10-5-8), ha permesso di eliminare il volano e ridurre la massa dell’albero a gomiti (forgiato) il quale, tra l’altro, è più rigido avendo una forma più raccolta dovuta a bracci di manovella più corti.

Regime di rotazione. Se consideriamo due motori, a parità di cilindrata e di grado di riempimento dei cilindri, quello che gira più in alto erogherà una maggiore potenza. Il motivo risiede nel semplice fatto che la quantità di aria e combustibile introdotti è direttamente proporzionale al numero di giri raggiunti. Come indicato pochi paragrafi sopra, diminuendo la corsa si riduce la velocità media raggiunta dal pistone. Questo significa che si può incrementare il regime di rotazione fino a raggiungere le medesime sollecitazioni agenti sul precedente motore con corsa maggiore. In questo caso la riduzione della corsa, da 89 mm a 76,4 mm, ha permesso un incremento del regime di rotazione di circa 250 giri al minuto a beneficio dell’erogazione della potenza in alto. In realtà i tecnici potevano spingersi oltre ma, molto probabilmente, hanno conservato questa possibilità per il motore che equipaggerà la prossima novità Lamborghini attualmente in fase di studio.

I motori a corsa corta e la coppia. Tra il motore L537 ed il motore L539 vi è una differenza di coppia massima di soli 3 kgm anche se questa si presenta ora 500 giri/min prima, a tutto vantaggio delle prestazioni. In effetti non è facile ottenere importanti aumenti di coppia laddove vi è una riduzone della corsa (problema tipico dei motori di F1 che sono noti per la loro scarsa trattabilità ed elasticità fuori dai regimi di utilizzo); tuttavia la progettazione di condotti adeguati e di una distribuzione ottimale, giocano un ruolo fondamentale sulla modifica delle curve di coppia e potenza a beneficio del tipo di utilizzo che si intende fare del motore. Operazioni le quali, nonostante siano complesse, risultano più fattibili grazie alla presenza della fasatura variabile a controllo elettronico. La sensazione di una maggiore capacità di sviluppare coppia motrice, da parte della Aventador, deriva più che altro dall’adozione di un nuovo cambio a 7 rapporti ben spaziati (motore L539) al posto del precedente a 6 rapporti abbinato al motore L537.

Lo schema del motore. Inutile dire che lo schema 12 cilindri a V di 60° risulti essere uno dei migliori in assoluto per la semplice ragione che le forze ed i momenti del primo e secondo ordine sono perfettamente equilibrati. Inoltre l’adozione di un motore molto frazionato come il V12 permette di ottenere potenze specifiche superiori a mano a mano che si incrementa il regime di rotazione. Anche il rendimento termico del V12, rispetto ad esempio ad un V8 di pari cilindrata totale, risulta migliore in quanto il diametro dei singoli cilindri è minore e permette di raggiungere maggiori rapporti di compressione riducendo di conseguenza  i consumi specifici. Cosa da non sottovalutare, in un motore destinato ad avere prestazioni elevate, è che un maggiore frazionamento implica la possibilità di un migliore raffreddamento. Nonostante ciò gli Ingegneri della Lamborghini stanno pensando di adottare sulle future vetture termostati pilotati elettronicamente al fine di ottenere un miglior controllo sulle temperature in gioco (con variabilità).

Continua…

Nell’immagine è appena percettibile la differenza di alesaggio e corsa tra i due modelli, tuttavia
il cambio di prestazioni risulta notevole  grazie alla ridefinizione dell’intero progetto del motore.
Sulla sinistra è visibile un esempio, riferito al singolo cilindro, in cui l’alesaggio vale 88 mm
e la corsa 89 mm; mentre sulla destra i valori sono rispettivamente di 95 mm e 76,4 mm.
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Rubrica: Motorismo

Titolo o argomento: Incremento delle prestazioni del motore lasciando inalterata la cilindrata

