Biella, corta, lunga, quando e perchè...

[Flycat]

Ragazzacci, spesso leggo di configurazioni che vanno meglio di altre e di spiegazioni opinabili sul motivo delle prestazioni, oggi mi son messo due minuti a tavolino e ho fatto delle simulazioni che penso ritorneranno utili a molti...

Principio, il monevellismo è formato da albero motore biella e pistone, questi organi in movimento generano delle sollecitazioni, chiamate del 1* e 2* ordine.

Nel primo ordine rientrano le sollecitazioni generate dalla combinazione tra il movimento del manovellismo e le masse che lo compongono, maggiore è l'equilibrio tra le masse del manovellismo, minore (o nulla) è questa sollecitazione, il secondo ordine invece non dipende da questi fattori, ma dalla geometria del manovellismo e da eventuali forze aggiunte che partecipano al movimento.

Uno dei fattori che ha maggior importanza sulle sollecitazioni del 2* ordine (soprattutto nei monocilindrici) è l'angolo di biella, quest'angolo è determinato dalle combinazioni tra corsa e interasse biella, il suo effetto si traduce sulla spinta laterale del pistone sul cilindro, matematicamente, l'angolo aumenta al diminuire del rapporto interasse biella/corsa albero motore.

Iniziamo a fare due conti, qui sotto abbiamo albero corsa 57 con biella 105 e 110



Possiamo notare che con la biella lunga l'angolo e il carico diminuiscono in modo apprezzabile.

Albero corsa 57 e 60 con biella 105.



Le sollecitazioni crescono e non di poco...

Lo scontro tanto atteso, corsa 57 con biella 105 VS corsa 60 con biella 110



Svelato l'arcano l'angolo di manovella (e quindi le sollecitazioni del secondo ordine) non variano in maniera apprezzabile rispetto alla condizione originale, direi che la condizione è invariata, se ci mettiamo una migliore equilibratura del manovellismo (diminuzione sollecitazioni del 1* ordine) ecco spiegata la rilevante differenza tra configurazioni che sembrano le stesse, ma che in realtà non lo sono...

Adesso, visto che ho appena letto il topic del mio compagno Cosanauta, Grandevegeta, dove lui desidera ardentemente il corsa 62, ecco una simulazione che dovrebbe tornare utile.



Oscar ci vogliono bielle da almeno 114 di interasse, altrimenti ci si ritrova come quando si usa l'abero corsa 60 con biella 105...

Ovviamente con biella più lunga, aumenta anche il peso della stessa, ma lavorando sull'equilibratura del manovellismo, il problema viene risolto.

Bye, Luca

[Lz92]

Bravo, bravo e ancora bravo complimenti, post INTERESSANTISSIMO

[PISTONE GRIPPATO]

Ragazzacci, spesso leggo di configurazioni che vanno meglio di altre e di spiegazioni opinabili sul motivo delle prestazioni, oggi mi son messo due minuti a tavolino e ho fatto delle simulazioni che penso ritorneranno utili a molti...

Principio, il monevellismo è formato da albero motore biella e pistone, questi organi in movimento generano delle sollecitazioni, chiamate del 1* e 2* ordine.

Nel primo ordine rientrano le sollecitazioni generate dalla combinazione tra il movimento del manovellismo e le masse che lo compongono, maggiore è l'equilibrio tra le masse del manovellismo, minore (o nulla) è questa sollecitazione, il secondo ordine invece non dipende da questi fattori, ma dalla geometria del manovellismo e da eventuali forze aggiunte che partecipano al movimento.

Uno dei fattori che ha maggior importanza sulle sollecitazioni del 2* ordine (soprattutto nei monocilindrici) è l'angolo di biella, quest'angolo è determinato dalle combinazioni tra corsa e interasse biella, il suo effetto si traduce sulla spinta laterale del pistone sul cilindro, matematicamente, l'angolo aumenta al diminuire del rapporto interasse biella/corsa albero motore.

Iniziamo a fare due conti, qui sotto abbiamo albero corsa 57 con biella 105 e 110



Possiamo notare che con la biella lunga l'angolo e il carico diminuiscono in modo apprezzabile.

Albero corsa 57 e 60 con biella 105.



Le sollecitazioni crescono e non di poco...

Lo scontro tanto atteso, corsa 57 con biella 105 VS corsa 60 con biella 110



Svelato l'arcano l'angolo di manovella (e quindi le sollecitazioni del secondo ordine) non variano in maniera apprezzabile rispetto alla condizione originale, direi che la condizione è invariata, se ci mettiamo una migliore equilibratura del manovellismo (diminuzione sollecitazioni del 1* ordine) ecco spiegata la rilevante differenza tra configurazioni che sembrano le stesse, ma che in realtà non lo sono...

Adesso, visto che ho appena letto il topic del mio compagno Cosanauta, Grandevegeta, dove lui desidera ardentemente il corsa 62, ecco una simulazione che dovrebbe tornare utile.



Oscar ci vogliono bielle da almeno 114 di interasse, altrimenti ci si ritrova come quando si usa l'abero corsa 60 con biella 105...

