Calcoli motore

Mi stava saltellando per la testa di fare un semplice foglio di excel ( o open office) che fa tutti i calcoli 'base' per il dimensionamento di un motore...
Voi che ne dite?
Che sappia io non c'e' nulla in giro di simile...
Poi si possono aggiungere cose carine come la posizione del pistone rispetto ad un angolo del motore, oppure un grafico delle velocita' del pistone ad un determinato angolo oppure dell'angolo della biella ...
Lo lasciamo pubblico da qualche parte, ed ognuno ci aggiunge un pezzo...

Torna sempre utile, ed è meglio che mettersi li a scrivere montgne di fogli ogni volta che si deve considerare un motore...

Sarebbe molto utile per tutti , facendo risparmiare montagne di fogli e un sacco di tempo , avresti la gratitudine all'infinito di molta gente , e poi facendolo come dici sarebbe sempre piu "evoluto" e aggiornato da tutti . Un ottima idea

Piccolo contributo a ridurre le spreco di carta
Io sto iniziando su excel, ma magari openoffice è meglio. Cmq se non sbaglio openoffice lavora anche sui file xls, o perlomeno puo' aprirli...
Io sto iniziando ad impostarlo con le cosè piu' basilari, pero' è un attimo aggiungere calcoli su cr effettivo o robe simili... Poi, appunto, ognuno ci aggiunge quello che vuole, e puo' diventare un bel progettino
Cerco di farlo a sezioni, che tu compili se vuoi avere i risultati di quella sezione. Ad esempio se non vuoi fare calcoli sul cr ma solo sui manovellismi, non compili quella parte.

penoffice non ha limitazioni vai tranquillo, non solo apre e maneggia ma è in grado di convertire al volo in pdf e altre cosuccie interessanti

le sezioni le puoi tradurre in fogli di lavoro (sotto a sinistra)

Mah, preferivo gli input chiederli tutti in una schermata, risulta piu' semplice... A girare tra decine di fogli ti ci perdi
Pensavo input ed output piu' diretti nel primo foglio, poi nelle varie pagine i vari grafici.
Dai, se ci mettiamo in 3 o 4 diventa in fretta un bel mattone

Che gli facciamo calcolare?
Per ora mi è venuto in mente questo:
dati progetto: velocita max pistone, velocita' media pistone, accelerazione max pistone,angolo biella, corsa/alesaggio, biella/corsa, angolo biella, cr effettivo, cr geometrico
grafico manovellismi, accelerazione pistone, velocita' pistone
posso anche fare inserire il cr effettivo e calcolare i gradi di chiusura delle camme per ottenerlo
posso anche far inserire il cr geometrico e calcolare i cc ideali, magari potendo lasciare fisso un parametro per volta (guarnizione, cc testa, cc pistone)
indici di mach per dimensionamento valvole (e calcolo dimetro ideale), e dimensionamento scarico

Non sarebbe male fargli anche impostare ad esempio un'altezza di squish, un cr (o cr effettivo) e fargli calcolere (tenendo conto dell'altezza id deck) i volumi necessari e l'angolo di chiusura della camma...

Dimenticavo, immancabile sezione per un dimensionamento di base di un turbocomrpessore

Vi viene in mente qualcos'altro?

Impostazone di base:
http://gecom.no-ip.com/images/calcoli.xls

Edited by Masterx81 - 19/11/2009, 15:53

mettiamo subito in chiaro una cosa... io mi escludo dall'aiutarvi ahhaha ho già troppi pensieri in testa, però se volete vi faccio da "critico" (insomma mi lamenterò senza darvi aiuto concreto haha)

Alla fine a piazzare grafici e formule (escludiamo programmazione avanzata in VBA, molto probabilmente openoffice non supporta...) non ci va molto, una volta che si sa cosa metterci sopra

io vi posso aiutare con i calcoli,ma excel o quell'altro,proprio non so usarli.
Cmq sul rapporto di compressione effettivo ci sono decine di sti fogli bell'eppronti su internet.

Si, per il cr dinamico è pieno, ma è piu' comodo avere tutto sottomano in una unica posizione, cosi' che poi se vuoi puoi stampare o salvarla sul pc e tenerla li...
Puoi farti un foglio per ogni motore che prepari, ed avercelo 'per riferimenti futuri'...
Anche io finora facevo tutto scartabellando libri, internet etc, ma alla fine perdi un mare di tempo! (specie quando cambi i manovelissmi e vuoi confrontare gli stress meccanci...)

Sul libro che sto leggendo (motori endotermici) ci sono un sacco di spunti per aggiungere delle formule a questo progettino...
Ad esempio, si potrebbe aggiungere una funzione che inserendo una stima del profilo delle camme, ad esempio una campionatura di alzata ogni 5°, puo' dirti l'accelerazione che subisce il complesso della distribuzione, così tu prima fai i calcoli con il regime massimo di serie, e vedi che forza viene applicata, dopo fai il giro al contrario ad un regime superiore (magari con pesi della distribuszione diversi, in caso di modifiche/sostituzioni) ed il foglio automaticamente ti calcola il carico consiglato per la molla....
Dio, sarebbe una goduria infinita...

