[RISOLTO] Pressione allo scarico? La recuperiamo. Cosa ne pensate?

E' noto che i motori volumetrici non sfruttano completamente la pressione generata dalla combustione, soprattutto quelli a corsa corta (Vedi F1). Infatti quando il pistone e' al PMI generalmente c'e' ancora parecchia pressione che potrebbe essere utilizzata per generare lavoro, con una corsa piu' lunga, ma tant'e' a un certo punto bisogna pur fermarsi. Naturalmente per i motori di F1 che sono a corsa cortissima, il lavoro perso e' ancora superiore. Io penso che questo lavoro perso possa quantificarsi, con una stima pessimistica, in un valore compreso tra il 5% ed il 10% della potenza massima espressa dal propulsore. Questo infatti e' testimoniato dai motori turbo che, sfruttando la pressione allo scarico, *** a parita' di potenza massima *** hanno un rendimento superiore rispetto agli aspirati, addirittura fino al 30%.

Allora ecco l'idea, trasferire comunque la potenza residua dello scarico alla ruota. Per far questo prendiamo una ruota a pale radiali parallela alla ruota posteriore e controrotante rispetto ad essa. Questa ruota e' posta con la parte superiore che spunta fuori la carrozzeria, un po' dietro il terminale di scarico e la parte inferiore inguainata nella carrozzeria e come detto essa e' collegata all'asse posteriore in modo controrotante rispetto ad esso
Ecco che allora magicamente si recupera la spinta presente allo scarico, altrimenti completamente persa. In questo modo si potrebbe recuperare dal 3% fino anche al 5% della potenza totale. Per una F1 2005 di 3000cc e di 890cv, la potenza cosi' recuperata andrebbe dai 27cv ai 44cv. Buttiamoli via.....


Opinioni in merito sono gradite.

Regards,
Francesco ))

[Regazzoni]

Scritto da frallog

E' noto che i motori volumetrici non sfruttano completamente la pressione generata dalla combustione, soprattutto quelli a corsa corta (Vedi F1). Infatti quando il pistone e' al PMI generalmente c'e' ancora parecchia pressione che potrebbe essere utilizzata per generare lavoro, con una corsa piu' lunga, ma tant'e' a un certo punto bisogna pur fermarsi. Naturalmente per i motori di F1 che sono a corsa cortissima, il lavoro perso e' ancora superiore. Io penso che questo lavoro perso possa quantificarsi, con una stima pessimistica, in un valore compreso tra il 5% ed il 10% della potenza massima espressa dal propulsore. Questo infatti e' testimoniato dai motori turbo che, sfruttando la pressione allo scarico, *** a parita' di potenza massima *** hanno un rendimento superiore rispetto agli aspirati, addirittura fino al 30%.

Allora ecco l'idea, trasferire comunque la potenza residua dello scarico alla ruota. Per far questo prendiamo una ruota a pale radiali parallela alla ruota posteriore e controrotante rispetto ad essa. Questa ruota e' posta con la parte superiore che spunta fuori la carrozzeria, un po' dietro il terminale di scarico e la parte inferiore inguainata nella carrozzeria e come detto essa e' collegata all'asse posteriore in modo controrotante rispetto ad esso
Ecco che allora magicamente si recupera la spinta presente allo scarico, altrimenti completamente persa. In questo modo si potrebbe recuperare dal 3% fino anche al 5% della potenza totale. Per una F1 2005 di 3000cc e di 890cv, la potenza cosi' recuperata andrebbe dai 27cv ai 44cv. Buttiamoli via.....


Opinioni in merito sono gradite.

Regards,
Francesco ))

Se vuoi recuperare energia dallo scrico usi il turbo, che è poi la versione ingegnerizzata del principio che vuoi usare tu.
Con la ruota a pale spinta dal tubo di scarico non ci accendi neanche una lampadina del portaoggetti.
Su una F1 forse tireresti fuori qualcosa di più, ma meno dell'1% della potenza del motore e comunque la complessità del sistema (la ruota contyrorotante ad esempio) si mangerebbe tutti i vantaggi e anche quasi tutta l'energia recuperata.

Nei turbo si recupera parte dell'energia dei gas di scarico, ma perchè funziono a dovere si sacrifica una parte della potenza assorbita al pistone e si fanno uscire i gas di scarico con un po' di pressione in più del necessario.
E l'energia dei gas di scrico viene già in parte recuperata: essa serve a far defluire i gas attraverso l'impianto di scarico e a spingerli attraverso catalizzatori e silenziatori; ultimamente serve anche a far passare i gas di scarico attraverso il filtro anti-particolato.
Quello che arriva al tubo di scarico, specialmente nei motori commerciali è davvero poca cosa.

Scritto da Regazzoni

Se vuoi recuperare energia dallo scrico usi il turbo, che è poi la versione ingegnerizzata del principio che vuoi usare tu.

In molti campi come in F1 il turbo non e' permesso. Inoltre il turbo crea un aumento dei costi enorme e una generale caduta della affidabilita' a causa dello stress termico che esso introduce direttamente all'interno del motore.

