[Vari] Rapporto di compressione

[giuino]

Grande!!
vediamo se seguo il ragionamento ponendo qualche domanda di limite.

Tutta la procedura e'in pratica un ripristinare valori geometrici.
Chiudo piu' tardi quindi devo aumentare il RC.

Che limiti ci sono?
Es:
devo anticipare tenendo conto che il fronte di fiamma ci mette sempre quel tempo e, nellésempio, io ho sempre meno corsa utile?

Ho messo un parametro a caso, ti chiedo solo quanto si puo'giocare.
E'anche vero che, alla fine, uno si limita di solito ad alberi a camme gia'sul mercato...

Con la prima affermazione in pratica hai colto nel segno, quello che si dovrebbe fare è ripristinare (e al limite aumentare in base al carburante usato) il RC dinamico di fabbrica

Il limite è dato dal carburante usato: benzina, gas, etanolo, metilene, nitrometano ed i vari mix hanno differente resistenza alla detonazione (determinata in laboratorio e definita col famoso numero di ottano).

Per fare un esempio concreto:
un motore da pista alimentato con benzina 100 ottani gira con RC statici di 13:1 (che a seconda della camma si traducono in RC dinamici supergiù di 9,5:1);
un motore da drag a nitrometano può girare con RC statici di 17:1 (a parità di camma)
L'etanolo (come la benzina E85) permette compressioni un pò più alte rispetto alla benzina classica


Riguardo la seconda affermazione: "devo anticipare tenendo conto che il fronte di fiamma ci mette sempre quel tempo e, nellésempio, io ho sempre meno corsa utile?"

non si deve mai confondere l'anticipo di accensione con l'anticipo delle camme

la camma apre e chiude le valvole, punto e basta, quanto la anticipi o posticipi (tramite pulegge regolabili, salto di denti o altri sistemi) serve solo ad alterare la capacità di riempimento dei cilindri ai vari regimi.

l'anticipo di accensione ha un altra funzione, serve a massimizzare la resa del motore ad un determinato regime/riempimento, ed è legato a talmente tanti fattori che non vale la pena studiare nel dettaglio... ti basti pensare che a parità di regime/riempimento l'anticipo varia con i materiali di pistone/testata/valvole, eventuali trattamenti superficiali, forma della camera di scoppio, lunghezza della biella, corsa albero motore e diametro pistone... giusto per dirne qualcuna...

[Fly Lemon]

Con la prima affermazione in pratica hai colto nel segno, quello che si dovrebbe fare è ripristinare (e al limite aumentare in base al carburante usato) il RC dinamico di fabbrica

Il limite è dato dal carburante usato: benzina, gas, etanolo, metilene, nitrometano ed i vari mix hanno differente resistenza alla detonazione (determinata in laboratorio e definita col famoso numero di ottano).

Per fare un esempio concreto:
un motore da pista alimentato con benzina 100 ottani gira con RC statici di 13:1 (che a seconda della camma si traducono in RC dinamici supergiù di 9,5:1);
un motore da drag a nitrometano può girare con RC statici di 17:1 (a parità di camma)
L'etanolo (come la benzina E85) permette compressioni un pò più alte rispetto alla benzina classica


Riguardo la seconda affermazione: "devo anticipare tenendo conto che il fronte di fiamma ci mette sempre quel tempo e, nellésempio, io ho sempre meno corsa utile?"

non si deve mai confondere l'anticipo di accensione con l'anticipo delle camme

la camma apre e chiude le valvole, punto e basta, quanto la anticipi o posticipi (tramite pulegge regolabili, salto di denti o altri sistemi) serve solo ad alterare la capacità di riempimento dei cilindri ai vari regimi.

l'anticipo di accensione ha un altra funzione, serve a massimizzare la resa del motore ad un determinato regime/riempimento, ed è legato a talmente tanti fattori che non vale la pena studiare nel dettaglio... ti basti pensare che a parità di regime/riempimento l'anticipo varia con i materiali di pistone/testata/valvole, eventuali trattamenti superficiali, forma della camera di scoppio, lunghezza della biella, corsa albero motore e diametro pistone... giusto per dirne qualcuna...