Incrementare la coppia e la potenza di un motore ad elevate prestazioni, avendo importanti vincoli di cui tener conto, è senza dubbio un lavoro complicato (ma fattibile) specie se uno dei vincoli è rappresentato dall’impossibilità di variare la cilindrata. Questo significa che Automobili Lamborghini S.p.A., al fine di realizzare il nuovo motore L539 della Aventador, ha chiesto ai propri ingegneri di incrementare le prestazioni del motore L537 della Murcielago lasciando inalterata la cilindrata e lo schema V12 di 60°. Se il secondo vincolo non rappresenta affatto un problema, il primo comporta una gran mole di studi e prove. Il sistema più semplice per ottenere maggiore potenza e coppia da un motore a combustione interna, consiste senza dubbio nell’aumentare la cilindrata. Tale sistema però è ormai bandito dalle strategie di sviluppo perchè, neanche a dirlo, è anti-ecologico. Si punta quindi su altre direzioni di sviluppo. Direzioni che non rappresentano una concreta innovazione, perchè mature come la storia del motorismo, ma che rappresentano più un complesso lavoro di affinamento. Direzioni che stanno conoscendo un elevato grado di ricerca e perfezionamento di ogni minimo dettaglio, anche quello all’apparenza più insignificante, per spremere quanto di più possibile si possa avere da un 6,5 litri aspirato con schema 12 cilindri a V di 60° e regime di rotazione massimo attestato attorno agli 8000 giri al minuto. Analizziamo quindi, per passi semplificati, gli interventi che si sono operati in progettazione affinché il propulsore Lamborghini L537 6,5 litri V12-60° da 640 cavalli sbocciasse nel nuovo motore L539 6,5 litri V12-60° da 700 cavalli.

Variazione di Alesaggio e Corsa

Per mantenere la medesima cilindrata, nel passaggio dal motore L537 al motore L539, si è operato un incremento dell’alesaggio da Ø88 mm a Ø95 mm in concomitanza con una riduzione della corsa da 89 mm a 76,4 mm (il solo incremento dell’alesaggio avrebbe ovviamente comportato un aumento della cilindrata violando il primo vincolo imposto). Il motore da “quadro” è così diventato a “corsa corta” o “super quadro”. E’ chiaro che si tratta di una scelta ponderata di cui si sono oltremodo analizzati gli effetti globali e le conseguenze quali la riprogettazione degli organi che ne subiscono l’influenza. Le valvole ad esempio, trovando una superficie più ampia in camera di combustione, sono state riprogettate incrementando il diametro. Operazione che ha senso se anche i condotti di aspirazione/scarico vengono ridimensionati. Modificando però il dimensionamento di valvole e condotti si opera un cambiamento radicale nella “respirazione” del motore che richiede un nuovo profilo delle camme e quindi differenti leggi di apertura/chiusura delle valvole e differenti alzate. A sua volta tale operazione comporta un adeguamento della fasatura variabile e dell’elettronica in essa operante. Ma non solo. Aumentare l’alesaggio significa andare verso una riduzione del rapporto geometrico di compressione, cosa che agli effetti non succede riducendo la corsa; l’adeguamento del disegno di camera di combustione e del pistone, come vedremo, risulterà comunque necessario. Un lavorone che è durato circa tre anni.

E’ opportuno, inoltre, considerare tutta una serie di vantaggi che hanno reso più che corretto operare un aumento dell’alesaggio ed una riduzione della corsa, nel passaggio dal motore L537 al motore L539, piuttosto che il contrario. In primis la potenza del motore aumenta con il quadrato dell’alesaggio, viceversa, se si incrementa la corsa, la potenza cresce solo con un esponente di 0,5-0,6; grazie alla testa del cilindro più ampia, si ha la possibilità di incrementare il diametro delle valvole e posizionarle in modo migliore assieme alla candela; infine, nel complesso, il motore ha un peso minore (va sottolineato però che nel passaggio dal motore L537 al motore L539, la gran parte della riduzione del peso è dovuta ad una forte ottimizzazione degli accessori che, grazie ad un migliore e più ordinato posizionamento, ha permesso di risparmiare l’installazione di inutili staffe, piaste, viti, ecc.). D’altra parte però, nella scelta di un incremento di alesaggio, vi sono anche alcuni conseguenti svantaggi quali ad esempio una maggiore massa di valvole e pistoni.

Continua…

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Dal motore L537 della Lamborghini Murcielago LP 640 al… - Parte prima
Dal motore L537 della Lamborghini Murcielago LP 640 al… - Parte seconda
Dal motore L537 della Lamborghini Murcielago LP 640 al… - Parte terza
Dal motore L537 della Lamborghini Murcielago LP 640 al… - Parte quarta
Dal motore L537 della Lamborghini Murcielago LP 640 al… - Parte quinta

Nel V12 di 60° le forze ed i momenti del primo e secondo ordine sono perfettamente equilibrati.
Lo stesso si verifica ad esempio nel 6 cilindri in linea e nel V12 a cilindri contrapposti.
D’altra parte però l’ingombro verticale risulta maggiore rispetto ad esempio ad un V8 di 90°.
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Rubrica: Le domande dei lettori | Curiosità della tecnica da corsa

Titolo o argomento: Differenza diametro valvole in un motore a c.i.