Scritto da Regazzoni

Con la ruota a pale spinta dal tubo di scarico non ci accendi neanche una lampadina del portaoggetti.

Guarda che in F1 la Ferrari nel 2003 fu costretta a piegare i tubi di scarico per le enormi turbolenze che questi genereravano niente po' po' di meno che sul distantissimo alettone posteriore

Scritto da Regazzoni

Su una F1 forse tireresti fuori qualcosa di più, ma meno dell'1% della potenza del motore e comunque la complessità del sistema (la ruota contyrorotante ad esempio) si mangerebbe tutti i vantaggi e anche quasi tutta l'energia recuperata.

Questo lo dici tu, io ho ipotizzato un sistema con un rendimento pari al 50% cosi' del 10% (che e' pure un valore basso ipotizzato) si recupera il 5%. Non credo proprio che un sistema del genere non sia realizzabile. Il solo motivo della controrotanza e' dovuto al fatto di voler mettere la ruota a pale dietro la posizione attuale degli scarichi, ma per esempio mettendeo la ruota a pale direttamente sull'asse delle ruote (un po' all'interno di quest'ultimo) non c'e' bisogno di nessun meccanismo controrotante, e la pressione e' direttamente sull'asse delle ruote, solo che vanno spostati gli scarichi.

Scritto da Regazzoni

Nei turbo si recupera parte dell'energia dei gas di scarico, ma perchè funziono a dovere si sacrifica una parte della potenza assorbita al pistone e si fanno uscire i gas di scarico con un po' di pressione in più del necessario.
E l'energia dei gas di scrico viene già in parte recuperata: essa serve a far defluire i gas attraverso l'impianto di scarico e a spingerli attraverso catalizzatori e silenziatori; ultimamente serve anche a far passare i gas di scarico attraverso il filtro anti-particolato.
Quello che arriva al tubo di scarico, specialmente nei motori commerciali è davvero poca cosa.

Quello che arriva allo scarico e' esattamente quello che c'e' a monte se non ci sono dispersioni. Forse la pressione sara' minore, ma il lavoro totale compiuto *** deve essere identico *** perche' altrimenti hai perso dell'energia da qualche parte. Inoltre nei motori commerciali di una trazione anteriore la "paliruota" sarebbe sull'asse anteriore, molto vicina allo scarico del propulsore e l'aria sarebbe ancora abbastanza in pressione.

Completamente in disaccordo questa volta, ti saluto.

Regards,
Francesco ))

[Regazzoni]

Scritto da frallog

Quello che arriva allo scarico e' esattamente quello che c'e' a monte se non ci sono dispersioni. Forse la pressione sara' minore, ma il lavoro totale compiuto *** deve essere identico *** perche' altrimenti hai perso dell'energia da qualche parte. Inoltre nei motori commerciali di una trazione anteriore la "paliruota" sarebbe sull'asse anteriore, molto vicina allo scarico del propulsore e l'aria sarebbe ancora abbastanza in pressione.

Completamente in disaccordo questa volta, ti saluto.

Regards,
Francesco ))

Quello che arriva al tubo di scarico è pari a quello che esce dal cilindro meno le notevolissime perdite di carico: quelle distribuite (lo sfregamento sulle pareti dei condotti) e quelle concentrate.
Queste ultime sono davvero elevate: la marmitta catalitica è una specie di tappo spugnoso in cui l'aria viene fatta passare attreverso forellini molto piccoli e dal percorso intricato; il risultato è una perdita di carico che probabilmente è pari a metà della pressione dei gas. Nella marmitta catalitica si perdono dei cavalli di potenza.
Il siulenziatore è un altro elemento fatto di percorsi intricati attraverso cui i gas deve passare perdendo altro carico.
I filtri antiparticolato poi sono simili nel funzionamento alle marmitte ma hanno fori di passaggio molto più piccoli (sono dei veri e propri filtri).
Ecco dove finisce quasi tutta l'energia dei gas di scarico.

Scritto da Regazzoni

Quello che arriva al tubo di scarico è pari a quello che esce dal cilindro meno le notevolissime perdite di carico: quelle distribuite (lo sfregamento sulle pareti dei condotti) e quelle concentrate.
Queste ultime sono davvero elevate: la marmitta catalitica è una specie di tappo spugnoso in cui l'aria viene fatta passare attreverso forellini molto piccoli e dal percorso intricato; il risultato è una perdita di carico che probabilmente è pari a metà della pressione dei gas. Nella marmitta catalitica si perdono dei cavalli di potenza.

E io infatti ho ipotizzato un rendimento del 33% a valle dello scarico infatti io ho scritto 10% tondo tondo a fronte di un guadagno del rendimento dei turbo che va fino al 30%. Infine ho ipotizzato un rendimento finale della ventola del 50% che ci conduce dritto al 5% della potenza.

Scritto da Regazzoni

Il siulenziatore è un altro elemento fatto di percorsi intricati attraverso cui i gas deve passare perdendo altro carico.
I filtri antiparticolato poi sono simili nel funzionamento alle marmitte ma hanno fori di passaggio molto più piccoli (sono dei veri e propri filtri).
Ecco dove finisce quasi tutta l'energia dei gas di scarico.

