Sarebbe utile secondo noi una forma dei bracci di manovella di impatto fluidodinamico minore: nel caso infatti della lubrificazione a bagno di olio si avrebbero piccoli (ma niente nella meccanica va trascurato!) incrementi di potenza dovuti alla minor dispersione di energia nel contatto con l’olio. Si tende poi ultimamente a concentrare i contrappesi dei suddetti bracci vicino all’asse dell’albero, per evitare eccessive torsioni e flessioni e limitare l’effetto volano, si potrebbe così utilizzare un materiale diverso e più pesante (con accoppiamenti a vite) che garantirebbe una maggior prontezza nel salire di giri e nello stesso tempo minor inerzia in rilascio.

Oltre all’utilizzo come bicilindrico abbiamo pensato anche all’impiego dell’albero in un quadricilindrico. Abbiamo utilizzato la nostra interfaccia di progettazione per cambiare alcuni parametri per arrotondare la corsa e per alloggiare due bielle per ogni perno di biella: avremmo così un quattro cilindri di circa 600cc. I valori di coppia e gli sforzi nei perni di banco sono riportati di seguito; i valori sono ipotizzati secondo standard di proulsori motociclistici di pari cilindrata. Non abbiamo potuto effettuare prove di rottura o fatica non conoscendo il materiale di costruzione dell’albero. Comunque questi valori potrebbero essere presi in considerazione per un eventuale scelta dei metalli di costituzione. Abbiamo ipotizzato inoltre due eventuali disposizione dei cilindri: una a V di 180° (non boxer, poichè ci sono due bielle per perno di biella) e una a V di 90°; per entembi è previsto un filmato realizzato con il programma CAD utilizzato per modellare l’albero (è inoltre visibile il modello del nostro albero).

 

filmati

Motore 4 cilindri con geomeria a V di 180° (250 kB)

Motore 4 cilindri con geomeria a V di 90° (286 kB)

Il motore a V di 180° privilegerà la coppia con un erogazione brusca (come un bicilindrico avrà due scoppi simultanei) mentre quello a V di 90° avrà un erogazione più piena e lineare e votato a girare a regimi più elevati. Ipotizzando un alesaggio di 60mm:

 

versione bicilindrica originale (parallela scoppi alternati) => cilindrata 271 cc.
Coppia media prevista 2,5 kgm = 24,5 Nm
Spinta media pistone = 0,5 kN / 2 = 0,25 kN

versione quadricilindrica prova => cilindrata 600 cc.
Coppia media prevista 6,2 kgm = 60,8 Nm
Spinta media pistone = 1,1 kN / 4 = 0,275 kN

Sforzi nei perni di banco dovuti al momento torcente:

Bicilindrico = 16*Mt / pi*d3 = 2,67 kPa

Quadricilindrico = 16*Mt / pi*d3 = 6,64 kPa

Sforzi nei perni di banco dovuti all’azione tagliante:

Bicilindrico: 16*P / 3*A =3,2 kPa

Quadricilindrico: 16*P / 3*A = 7 kPa

clicca sulle immagini per ingrandire

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