Rispondendo a: Alessio

Non si tratta di una priorità legata ai soli motori da competizione, anche i motori stradali hanno le valvole di aspirazione con un diametro leggermente più grande per quella di aspirazione. Generalmente il diametro della valvola di scarico è minore del 10-15% rispetto a quello della valvola di aspirazione. Le ragioni di tale scelta sono legate prevalentemente al coefficiente di riempimento ed alle sollecitazioni termiche. Il diametro delle valvole di aspirazione ha un peso maggiore sull’ottenimento di un buon coefficiente di riempimento (λ_v), questo significa che il progettista sacrifica volentieri il diametro delle valvole di scarico a favore di quelle di aspirazione al fine di ottenere migliori prestazioni del motore. Lo spazio in camera di combustione è limitato e non si può avere tutto. D’altra parte, la riduzione del diametro delle valvole di scarico, offre un rovescio della medaglia favorevole in quanto le valvole di scarico hanno due importanti problemi che, guarda caso, si risolvono proprio riducendone il diametro: le sollecitazioni termiche e la tenuta. Essendo la valvola di scarico maggiormente sollecitata termicamente rispetto alla valvola di aspirazione, un diametro minore favorisce lo smaltimento del calore per cessione verso la guida e la sede della valvola stessa. Inoltre diminuendo il diametro della valvola di scarico si riducono i suoi problemi di tenuta.

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Dimensionamento della testata (parte prima): le valvole di aspirazione - schema 2 valvole per cilindro
Dimensionamento della testata (parte seconda): le valvole di aspirazione - schema 4 valvole per cilindro
Dimensionamento della testata (parte quinta): le valvole di scarico

Generalmente la differenza tra il diametro della valvola di aspirazione e quella di scarico,
si aggira attorno al 10-15% a vantaggio della valvola di aspirazione. A sinistra lo schema
nel caso delle due valvole per cilindro, a destra quello delle quattro valvole per cilindro.

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Rubrica: The expert on the salmon

Titolo o argomento: Chiamateli pure carburanti alternativi, biocarburanti o carburanti rinnovabili

Grazie al recente cambio legislativo europeo in materia di carburanti rinnovabili, l’impulso di alternative ai combustibili fossili è tornato sotto la luce dei riflettori della stampa internazionale. Si è aperto un interessante dibattito su quali fonti energetiche favorire e sulla sostenibilità delle possibili alternative volte a migliorare l’efficienza energetica di ogni singolo paese. Nel contesto italiano, purtroppo, è venuto meno l’auge mediatico che ha invece travolto i nostri cugini europei. Probabilmente per colpa di una mancanza di cultura di base sull’argomento. Ci piacerebbe sopperire a questa lacuna informativa descrivendo quelle che sono le nuove direttive europee in tema di carburanti rinnovabili, un excursus sulle differenti fonti energetiche e sull’impatto che apporteranno alla nostra società nei prossimi anni.

Direttiva CE sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili

Ogni Stato membro assicura che i propri obiettivi nazionali generali obbligatori sono coerenti con l’obiettivo di una quota pari almeno al 20 % di energia da fonti rinnovabili nel consumo finale lordo di energia della Comunità nel 2020. Ogni Stato membro assicura che la propria quota di energia da fonti rinnovabili in tutte le forme di trasporto nel 2020 sia almeno pari al 10 % del consumo finale di energia nel settore dei trasporti nello Stato membro. Per leggere il testo completo copia e incolla il seguente link sul tuo browser:

http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2009:140:0016:0062:it:PDF

L’estratto del testo di legge citato in apertura è la grande rivoluzione che sta travolgendo il sistema energetico internazionale. L’Unione Europea ha fissato degli obiettivi generali obbligatori per portare al 20% la quota di energia prodotta da fonti rinnovabili nel consumo elettrico e al 10% la quota di fonti rinnovabili in tutte le forme di trasporto.

Il primo obiettivo non si presenta come una grande sfida per il nostro paese. L’Italia già produce circa 75 TWh di elettricità da fonti rinnovabili, pari al 22% de fabbisogno nazionale lordo di energia elettrica. Questo valore percentuale è principalmente frutto della nostra capacità idroelettrica e geotermica, oltre agli sforzi che si stanno impiegando nell’ambito eolico e solare.