Aggiungiamoci anche quelli piu' "importanti" o meglio piu' evidenti ed immediati e che sono piu' semplici da tenere sott'occhio per determinare il grado di anticipo, ovvero:

- MIscela magra o grassa (se troppo magra e l'anticipo e' troppo elevato e' piu' facile innescare la detonazione)
- Temperature in camera di scoppio (determinate anche dal punto precedente...piu' e' magra e piu' si alzano le temperature: la benzina infatti serve anche a raffreddare)
- Temperature motore: se si alzano la temp acqua e quella olio vuol dire che si alzano anche le temperature in camera di scoppio e piu' queste si alzano e piu' si e' a rischio detonazioni
- RC elevato (piu' e' elevato e piuì e' facile detonare, quindi di regola in presenza di RC elevati si deve lavorare piu' di fino sull' anticipo senza esagerare con gli aumenti. Se l' RC invece e' relativamente basso si puo' anche per assurdo eccedere con gli incrementi di anticipo proprio perche' e' piu' difficile che si inneschino detonazioni)

Questi i piu' immediati che mi vengono in mente

[alex zanardi]

appurato che anticipo di accensione e anticipo di fasatura sono 2 cose completamente diverse, direi di non andare OT, mantenendo la discussione pulita

i motori a ciclo otto generalmente hanno RC dinamici tra 7.5:1 ed 8.5:1 per benzine 91 ottani, le nostre solitamente sono 95, quindi si può salire ancora un pò fino (vado a memoria) 8.8:1

direi che e tutto quanto chiarissimo, approfitto per farti i complimenti per come spieghi le cose, e veramente tutto molto chiaro e facile da capire, grazie

ora sai dove reperire una tabella, per gli ottani della benzina in rapporto con l'RC dinamico?
ho trovato le tabelle ottani, ma nessuna in rapporto al'RC....

io ho un motore fresco fresco, ed il calcolo l'ho aveva fatto (CMC di Stella A) secondo mie istruzioni.... visto che il mio motore e stradabile solo da casa a pista (uso solo benzina 100 ron), ed infatti il calcolo con il programma postato mi da un RCdinamico di 9,17

[Fly Lemon]

appurato che anticipo di accensione e anticipo di fasatura sono 2 cose completamente diverse, direi di non andare OT, mantenendo la discussione pulita




direi che e tutto quanto chiarissimo, approfitto per farti i complimenti per come spieghi le cose, e veramente tutto molto chiaro e facile da capire, grazie

ora sai dove reperire una tabella, per gli ottani della benzina in rapporto con l'RC dinamico?
ho trovato le tabelle ottani, ma nessuna in rapporto al'RC....

io ho un motore fresco fresco, ed il calcolo l'ho aveva fatto (CMC di Stella A) secondo mie istruzioni.... visto che il mio motore e stradabile solo da casa a pista (uso solo benzina 100 ron), ed infatti il calcolo con il programma postato mi da un RCdinamico di 9,17

Anche lì pero' (e ritorno OT, ma che forse e' comunque IT) e'difficile dire "a questo RC dinamico corrisponde questo n° di ottano" senza tener conto della mappa di anticipo di accensione.

Per assurdo con un anticipo di accensione ridicolo potresti girare con benzine 95-98 RON anche con RC geometrici/dinamici molto spinti. Il fatto poi che non renda al meglio e' un altro paio di maniche.

Ti torna come ragionamento?