Ovviamente con biella più lunga, aumenta anche il peso della stessa, ma lavorando sull'equilibratura del manovellismo, il problema viene risolto.

Bye, Luca

Ottimo e questa è una variabile......
Quindi con biella da 105 e corsa 60 abbiamo le maggiori sollecitazioni oppure non ho capito?
Cambia anche l'accelerazione del pistone e la velocità media?

Grazie ciao

[Lz92]

La sollecitazione minore l'abbiamo con l'albero C57 con biella da 110: l'albero standard della 200 insomma.
La sollecitazione maggiore l'abbiamo invece con l'albero C60 con biella da 105.
A parità di corsa, una biella più lunga da meno sollecitazioni; a parità di lunghezza della biella, la corsa minore da meno sollecitazioni.

[Flycat]

La sollecitazione minore l'abbiamo con l'albero C57 con biella da 110: l'albero standard della 200 insomma.

E questo ci porta a pensare che senza andare a fare cose mirabolanti, mettendo semplicemente l'albero del 200 sul 125 (che da quel che ho letto ha anche la spalla più larga) o mettendo la biella 200 su un albero 125, si possono ottenere evidenti risultati senza grandi salassi economici

Bye, Luca

P.S. Ovviamente il GT va spessorato in maniera adeguata...

[Flycat]

Quindi con biella da 105 e corsa 60 abbiamo le maggiori sollecitazioni oppure non ho capito?

Si esatto, in pratica devi considerare che la forza applicata sul pistone, quando la biella si inclina, si scompone in due, un vettore che dallo spinotto va lungo la biella puntando alla spina che c'è in testa e un'altro che invece sempre dallo stesso punto orizzontalmente si dirige verso la parete del cilindro.

In pratica la forza orizzontare diminuisce all'aumentare dell'interasse biella.

Cambia anche l'accelerazione del pistone e la velocità media?

L'accelerazione varia, al diminuire dell'interasse aumenta ai punti morti, la velocità media no perchè la formula è:

Vm = (Corsa * giri) / 300

Questo cmq per noi è un parametro trascurabile, in quanto in corsa 60 per arrivare a velocità medie "di rilievo" (22m/s) devi andare a 11000giri...

Bye, Luca

[PISTONE GRIPPATO]

Si esatto, in pratica devi considerare che la forza applicata sul pistone, quando la biella si inclina, si scompone in due, un vettore che dallo spinotto va lungo la biella puntando alla spina che c'è in testa e un'altro che invece sempre dallo stesso punto orizzontalmente si dirige verso la parete del cilindro.

In pratica la forza orizzontare diminuisce all'aumentare dell'interasse biella.



L'accelerazione varia, al diminuire dell'interasse aumenta ai punti morti, la velocità media no perchè la formula è:

Vm = (Corsa * giri) / 300

Questo cmq per noi è un parametro trascurabile, in quanto in corsa 60 per arrivare a velocità medie "di rilievo" (22m/s) devi andare a 11000giri...

Bye, Luca

Ok ma se cambia l'acceleazione ai due punti morti cambierà anche il tempo di apertura dei travasi.
Con biella corta durante i primi gradi i travasi come angolo durano uguale ma come tempo no....per cui con biella lunga avrò più lavaggio...

[ampc78]

scusa Luca ma nei grafici consideri solo la spinta laterale del pistone?
nei corsa 60 non bisogna considerare i 3mm in + che il pistone fa rispetto al corsa 57?

naturalmente parlo da profano, è solo per capire meglio la questione.

[Flycat]

scusa Luca ma nei grafici consideri solo la spinta laterale del pistone?
nei corsa 60 non bisogna considerare i 3mm in + che il pistone fa rispetto al corsa 57?

naturalmente parlo da profano, è solo per capire meglio la questione.

Nel grafico vedi solo la variazione d'inclinazione della biella in base al regime di rotazione, la spinta laterale l'ho calcolata solo a 90* perchè è la condizione più gravosa. Però essendo la forza calcolata come:

Forza sul cilindro = Carico pistone per * tangente angolo manovella

Già solo vedendo l'andamento dell'inclinazione ci si rende conto dell'entità dei carichi.

I 3mm sono considerati, altrimenti i grafici sarebbero sovrapponibili

Bye, Luca

[Flycat]

Ok ma se cambia l'acceleazione ai due punti morti cambierà anche il tempo di apertura dei travasi.
Con biella corta durante i primi gradi i travasi come angolo durano uguale ma come tempo no....per cui con biella lunga avrò più lavaggio...

Accelera in un punto ma diminuisce in un'altro, quindi alla fine il tempo di apertura non varia, al massimo può variare leggermente il coeff. di efflusso a causa della variazione del gradiente di velocità, la diversa biella non può alterare la fase di lavaggio.
Consideriamo anche che le variazioni di accelerazione sono di entità trascurabile nei nostri casi, perchè ci teniamo su range di applicazione che potrà essere si e no di 20mm (bielle da 100 a 120mm)

Bye, Luca