[/quote]
Si ma tra espansioni e geometrie generatrici di onde soniche (sottolineo studiate apposta) non si perde quello che dici tu, altrimenti i motori sarebbero affogatissimi dai sistemi di scarico. Tutto sommato io penso che il 5% da me ipotizzato sia assolutamente ottenibile con un buon progetto, e a maggior ragione in F1.

Regards,
Francesco ))

[Regazzoni]

Non ho molto tempo per risponderti, ma basta che ti dica che una ruota a pale (tipo battello sul missisipi) senza condotto che guidi il gas ha un rendimento incredibilmente più basso.
Un rendimento decente lo ottieni solo con una turbina fatta come si deve.

Va beh. Sara' come dici, ma io finche' non vedo.....

Grazie mille comunque della tua solita pazienza egregio.

Regards,
Francesco ))

[Carlone]

Scritto da frallog

E' noto che i motori volumetrici non sfruttano completamente la pressione generata dalla combustione, soprattutto quelli a corsa corta (Vedi F1). Infatti quando il pistone e' al PMI generalmente c'e' ancora parecchia pressione che potrebbe essere utilizzata per generare lavoro, con una corsa piu' lunga, ma tant'e' a un certo punto bisogna pur fermarsi. Naturalmente per i motori di F1 che sono a corsa cortissima, il lavoro perso e' ancora superiore. Io penso che questo lavoro perso possa quantificarsi, con una stima pessimistica, in un valore compreso tra il 5% ed il 10% della potenza massima espressa dal propulsore. Questo infatti e' testimoniato dai motori turbo che, sfruttando la pressione allo scarico, *** a parita' di potenza massima *** hanno un rendimento superiore rispetto agli aspirati, addirittura fino al 30%.

Allora ecco l'idea, trasferire comunque la potenza residua dello scarico alla ruota. Per far questo prendiamo una ruota a pale radiali parallela alla ruota posteriore e controrotante rispetto ad essa. Questa ruota e' posta con la parte superiore che spunta fuori la carrozzeria, un po' dietro il terminale di scarico e la parte inferiore inguainata nella carrozzeria e come detto essa e' collegata all'asse posteriore in modo controrotante rispetto ad esso
Ecco che allora magicamente si recupera la spinta presente allo scarico, altrimenti completamente persa. In questo modo si potrebbe recuperare dal 3% fino anche al 5% della potenza totale. Per una F1 2005 di 3000cc e di 890cv, la potenza cosi' recuperata andrebbe dai 27cv ai 44cv. Buttiamoli via.....


Opinioni in merito sono gradite.

Regards,
Francesco ))

il tuo sistema è gia stato studiato prima dei nostri turbo e viene ampiamente descritto nel libro "motori termici" del sig. Dante Giacosa, ma nn utilizzavo una ruota a pale (antidiluviana e dal rendimento nullo) e sopprattuto era utilizzata in motori ultralenti.
In realta esistono anche studi su turbine (sia ad impulso che a flusso continuo) a gas di scarico che asservono anche la cinematica (turbocompound), ma sono più studi teorici che pratici, poichè applicare un simile sistema ad un autoveicolo odierno richiederebbe energie grossissime che sono totalmente diverse da quelle prodotte da un comune turbo...
poi nn dimentichiamo le perdite dei gas nelle tubazioni (concentrate e diffuse) cha fanno si che quello che c'è a monte nn sia assolutamente cio che c'è a valle!!!
nn mi spingerei a fare calcoli stra-ottimistici sui rendimenti!!

[Carlone]

[quote=frallog
Si ma tra espansioni e geometrie generatrici di onde soniche (sottolineo studiate apposta) non si perde quello che dici tu, altrimenti i motori sarebbero affogatissimi dai sistemi di scarico. Tutto sommato io penso che il 5% da me ipotizzato sia assolutamente ottenibile con un buon progetto, e a maggior ragione in F1.

Regards,
Francesco ))[/QUOTE]


appunto perchè i motori sono stra affogati dai condotti di scarico che quando si vuole elaborare a basso costo si cambia subito lo scarico!!!
C'è sempre un perchè!!!

Concludo aggiungendo che naturalmente la parte di ventola non interessata dal flusso dei gas di scarico e' ovviamente carenata. Cioe' la ventola dunque e' "semicarenata". Quindi in realta' e molto poca la sezione di ventola che offre una effettiva resistenza all'aria.

Regards,
Francesco ))
(P.S. per Carlone. Quando io scrissi di un sottosistema "attivo" per gli scarichi ci fu un certo "ingegnere" che mi assicuro' che proprio le forme dei condotti con tanto di risonanze soniche erano pensate per facilitare l'uscita del gas di scarico. Questo certo "ingegnere" mi assicuro' che la resistenza offerta da un moderno impianto di scarico e' pressocche' nulla. Vi decidete e vi mettete d'accordo o no?)