Come è fatto il motore v6 turbo Renault di Formula 1 del 2014 - seconda parte

Seconda parte di questo interessante post con le immagini del motore Renault Sport Energy V6 Turbo 2014

Continuiamo con la seconda parte di questo interessante post dove analizzo le immagini del motore Renault Sport Energy V6 Turbo 2014, godetevi il materiale!

Visita alla Factory francese.

Come è fatto il motore v6 turbo Renault di Formula 1 del 2014 - prima parte

In questo post voglio mostrarvi alcune immagini riprese in rete del motore Renault Sport "Energy" di Formula 1 presentato ad inizio del 2014

La Renault è stata sempre molto attenta nel dare ai suoi fans e sostenitori, qualche immagine dei loro motori ad inizio campionato di ogni anno, ma con l'avvento dei nuovi motori turbo nella formula1 del 2014, la casa francese si è spinta oltre, è stata davvero "generosa" divulgando per prima le prime immagini dei loro motori per il 2014, ma lo ha fatto addirittura nel 2013! Inizialmente con dei rendering 3D foto realistici, e poi, ad inizio campionato 2014, con la presentazione ufficiale. 

Presentazione del motore Renault V6 turbo ad inizio 2014

Le Guide Valvole

Le guide valvole sono dei componenti fondamentali di ogni motore, in questo articolo vedremo cosa sono e come sono fatte

Le guide valvole sono degli elementi presenti in ogni motore alternativo a combustione interna a 4 tempi, pochi motori sperimentali ne fanno a meno ma senza grande esito, questi motori non usano valvole a fungo ma di altra natura come le valvole rotanti, sleeve valves ecc.

Valvole speciali con guide valvole in bronzo per Harley Davidson

Questi componenti sono indispensabili per guidare le valvole lungo il loro asse longitudinale facendo contatto con il loro stelo.

Come funziona il sensore giri turbocompressore e a cosa serve

In alcuni motori turbocompressi stradali recenti si può incontrare un sensore posizionato dentro la chiocciola di aspirazione del turbo, questo sensore è il sensore giri del turbo e qui vedremo come funziona e per cosa serve

Anche se non una novità assoluta, sempre più spesso vetture stradali turbo compresse vengono equipaggiate con un sensore giri turbo posizionato dentro la chiocciola di aspirazione con un angolo di 45 gradi rivolto verso le pale del compressore.
Il sensore giri del turbo è una aggiunta recente alla crescente "digitalizzazione" dei componenti meccanici dei nostri motori, vuoi perché i costi dell'elettronica sono sempre più bassi, vuoi perché il potere di calcolo dei microprocessori/microcontrollori è in constante crescita e quindi agli ingegneri fa gola metterci tutto quello che potrebbe costituire un miglioramento dei loro prodotti.
In passato essi venivano impiegati solo dai reparti R&D (Ricerca e Sviluppo) delle case automobilistiche e dei fabbricanti di turbocompressori per controllare con accuratezza il range di efficienza del turbo durante il suo funzionamento nei test.

Sensore giri turbocompressore montato sul lato compressore

Quale benzina usare per un rapporto di compressione elevato?

Molti appassionati di meccanica mi chiedono spesso questa domanda, quale benzina usare per un rapporto di compressione elevato? o per una determinata modifica, in quest'articolo vi spiegherò i tipi di benzina da preferire per ottenere diversi risultati, anche molto significativi dal punto di vista prestazionale!

Negli anni che ho di esperienza nel settore competizione ed elaborazioni stradali, mi è capitato spesso di essere interrogato su che tipo di benzina fosse più idoneo per questo o quell'altro rapporto di compressione o questa o quell'altra modifica.
La risposta a questi quesiti non è univoca, infatti, per ogni parametro di un motore, si richiede un tipo determinato di benzina, nello specifico, spesso è il suo numero di ottani che ci interessa di più, ma non è il solo parametro da guardare e valutare, nei paragrafi seguenti vi spiegherò quali e perché.
Per ragioni di spazio, rimando ai seguenti link per un approfondimento su due temi molto importanti che bisogna comprendere per capire appieno il seguente contenuto.

