Alesaggio
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L'alesaggio è la misura della larghezza del cilindro o del pistone.
Indice |
[modifica] Introduzione
Unitamente alla misura della corsa è il dato con cui, utilizzando la normale formula matematica del cilindro si ottiene la cilindrata unitaria in un motore, espressa in centimetri cubi.
In base al rapporto che vi è tra l'alesaggio e la corsa i vari tipi di motore prendono la denominazione di "Motore quadro" nel caso di misure uguali, "Motore superquadro" se la corsa è inferiore all'alesaggio e "Motore corsa lunga" o "sottoquadro" nel caso opposto.
[modifica] Accorgimenti
La scelta del diametro per un motore di una certa cilindrata è determinata dal risultato che si vuole ottenere, infatti a seconda di quanto piu è grande l'alesaggio piu si deve diminuire la corsa, il che porta determinati vantaggi e svantaggi:
[modifica] Vantaggi
Utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio porta ad avere determinati vantaggi:
- Minor superficie laterale, con un alesaggio maggiore ed una minore corsa si ha una superficie di contatto minore tra pistone e cilindro, permettendo una minore dispersione d'energia per attrito, calcolabile con questa formula
, dove S sta per Superficie di contatto, r per raggio dell'alesaggio C per corsa del pistone. - Minore velocità del pistone a parità di rpm, questo è dato dal fatto che per avere un grande alesaggio si deve avere una corsa piu breve, determinando un minore consumo del pistone e del cilindro, oppure dando la possibilità d'aumentare il valore del regime massimo.
[modifica] Solo per i 4T
Per i soli motori a quattro tempi, utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio porta ad avere determinati vantaggi:
- Valvole a fungo piu grandi, potendo utilizzare valvole a fungo piu grandi si riduce la resistenza all'aspirazione, di conseguenza si migliora il rendimento di riempimento volumetrico del cilindro.
[modifica] Solo per i 2T
Per i soli motori a due tempi, utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio porta ad avere determinati vantaggi:
- Minor contatto tra miscela fresca e gas combusti, con un gran alesaggio (per esempio nei 125 misure come 56 x 50,6 a confronto del 54 x 54,5) si ha una diversa fluidodinamica che permette d'avere un fronte di contatto tra i due elementi minore, il che permette d'avere minori dispersioni di miscela fresca e migliorando di conseguenza anche il riempimento del cilindro.
- Migliore funzione delle luci, sia la/e luce/i di scarico che dei travasi, anche se a parità di parametri di fasatura hanno le stesse dimensioni, hanno una funzione migliore, data dalla fluidodinamica dei gas, per questo possono avere fasature piu brevi e migliorare ulteriormente il rendimento del motore.
[modifica] Svantaggi
Utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio porta anche ad avere determinati svantaggi:
- Minore tenuta delle fasce elastiche, la minore tenuta delle fasce elastiche e dei anelli raschiaolio, viene dal fatto che tali segmenti sviluppano tutti la stessa forza (determinata dal tipo di materiale, forma e accorgimenti), ma viene sviluppata su una superficie maggiore, creando quindi una pressione minore, riducendo la tenuta dei gas e nel caso dei motori a 4T anche dell'olio motore.
- Camera di combustione piu allargata, per poter avere lo stesso rapporto di compressione, la camera di combustione, che deve essere piu larga, si deve anche schiacciare, aumentando di fatto il tempo di combustione.
[modifica] Solo per i 2T
Per i soli motori due tempi, utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio porta anche ad avere determinati svantaggi:
- Precisioni minore per le fasature, per via delle caratteristiche del motore, avere una corsa breve significa avere margini d'errore minore per lo stesso risultato qualitativo, dato che le fasature vengono determinate dall'altezza dei travasi e avendo una corsa del pistone minore, si ha per lo stesso errore di fusione o lavorazione (per esempio 0,5 mm) un errore sulla fasatura maggiore, per questo motivo bisogna adoperare tolleranze di fusione minori per avere lo stesso risultato fluidodinamico.
[modifica] Ininfluente
Utilizzare un pistone/cilindro dal grande alesaggio non si hanno ne vantaggi ne svantaggi per:
- Maggiore superficie della testa del pistone, questo porta ad un maggiore sfruttamento della combustione, infatti a termine della combustione si ha una determinata pressione, la quale preme sul pistone, che riceve una forza che verrà trasmessa alla biella, calcolabile con questa formula
, dove F sta per forza trasmessa alla biella, P per pressione nella camera di combustione e S per superficie della testa del pistone.
Daltronde dato che si riduce la lunghezza del braccio dell'albero motore per via della corsa piu breve, si ha la stessa coppia o forza espressa di un motore quadro o sottoquadro.
[modifica] In generale
La scelta dei vari rapporti tra alesaggio e corsa, solitamente varianti tra gli 0,6:1 e 1,4:1, avviene in base a ciò che si cerca di ottenere dal motore stesso, nelle auto di serie generalmente si usano motori sottoquadri, mentre nelle auto sportive, come nella Formula 1, si usano motori superquadri.
Come è facile intuire i motori sottoquadri permettono piu facilmente d'avere un rapporto di compressione elevato, ma i motori superquadri presentano un pistone meno sollecitato, per cui possono raggiungere un regime di rotazione di più elevato (fino a 40'000 rpm nelle macchinine telecomandate).
Molte macchine sportive montano motori sottoquadri, questo è dato soprattutto dal regolamento che impone determinati limiti nei regimi massimi di rotazione o misure da rispettare (alesaggio e corsa uguali ai modelli di serie), come nei Cross e nel Rally, dove per poter sviluppare un motore piu potente si deve ricorrere a rapporti di compressione elevati.
