Alettatura cilindro
Inviato: 31.12.2011, 10:36
Vorrei stimolare una discussione circa l' efficacia dell' alettatura del cilindro a smaltire il calore prodotto dalla combustione.
Non entro nel merito dei flussi interni perché non se ne esce più. In passato sono state realizzate testate con le valvole di aspirazione su una diagonale e quelle di scarico sull'altra ma alla fine le testate hanno ancora le valvole di aspirazione da una parte e quelle di scarico dall'altra.
Non credo di sbagliare nell'affermare che il riscaldamento del cilindro sia "radialmente" omogeneo, trascurando volutamente il raffreddamento dovuto all'ingresso della carica fresca nelle condizioni di cui sopra .
Non troveremo invece la medesima omogeneità ,nel verso verticale del cilindro perché l'esposizione della parete, alle diverse altezze ai gas caldi della combustione è ovviamente diversa essendo legata al movimento del pistone che ( tralascio le misurazioni delle variazioni di pressione e temperature dei gas ma ne terremo presente il concetto, se poi qualcuno può portare dei dati strumentali verranno considerati ).
Se finora non ho scritto castronate quello che ci ritroviamo dopo un riscaldamento di questo tipo è un cilindro rotondo ma tronco conico avente la base maggiore in alto, verso la testata.
Fermo restando la necessità di contenere le temperature per evitare la fusione dei metalli si dovrà anche farlo in modo da avere dimensioni e forme tali da garantire la massima tenuta del pistone, che si ottiene con giochi di accoppiamento stretti, senza arrivare al grippaggi.
In questo panorama il cilindro dovrà avere alette rotonde ( per il supposto riscaldamento "radialmente" omogeneo ) aventi estensione decrescete dalla testata verso il basamento. I cilindri dei motori a pistone stellari per aereo raffreddati ad aria erano appunto così ( fissati al monoblocco con flangiatura bassa e quindi senza tiranti che ne variassero l'equilibrio ).
Purtroppo la 500 ha sezioni di passaggio dell'aria molto diverse tra loro e inoltre la ventilazione ha zone in ombra dove il flusso cala drasticamente. Tutto ciò, a mio avviso, porta a deformazioni incontrollate che si traducono in perdita di rendimento e/o grippate a seconda degli accoppiamenti cilindro/pistone.
Ecco perché ho delle perplessità quando vedo dei cilindri iperalettati lungo un asse ma poi necessariamente sottoalettati sull'altro perché i vari ingombri non permettono altro. Cerco di immaginarmi che forma assumerà a caldo.
La zona sottoalettata diviene ancora più critica quando si aumenta l'alesaggio e ancora di più se i cilindri sono incamiciati perché la superficie alettata diminuisce per far spazio alla colonna piena che deve sopportare la compressione dei prigionieri inoltre l' accoppiamento camicia in ghisa/alettatura in alluminio genera un gradiente termico che enfatizza i diversi coefficienti di dilatazione della ghisa e dell'alluminio che con l'aumento delle temperature tenderanno a liberare la canna la quale, riscaldandosi di più del cilindro, compenserà parzialmente se non a supererà la dilatazione del cilindro. In effetti un cilindro in ghisa o in alluminio con riporto di nikasil almeno questo problema non ce l'hanno. Ci sarebbe la possibilità di far fondere delle alette di alluminio su una camicia in ghisa...contattare Porsche che l'ha applicata ai suoi motori prima dei cilindri al nikasil.
Per continuare in questa analisi da bar sport chiedo: Il secondo cilindro, dove grippa?
Passo.
Saluti, Piero
Non entro nel merito dei flussi interni perché non se ne esce più. In passato sono state realizzate testate con le valvole di aspirazione su una diagonale e quelle di scarico sull'altra ma alla fine le testate hanno ancora le valvole di aspirazione da una parte e quelle di scarico dall'altra.
Non credo di sbagliare nell'affermare che il riscaldamento del cilindro sia "radialmente" omogeneo, trascurando volutamente il raffreddamento dovuto all'ingresso della carica fresca nelle condizioni di cui sopra .
Non troveremo invece la medesima omogeneità ,nel verso verticale del cilindro perché l'esposizione della parete, alle diverse altezze ai gas caldi della combustione è ovviamente diversa essendo legata al movimento del pistone che ( tralascio le misurazioni delle variazioni di pressione e temperature dei gas ma ne terremo presente il concetto, se poi qualcuno può portare dei dati strumentali verranno considerati ).
Se finora non ho scritto castronate quello che ci ritroviamo dopo un riscaldamento di questo tipo è un cilindro rotondo ma tronco conico avente la base maggiore in alto, verso la testata.
Fermo restando la necessità di contenere le temperature per evitare la fusione dei metalli si dovrà anche farlo in modo da avere dimensioni e forme tali da garantire la massima tenuta del pistone, che si ottiene con giochi di accoppiamento stretti, senza arrivare al grippaggi.
In questo panorama il cilindro dovrà avere alette rotonde ( per il supposto riscaldamento "radialmente" omogeneo ) aventi estensione decrescete dalla testata verso il basamento. I cilindri dei motori a pistone stellari per aereo raffreddati ad aria erano appunto così ( fissati al monoblocco con flangiatura bassa e quindi senza tiranti che ne variassero l'equilibrio ).
Purtroppo la 500 ha sezioni di passaggio dell'aria molto diverse tra loro e inoltre la ventilazione ha zone in ombra dove il flusso cala drasticamente. Tutto ciò, a mio avviso, porta a deformazioni incontrollate che si traducono in perdita di rendimento e/o grippate a seconda degli accoppiamenti cilindro/pistone.
Ecco perché ho delle perplessità quando vedo dei cilindri iperalettati lungo un asse ma poi necessariamente sottoalettati sull'altro perché i vari ingombri non permettono altro. Cerco di immaginarmi che forma assumerà a caldo.
La zona sottoalettata diviene ancora più critica quando si aumenta l'alesaggio e ancora di più se i cilindri sono incamiciati perché la superficie alettata diminuisce per far spazio alla colonna piena che deve sopportare la compressione dei prigionieri inoltre l' accoppiamento camicia in ghisa/alettatura in alluminio genera un gradiente termico che enfatizza i diversi coefficienti di dilatazione della ghisa e dell'alluminio che con l'aumento delle temperature tenderanno a liberare la canna la quale, riscaldandosi di più del cilindro, compenserà parzialmente se non a supererà la dilatazione del cilindro. In effetti un cilindro in ghisa o in alluminio con riporto di nikasil almeno questo problema non ce l'hanno. Ci sarebbe la possibilità di far fondere delle alette di alluminio su una camicia in ghisa...contattare Porsche che l'ha applicata ai suoi motori prima dei cilindri al nikasil.
Per continuare in questa analisi da bar sport chiedo: Il secondo cilindro, dove grippa?
Passo.
Saluti, Piero