Sta mattina ho passato la mattinata a campionare la camma di aspirazione (a scopo di studio e per stimare la forza che viene impressa al gruppo distribuzione della camma), questi calcoli poi andranno nel file di excel dei calcoli motore (per chi ha la pazienza di prendere 140 rilevazioni per una camma da 280°...).
Allora, ho una rilevazione ogni grado, misurata al centesimo.
Quindi ho una colonna con i gradi, l'altra con l'alzata, e ci ho gia' fatto un bellissimo grafico (che aiuta molto a comprendere il funzionamento delle camme).
Poi ho fatto un'altra colonna con il tempo in ms ad un determinato angolo ad un determinato rpm. Ho usato la formula
(1/(rpm/2/60))/360*gradi*1000
Poi ho fatto la colonna delle velocita' istantanee, dividendo l'alzata per il tempo calcolato (in mm/ms che dovrebbe essere uguale a m/s).
Infine ho aggiunto la colonna che calcola l'accelerazione usando la formula:
(velocita' attuale-velocita' precedente)/(tempo in s)
Dite che ho fatto giusto? Non ho studiato molto la fisica, e le lezioni di matematica sono troppo lontane

A breve carico il risultato su un server, e vediamo che ne pensate

Ecco qua il frutto di mezza giornata di lavoro, tra calcoli e campionamenti
http://uploading.com/files/mf3e158a/Camme%2BSti.xls/

Prima pagina gli input/output, seconda il grafico con alzata, velocita' ed accelerazione, ed in terza pagina calcoli temporanei.
Appena ho tempo carico su imageshack una foto sulla 'postazione' che ho usato per rilevare le alzate

Si vedono delle cose interessantissime!!!
Notate che la forza non passa MAI i 30kgf (che combinazione corrisponde al carico della molla di serie sti, per la precisione la massima accelerazione negativa è di -29.12kgf).
Poi si puo' notare quanto sia lunga la rampa di appoggio rispetto a quella di salita.
Facendo 2 conti è facile capire che una camma ad 8000 rpm schiaccia una cosa come 30kg di carico della molla + 30kg per accelerare le masse, per un totale di 60kg, x 16 valvole in un ciclo di 720° sono 960kg.
Ovviamente la molla in chiusura, se lavora bene e non si stacca dalla camma, restituisce parte della forza che è stata spesa per schiacciarla, aiutata dall'inerzia del peso dei componenti della distribuzione che una volta accelerati negativamente aiutano la molla stessa... Penso che sia alquanto difficile stimare la vera potenza dissipata... Cmq se ne riesce ad avere un'idea
Uno dei primi sintomi dello sfarfallamento è che la potenza dissipata dalla distribuzione aumenta vertigionsamente, proprio perchè quella parte dell'energia spesa non viene restituita.


Se ho fatto degli errori, ditemelo, che correggo!!!!

I campionamenti li ho presi con la precisione maggiore che ho potuto, pero' evidentemente ci sono degli errori qua e la, che si trasformano in picchi anomali di accelerazione, pero' nel complesso ho scoperto esattamente cio' che volevo sapere
Il calcolo delle forze è stato fatto con i pesi della distribuzione del subaru v4 sti, come pure il profilo delle camme.
Il peso della molla è stato approssimato a meta' del peso totale.
E' curioso notare che usando dei pesi della distribuzione di soli 4 grammi maggiori (come nel mio caso, che monto le valvole supertech che pesano 4 grammi in piu), si richiede alla molla 1kgf di spinta in piu'...

Cmq è strano, perchè il libro che sto leggendo suggerisce di utilizzare una molla da 1.3 ad 1.5 volte della massima forza negativa... Qua ad 8000 rpm siamo proprio al pelo... Probabilmente il limitatore sti è abbastanza alto, ma il regime operativo lo si tiene piu' basso, magari tramite centralina. Poi con camme da 260° che smettono di spingere tra i 6500 ed i 7000 rpm, non c'e' da stupirsene!!!

Queste sono cose che ti aprono gli occhi su come dimensionare un motore (ammesso che tutte le formule sono corrette )

Ditemi che ne pensate!!!

Edited by Masterx81 - 13/12/2009, 17:33

bel lavoro enrico! certo che prendere l'alzata ad ogni grado non deve essere stato uno scherzo, poi ci mostri l'atrezzo hand made

Grazie mille
Oggi per queste misure mi è saltata di nuovo la giornata sulle testate...
Uffa, ho bisogno di piu' tempo! Cavolo, mo vado a fare il postino (o qualsiasi altro lavori che si lavora solo il mattino), almeno lavoro mezza giornata e tutto il resto faccio quello che mi pare

Cmq non ho contato che i 29kg sono proprio in uno di quei picchi di cui parlavo prima, percio' normalizzando è possibile che il picco in chiusura sia piu' basso.

Io le camme le ho campionate in senso orario, dovrebbe girare in quel senso l'albero, no?

Ora faccio lo stesso lavoro per il camme dello scarico, ed infine misuro con la massima precisione che mi è consentita a che altezza le molle sti sono montate, così da sapere il carico alla massima alzata con precisione. L'altra volta sono stato un pelo approssimativo. Pero' a grandi compressioni anche un solo decimo vuol dire qualche kg di carico in piu' o in meno. Se le sti sono davvero delle 30kg alla massima alzata e le rcm da 33, probabilmente non sto neanche a comprarle, tanto dubito che montero' un camme diverso da questo...
Certo che la differenza di 1kgf per soli 4g di differenza fa davvero spavento...