[giuino]

appurato che anticipo di accensione e anticipo di fasatura sono 2 cose completamente diverse, direi di non andare OT, mantenendo la discussione pulita




direi che e tutto quanto chiarissimo, approfitto per farti i complimenti per come spieghi le cose, e veramente tutto molto chiaro e facile da capire, grazie

Grazie!

ora sai dove reperire una tabella, per gli ottani della benzina in rapporto con l'RC dinamico?
ho trovato le tabelle ottani, ma nessuna in rapporto al'RC....

io ho un motore fresco fresco, ed il calcolo l'ho aveva fatto (CMC di Stella A) secondo mie istruzioni.... visto che il mio motore e stradabile solo da casa a pista (uso solo benzina 100 ron), ed infatti il calcolo con il programma postato mi da un RCdinamico di 9,17

ci sono molte variabili, soprattutto se si comincia a cercare il massimo, quindi non esistono dati tabellari teorici, in giro si trova molto materiale relativo ai motori americani; su motori Jap c'è poco, dato che sembrano essere appannaggio di mega preparatori che mantengono il segreto su tutto...

Se ti sei affidato a Stella vai tranquillo, sanno il fatto loro!

Cmq girando in rete (su forum americani) si trovano valori max di 8.8:1 per RC dinamico su motori con teste in alluminio e benzine 95 ottani, se giri con benzina 100 ottani può starci un 9.2:1, parliamo di un monofarfalla?

[giuino]

Anche lì pero' (e ritorno OT, ma che forse e' comunque IT) e'difficile dire "a questo RC dinamico corrisponde questo n° di ottano" senza tener conto della mappa di anticipo di accensione.

Per assurdo con un anticipo di accensione ridicolo potresti girare con benzine 95-98 RON anche con RC geometrici/dinamici molto spinti. Il fatto poi che non renda al meglio e' un altro paio di maniche.

Ti torna come ragionamento?

Non funziona così, il fenomeno a cui si va incontro alzando il RC è la detonazione, ovvero la miscela aria/benzina esplode in maniera incontrollata all'interno della camera di scoppio PRIMA che la candela scocchi la scintilla.

In condizioni normali la miscela aria/benzina non scoppia (anche se si chiamano motori a scoppio...) ma brucia in maniera abbastanza controllata, con una "fiammata" che parte dalla candela e si propaga verso la periferia della camera di scoppio;

Quando invece avviene la detonazione abbiamo una esplosione che inizia in un punto caldo della testata prima (parecchio prima) dell'accensione della candela. Il punto può essere un bordo tagliente, una valvola profilata a coltello, il bordo del pistone... anche l'elettrodo della candela surriscaldato... insomma la detonazione porta ad una esplosione incontrollata che fa malissimo al motore :-P

[Demios]

Bella discussione, e complimenti a giuino per la preparazione! Se non sono troppo indiscreto, ingegnere? Se si che indirizzo, meccanico, energetico o un malatissimo collega di autoveicolo? xD

Non funziona così, il fenomeno a cui si va incontro alzando il RC è la detonazione, ovvero la miscela aria/benzina esplode in maniera incontrollata all'interno della camera di scoppio PRIMA che la candela scocchi la scintilla.

In condizioni normali la miscela aria/benzina non scoppia (anche se si chiamano motori a scoppio...) ma brucia in maniera abbastanza controllata, con una "fiammata" che parte dalla candela e si propaga verso la periferia della camera di scoppio;

Quando invece avviene la detonazione abbiamo una esplosione che inizia in un punto caldo della testata prima (parecchio prima) dell'accensione della candela. Il punto può essere un bordo tagliente, una valvola profilata a coltello, il bordo del pistone... anche l'elettrodo della candela surriscaldato... insomma la detonazione porta ad una esplosione incontrollata che fa malissimo al motore :-P