L’obiettivo obbligatorio del 10% di fonti rinnovabili per tutte le forme di trasporto risulta il grande problema per il nostro futuro a medio termine. Mancano solo 9 anni al 2020, e in Italia non si è ancora nemmeno presa in considerazione la strategia da intraprendere per raggiungere questo obiettivo. Il nostro consumo di biocarburanti quali il biodiesel e il bioetanolo è praticamente infinitesimale e lontano dalle aspettative di crescita del settore nel resto d’Europa. Attualmente siamo i quarti produttori Europei di biocarburanti ma la maggior parte della produzione è destinata ad esportazioni. Non è infatti prevista in Italia la possibilità di comprare biocarburanti allo stato puro nella stazione di rifornimento ma solo miscelati in percentuali comprese tra il 2% e il 7% con carburanti fossili. C’è bisogno di un forte cambio legislativo e sociale per raggiungere l’obiettivo obbligatorio che ci richiede l’UE e c’è poco tempo per attuarlo. Nei prossimi articoli valuteremo le differenti alternative che compongono il panorama dei biocarburanti, la loro efficienza energetica e le strade intraprese dai nostri vicini europei.

Articolo scritto da:
Ing. Gestionale Davide Mazzanti in collaborazione con il blog ralph-dte.eu

 Leggi tutti gli articoli della rubrica “The Expert on the Salmon”  a cura dell’Ing. Davide Mazzanti.

Image’s copyright: midwestgreenfuel.com

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Rubrica: Curiosità della tecnica

Titolo o argomento: La trazione integrale sulle vetture ad elevate prestazioni

Un ingegnere di Lamborghini Automobili S.p.A., che ho avuto modo di incontrare di recente, con una sintesi che non poteva essere più “superleggera”, mi ha detto: “una vettura supersportiva a trazione posteriore avente una dose massiccia di cavalli, in accelerazione è come un animale il cui sangue va tutto nelle zampe posteriori… le anteriori ovviamente gli formicolano e non lavorano”. Ciò significa che, durante violente accelerazioni, il contributo delle ruote anteriori è di notevole importanza per ottenere un’importante stabilità ed una trazione senza eguali. Ovviamente una trasmissione a trazione integrale ha un ingombro (che influisce abbondantemente sullo studio del telaio, del motore e del cambio), un peso maggiore (che influisce sulle prestazioni e sui consumi) e maggiori perdite organiche (maggiori attriti). I fattori vanno messi sui piatti della bilancia per scegliere la direzione da seguire.

Il ghepardo non potrebbe mai accelerare da 0 a 100 km/h in 3,5 secondi senza
la sua particolare struttura e senza le sue lunghe e nervose “quattro” zampe.
Image’s copyright: AL Harrington Photography

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Rubrica: I padroni della coppia

Titolo o argomento: Il torque vectoring ZF

Con il sistema Vector Drive (sistema dedicato alle auto a trazione posteriore e 4×4) si migliora notevolmente la dinamica di guida e la sicurezza. Il sistema provvede a distribuire la corretta coppia individualmente per ogni ruota motrice. In tal modo si genera un momento di imbardata (quindi un momento attorno all’asse verticale del veicolo) il quale può essere usato sia per migliorare l’agilità, sia per migliorare la stabilità del veicolo. In questo contesto la differenza di coppia tra le ruote viene generata indipendentemente dalla coppia motrice in uscita dal cambio (anche quando il guidatore non sta accelerando). Il veicolo viene aiutato nella sterzata durante la percorrenza delle curve, inoltre può essere stabilizzato in caso di manovre brusche senza agire sui freni. La manovrabilità (handling) dei veicoli dotati di questo dispositivo è eccellente specie nelle situazioni critiche nelle quali non tutti i guidatori sono preparati. Alla guida dei veicoli dotati di “vector drive” si può subito notare come lo sterzo risponda meglio e più rapidamente (sono infatti necessarie meno correzioni) migliorando il piacere di guida senza nulla togliere alle prestazioni dinamiche.

