CBWiki – Quanta potenza con quanti cilindri
Quando nelle corse si ammettono moto con diverse architetture di motore é molto difficile stabilire un sistema di compensazione per livellare le prestazioni.
Anzi, la prima difficoltà è stabilire cosa si intende per prestazioni. Si può parlare per esempio di prestazioni di accelerazione, o di velocità massima, o di percorrenza in curva, o in frenata, o su un tipo di percorso piuttosto che su un altrom e via dicendo.
Per limitare le variabili, le prestazioni potrebbero essere rappresentata dalla potenza massima del motore, coì il problema si semplifica di molto.
La teoria motoristica dice che la potenza di un dato motore a scoppio 4 tempi dipende principalmente:
0- dalla cilindrata, ovviamente
1- dal rendimento volumetrico, cioè da quanta aria (e benzina)riesce ad aspirare, in rapporto alla cilindrata
2- dal rendimento termico o di combustione, cioé da quanto bene riesce a trasformare la benzina in energia
3- dal rendimento meccanico, e cioè dalla quantità di potenza persa per attrito e forze di inerzia sviluppate durante il funzionamento.
Tranne il primo, ognuno degli ultimi tre parametri dipende da una grande quantità di altri fattori, e soprattutto dalla loro influenza reciproca. Per cercare un termine di confronto equo, e per semplificare le cose, si deve cominciare ad enunciare una serie di regole, di cui una molto intuitiva e ovvia, come:
- Potenza sviluppata a parità di cilindrata
ma anche un'altra un pò più discutibile, ma accettabile, come:
- Potenza sviluppata a paritè di rendimento volumetrico
Per la terza il discorso si complica parecchio, perché é molto difficile dire:
- Potenza sviluppata a paritè di rendimento meccanico
proprio perchè, a causa della diversità costruttiva e meccanica dei vari tipi di motore, non si uò pensre proprio di avere lo stesso rendimento meccanico. Quindi occorre stabilire delle regole ottenute mediante formule rigorose, che consentano di ricondurre questo e altri fattori al numero di cilindri, o come si dice in termine matematico "esplicitare in funzione del frazionamento della cilindrata".
Ma, per fare questa operazione, occorre fissare a priori altre variabili, più tecniche, come la velocità media lineare del pistone, VMP ed il rapporto alesaggio/corsa A/C
Un tempo si riteneva che il limite superiore della VMP fosse all'incirca di 20 metri al secondo, soprattutto perché si usavano motori a corsa lunga. In realtà i motori odierni, a corsa corta sono comunque arrivati ben oltre. Per fare qualche esempio, una tranquilla CB1100F (corsa 'lunga') a 8.695 giri/' raggiunge già i 20 metri al secondo, mentre una CBR1000RR raggiunge lo stesso valore a 12000 giri e arriva a 26 metri/sec a 15000 giri.
Nel tentativo di paragonare le prestazioni ottenibili da diversi motori, si può ragionare allora supponendo di adottare lo stesso valore di VMP e di A/C.
In questo modo, le relazioni matematiche che esprimono la potenza sviluppabile dal diversi motori si possono rendere in forma di rapporto, in funzione del numero di cilindri.
Risultati dell' analisi Sviluppando i calcoli, si può costrire una tabella delle potenze ottenibili.
Nella colonna di destra sono indicati i coefficenti di correzione della cilindrata per riportare le potenze allo stesso valore.
Per esempio, un bicilindrico di 1200cc equivale ad un 4-cilindri da 1000cc, o a un 3-cilindri da 1080cc ...
Bibliografia
SAE Paper #
690748 Why Multicylinder Motorcycle Engines?
700122 Research and Development of High-Speed, High-Performance, Small Displacement Honda Engines
820154 Air Flow through Poppet Inlet Valves - Analysis of Static and Dynamic Flow Coefficients
860032 Optimization of Multi-Valve Four Cycle Engine Design-The Benefit of Five-Valve Technology
900223 Experimental Analysis of Total Engine Friction in Four Stroke S. I. Engines
910347 Estimate of Total Engine Loss and Engine Output in Four Stroke S.I. Engines[/list]
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