Aggiungo, a titolo di curiosità, che l'anticipo serve per avere un buon rendimento, ma non è un colpevole diretto della detonazione, si limita ad essere "giusto" per iniziare l'espansione nel momento termodinamicamente più favorevole.
Il rapporto di compressione dovrebbe essere il più alto possibile in quanto è, insieme al tipo di combustibile usato, un parametro che compare nel calcolo teorico del ciclo ideale, ma si tiene basso SOLO per evitare la detonazione e non andare a ricercare delle situazioni troppo stressanti dal punto di vista meccanico per i componenti. Mi spiego meglio: oltre un certo valore di RC volumetrico il rendimento sale ma in modo trascurabile, quindi è antieconomico provare a fare un benzina con RC 30:1, ma nei nostri range di interesse ha sempre un'importanza enorme!
Giusto per dare una piccola idea di quanto sia importante l'RC: il benzina, a parità di RC, è più efficiente del diesel.
Nel diesel c'è una fase di espansione che non produce lavoro a causa della "lentezza" della combustione una volta superato il PMS.
Su un diesel però vogliamo che la miscela si accenda spontaneamente, quindi, invece di un RC intorno al 10:1 possiamo infilarne uno tranquillamente fino a 17-18:1.
Questo è L'UNICO MOTIVO per cui un diesel è più efficiente (nei limiti "matematici" della considerazione).

[giuino]

Ciao, al momento non sono neppure un collega di auto... ma il passaggio lo dovrei fare a breve ;-p

Sono un appassionato (con un pò di ingegneria alle spalle e tanta matematica e fisica sul contaore) e studio molto prima di metter mani su un motore... facendo così, vuoi o non vuoi un pò di concetti li impari.
Leggo molta letteratura americana (sia libri che forum), e questo mi ha aiutato non poco...

Ottime precisazioni riguardo il RC!

[Fly Lemon]

Non funziona così, il fenomeno a cui si va incontro alzando il RC è la detonazione, ovvero la miscela aria/benzina esplode in maniera incontrollata all'interno della camera di scoppio PRIMA che la candela scocchi la scintilla.

In condizioni normali la miscela aria/benzina non scoppia (anche se si chiamano motori a scoppio...) ma brucia in maniera abbastanza controllata, con una "fiammata" che parte dalla candela e si propaga verso la periferia della camera di scoppio;

Quando invece avviene la detonazione abbiamo una esplosione che inizia in un punto caldo della testata prima (parecchio prima) dell'accensione della candela. Il punto può essere un bordo tagliente, una valvola profilata a coltello, il bordo del pistone... anche l'elettrodo della candela surriscaldato... insomma la detonazione porta ad una esplosione incontrollata che fa malissimo al motore :-P

So bene cos'e' una detonazione e cosa la puo' innescare.

Detonazione o battito in testa (come comunemente detto) avviene per esperienza fatta anche a causa di un errato anticipo di accensione:
Sulla vecchia 500 preparata (porto sempre quella ad esempio perche' e' quella su cui veramente ho fatto gli esperimenti ed in cui hai la pura meccanica senza elettronica che possa influenzare qualcosa) avevo un motore con RC di 9,7:1 (in origine e' a circa 7:1)...con anticipo a 15° a caldo e sotto sforzo batteva in testa (ergo detonava), mentre riducendolo a 13°, nelle stesse condizioni il fenomeno spariva.

Se al posto della comune verde a 95 RON mettevo V-power o simili riuscivo anche a tenere i 15° di anticipo, ma non ottenendo chissa' quale vantaggio a livello prestazionale tra l'avere un anticipo a 15° rispetto che a 13° decisi di rimanere a 13° (e spendere un po' meno in benzina): tra l'altro a 13° di anticipo il motorino d'avviamento sforzava anche meno per mettere in moto l'auto

Premetto che avevo una carburazione perfetta (provata con tanto di sonda), dei due tendente al "grasso"

Ecco perche' a mio avviso nel caso espresso da Alex (che RON usare in presenza di un RC dinamico elevato?) non ci si puo' esimere dal considerare anche la mappa di anticipo (e non parlo di gradi di anticipo al minimo, ma proprio di tutta la curva)

[Demios]

OT

Le caratteristiche erano più o meno quelle che avevo intuito di solito dopo un certo numero di anni di professione da progettista o di scleri con i clienti da preparatore, la voglia di condividere il proprio sapere con altri appassionati diminuisce, purtroppo...
E più vado avanti e più capisco il perchè, però quando gli impegni lo consentono fa sempre piacere poter mescolare concetti teorici con quello che poi è la pratica di un'elaborazione.