Per raggiungere questo obiettivo lo schema della trasmissione è stato dotato di un rotismo epicicloidale (con relativo sistema di frenatura del treno portasatelliti) per ogni asse di trasmissione. In attesa di poter leggere i successivi articoli inerenti il Vector drive potrebbe interessarti leggere l’articolo: Rotismi epicicloidali semplici: come funzionano?). Quando si procede lungo un rettilineo, il sistema “vector drive” si comporta come un ordinario differenziale aperto. La coppia motrice è ripartita in ugual misura su entrambi gli assi. Non appena il veicolo entra in curva, la coppia viene distribuita singolarmente in misura diversa tra la ruota interna e quella esterna alla curva. La coppia motrice viene controllata da un freno multidisco, sovrapposto al semiasse, attuato elettro-meccanicamente; questo agisce sul treno portasatelliti del rotismo epicicloidale del singolo asse generando variazioni di coppia. La differenza di coppia tra le ruote motrici viene generata indipendentemente dalla coppia motrice in uscita dal cambio e indipendentemente dall’azione o meno sull’acceleratore da parte del guidatore; la ruota esterna riceve una coppia maggiore rispetto alla ruota interna alla curva.

Il nucleo del vector drive è costituito da un comune differenziale aperto; ricordiamo che un differenziale aperto è in grado di trasmettere la medesima coppia per ogni ruota motrice, pertanto se una ruota perde aderenza e slitta, l’altra si ferma. Nel caso del vector drive invece, grazie all’ “upgrade cinematico”, un normale differenziale aperto diventa un congegno in grado di indirizzare una coppia maggiore dove è disponibile più trazione o, semplicemente, dove occorre. Il vector drive inoltre assolve i compiti solitamente svolti dai differenziali autobloccanti in quanto indirizza più coppia alla ruota con maggiore disponibilità di aderenza. La presenza del vector drive riduce l’uso dei freni, lo slittamento e l’usura dei pneumatici, nonché il consumo di carburante, a scapito di un contenuto aumento di peso e di un sensibile aumento delle perdite organiche della trasmissione.

Vantaggi

Assenza di slittamento dei pneumatici quando sono a contatto con differenti fondi stradali (ad esempio ruota motrice destra sul breccino, ruota motrice sinistra sull’asfalto).

Aumento di stabilità del veicolo, conseguentemente anche della sicurezza, in caso di manovre di emergenza (ad esempio schivando un ostacolo improvviso).

Miglioramento della dinamica di guida, maggiore facilità di inserimento in curva, prevenzione di situazioni di sottosterzo/sovrasterzo eccessivi.

Continua…

Image’s copyright: ZF Friedrichshafen AG

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Rubrica: Curiosità della tecnica

Titolo o argomento: Le animazioni delle più svariate tipologie di motori a combustione

Se ti sei spesso chiesto come funzioni un dato motore e quali soluzioni alternative siano state proposte (con successo o meno) nell’era dei motori a combustione, allora il sito www.animatedengines.com potrebbe rivelarsi assai interessante da visitare. Questa settimana il sito è stato rinnovato, aggiornato e riordinato dall’autore che propone interessanti e chiare animazioni (da lui realizzate e severamente protette) di una moltitudine di motori. Si va dal ciclo otto al motore a reazione, passando per il Wankel, il motore Stirling, il motore a vapore ed il ciclo Atkinson negli ultimi anni adottato da Toyota e Lexus con delle varianti tecniche semplificative che ne sfruttano il principio abbassando i costi.

Leggi attentamente il Copyright Policy del sito Animated Engines.
Lo trovi alla pagina: http://www.animatedengines.com/copyright.html

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Rubrica: Curiosità della tecnica da corsa

Titolo o argomento: I nuovi motori F1 Turbo 1600 dotati di Exhaust Energy Recovery System

Chi non ricorda le famose F1 dell’era del turbo? Un’era (1977-1988) in cui le vetture, in configurazione da qualifica, raggiungevano la sconcertante potenza di 1200 cavalli con motori di soli 1,5 litri. Dal 1989 il turbo è stato bandito per regolamento ed i motori aspirati hanno conosciuto un’evoluzione senza pari. Grazie soprattutto agli enormi passi avanti condotti nel campo della scienza e tecnologia dei materiali, i motori di F1 sono stati in grado di raggiungere elevatissimi regimi di rotazione (oltre 20.000 giri al minuto) offrendo di conseguenza prestazioni disarmanti. L’evoluzione è stata tale da obbligare la FIA (Federazione Internazionale dell’Automobilismo), stagione dopo stagione, a modificare il regolamento diminuendo cilindrata e numero di cilindri (dai V12, V10, V8 di 3,5 litri sino agli attuali V8 di 2,4 litri) al fine di limitare le prestazioni, aumentare la sicurezza e non svantaggiare eccessivamente i team minori. Ora di nuovo, come fosse un fenomeno ciclico destinato a ricominciare, si riapre la stagione del turbo. Questa volta però con lo scopo di migliorare l’efficienza energetica dei motori, ridurre i consumi e quindi abbattere l’inquinamento e, per ultimo ma non meno importante, per fornire il know how necessario alla produzione di vetture stradali più “pulite”, con maggiore efficienza e autonomia.