Uno dei miei professori diceva: "non capisci una cosa finchè non la smonti". E anche i concetti appresi per curiosità personale sono grandi aiuti visto che diventano un esempio per capire i meccanismi più generali.
Appena ho iniziato l'università sono riuscito a dimostrare a mia madre che il mio non era "tempo perso davanti al computer a leggere cavolate di macchine invece di studiare" xD
Hai intenzione quindi di spostarti a Torino per entrare al Poli?

/OT

So bene cos'e' una detonazione e cosa la puo' innescare.

Detonazione o battito in testa (come comunemente detto) avviene per esperienza fatta anche a causa di un errato anticipo di accensione:
Sulla vecchia 500 preparata (porto sempre quella ad esempio perche' e' quella su cui veramente ho fatto gli esperimenti ed in cui hai la pura meccanica senza elettronica che possa influenzare qualcosa) avevo un motore con RC di 9,7:1 (in origine e' a circa 7:1)...con anticipo a 15° a caldo e sotto sforzo batteva in testa (ergo detonava), mentre riducendolo a 13°, nelle stesse condizioni il fenomeno spariva.

Se al posto della comune verde a 95 RON mettevo V-power o simili riuscivo anche a tenere i 15° di anticipo, ma non ottenendo chissa' quale vantaggio a livello prestazionale tra l'avere un anticipo a 15° rispetto che a 13° decisi di rimanere a 13° (e spendere un po' meno in benzina): tra l'altro a 13° di anticipo il motorino d'avviamento sforzava anche meno per mettere in moto l'auto

Premetto che avevo una carburazione perfetta (provata con tanto di sonda), dei due tendente al "grasso"

Ecco perche' a mio avviso nel caso espresso da Alex (che RON usare in presenza di un RC dinamico elevato?) non ci si puo' esimere dal considerare anche la mappa di anticipo (e non parlo di gradi di anticipo al minimo, ma proprio di tutta la curva)

Considera che l'anticipo di accensione, di fatto, innalza "chimicamente" (tramite la combustione) la temperatura e la pressione DURANTE la compressione, che ugualmente innalza la temperatura e la pressione.
Ovviamente bisogna fare un distinguo tra stato transitorio e stato sviluppato: nel primo si intende con le temperature di esercizio ancora da raggiungere e il secondo in un caso "stabile" in cui le temperature del liquido e dei componenti non aumentano ulteriormente.
Se l'anticipo risulta eccessivo lo vedi solo nel caso sviluppato, il che spiega perchè a freddo o con carichi bassi il motore non aveva detonazione, mentre innalzando le temperature tramite un carico (quindi un ulteriore transitorio che porta il sistema a temperature più alte) si sviluppa il battito.
Se fosse la compressione o l'anticipo a essere di troppo non si può dire su due piedi, però la differenza tra battito "a freddo" e "a caldo" non dovresti considerarla semplicemente perchè nel primo caso non hai dei valori "consolidati" su cui fare i tuoi rilevamenti e le tue regolazioni.

Aggiungo: si, è vero, la mappa di anticipo va sicuramente tenuta in conto, ma essa dovrebbe dipendere (a meno di piccoli aggiustamenti) dalla velocità di combustione della miscela e dal numero di giri, non dal rapporto di compressione in se (che ovviamente può avere effetti sul tempo di completa combustione) .
Ovviamente in fase di preparazione le cose stanno diversamente, ma l'approccio rigoroso dovrebbe essere questo.