 Anno 2014, l’ennesima rivoluzione nella storia della formula uno sarà rappresentata dall’adozione di propulsori ad elevata efficienza V6 turbo di soli 1,6 litri. Si tratta di motori con sistema di iniezione ad alta pressione (oltre 500 bar), sovralimentazione mediante turbocompressore “singolo” e flusso di carburante controllato. Inizialmente il massimo regime di rotazione si attestava intorno a soli 12.000 giri al minuto. Successivamente, in seguito a contestazioni da parte dei team, si è giunti al limite di 15.000 giri al minuto. Questo per consentire una migliore gestione dell’erogazione della potenza nonché per il timore che il sound fosse meno entusiasmante ed i tifosi meno attratti. La trasmissione sarà dotata di un nuovo sistema di recupero dell’energia denominato E.E.R.S. molto più performante del K.E.R.S.. L’aerodinamica ed i relativi regolamenti rimarranno per molti aspetti invariati rispetto a quelli del 2011 anche se conterranno disposizioni per ridurre il consumo di carburante addirittura del 35%. Il peso minimo del veicolo sarà portato a 660 kg. I motori dovranno garantire una durata di ben 4.000 chilometri riducendo le spese sostenute dai team. Si punterà inoltre su tecnologie atte a ridurre gli attriti all’interno del motore per aumentarne l’efficienza e riuscire a rispettare i consumi massimi di carburante (26 grammi/secondo) imposti dal regolamento.

 Tutto sommato si cercherà di mantenere prestazioni molto simili a quelle dei motori attuali in termini di potenza e velocità massima raggiungibile. Unico neo per l’abilità degli ingegneri motoristi sarà rappresentato dal dover lavorare molto sull’erogazione del motore che sarà decisamente differente rispetto a quella degli attuali motori.

Attenzione: la versione integrale del mio articolo relativo alle nuove F1, che saranno in pista dal 2014, è stata pubblicata sulla rivista di divulgazione scientifica Newton (numero di Settembre 2011) il cui sito web è: www.newtonline.it. Chi desidera ordinare un numero arretrato può contattare il servizio abbonamenti di Newton al numero: 02-76391923.

Newton Cover 09/11. Image’s copyright: Ri.Do Servizi Editorali

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Rubrica: Curiosità tecnica da corsa

Titolo o argomento: Caratteristiche del sistema Lotus AVT (Active Valve Train)

Negli articoli “La distribuzione senza alberi a camme: Lotus AVT” e “Lotus Active Valve Train (circuito idraulico e diagramma distribuzione)” abbiamo descritto il sistema di distribuzione elettro-idraulico ideato da Lotus; ora ci avviamo a concludere questa breve raccolta di articoli sul dispositivo riportando le specifiche che Lotus si era prefissata di raggiungere e che ormai sembra aver raggiunto e superato grazie ad un’incessante ricerca e ad un continuo lavoro di affinamento.

Lotus AVT - Dettagli tecnici

Alzata valvole: da 0mm a 15mm con possibilità di variazione continua lungo tutto il range di funzionamento del motore.

Errore alzata valvola possibile: 1%; se ad esempio a 3250 giri/min si imposta elettronicamente un’alzata massima di 9mm, l’alzata reale si può discostare da quella teorica del solo 1% (ovvero 0,09mm).

Durata fase di aspirazione/scarico: senza restrizioni.

Errore durata fase di aspirazione/scarico possibile: 1° di rotazione dell’albero motore. Ovvero le valvole si possono aprire/chiudere con un grado di anticipo, o di ritardo, di rotazione dell’albero motore.

Fasatura (anticipo/ritardo apertura/chiusura valvole): senza restrizioni.

Velocità massima delle valvole: 5 m/s.

Funzionamento valvole: indipendente.

Massimo regime di rotazione motore: 7000 giri/min (motori a benzina); 2400 giri/min (motori a gasolio per mezzi pesanti).

Pressione residua nel cilindro: 20 bar (70 bar per i sistemi Exhaust Braking).

Continua…

Lotus AVT valve block

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