• La Benzina e i suoi effetti sulle prestazioni
• La Detonazione, un fenomeno da evitare!

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Quando abbiamo un motore sportivo o una vettura da competizione, magari una gruppo N per esempio, è necessario ottimizzare ogni parametro concesso dai regolamenti tecnici, nel caso delle vetture di gr. N visto che il motore DEVE rimanere originale e rispettare una fiche di omologazione, tra le uniche cose che ci possiamo concentrare per ottenere il massimo dal motore è l'impianto di scarico, filtro aria sportivo e centralina (libera ma da essere contenuta all'interno della scatola originale salvo casi eccezionali).

Citroen Saxo di Gruppo N in una gara in salita

La Detonazione, un fenomeno da evitare!

Nei motori a ciclo otto (a "benzina") la Detonazione è un fenomeno nefasto che pone a rischio seriamente l'integrità del motore e che va evitata ad ogni costo, in quest'articolo vi spiegherò cos'è, come la si "sente" e come la si combatte, senza tralasciare i fattori che ne aumentano il rischio

La Detonazione è un fenomeno di combustione anomala molto negativo e che deve essere evitato il suo insorgere ad ogni costo, pena il serio danneggiamento del motore.

 Quando un motore in funzione, "detona", si sentono dei rumori caratteristici detti comunemente "battito in testa" sono simili al rumore che fanno due biglie di vetro quando le facciamo scontrare tra di loro.

La Benzina e i suoi effetti sulle prestazioni

La Benzina è uno dei combustibili per autotrazione più utilizzato al mondo, essa ha pesanti effetti sulle prestazioni in motori a combustione interna, in quest' articolo vi spiegherò in maniera semplificata cosa è, come si ottiene e che additivi la compongono 

La benzina è un combustibile liquido incolore (all'origine, poi colorato per la distribuzione) derivato dalla distillazione del petrolio grezzo contenente idrocarburi con atomi C4-C12 (atomi di carbonio).

Diagramma semplificato della torre di distillazione del petrolio grezzo da dove vengono ricavati diversi idrocarburi che si condensano a differenti temperature, più alte sono le temperature, più grandi sono le molecole di carbonio in essi presenti, viceversa, più basse sono le temperature di distillazione, più piccole saranno le catene molecolari 

Come aumentare la cilindrata di un motore

La cilindrata di un motore è uno dei fattori principali che definiscono il grado di prestazioni che esso è in grado di dare, maggiore essa è, maggior potenza esso solitamente darà, questo articolo tratta dei vari metodi che consentono aumentarla per incrementare coppia e potenza.

La cilindrata di un motore determina in gran misura le prestazioni raggiungibili, motori di gran cubatura solitamente svilupperanno maggiore potenza rispetto a motori dalla cubatura più esigua (salvo casi di motori di piccola cubatura sovralimentati che avvolte possono rivaleggiare con motori aspirati dalla cilindrata maggiore).

Quindi, come dice un vecchio detto caro agli Americani, "nulla sostituisce i pollici cubi" ovvero, maggiorare la cilindrata porta sempre incrementi di coppia e potenza sostanziali e difficili o costosi da ottenere con altri metodi di elaborazione.

Esistono diverse strade per aumentare la cubatura di un motore a combustione interna, principalmente si tratta di incrementare le sue misure caratteristiche, corsa e/o alesaggio o ambe due insieme.  

Aumentare l'alesaggio

Per aumentare l'alesaggio, dobbiamo intervenire con la rettifica dei cilindri fino a portare ad un diametro maggiore.  

Alesatura di un monoblocco 6 cilindri in linea in rettifica motori

Bielle

Le Bielle costituiscono un componente fondamentale in un motore alterno a combustione interna, esse consentono il collegamento tra il pistone e l'albero motore

Le Bielle sono elementi meccanici presenti in ogni motore alternativo a combustione interna, esse collegano in modo solidale il pistone all'albero motore affinché le forze generate dalla combustione, nello spingere il pistone verso il Punto Morto Inferiore (o P.M.I.) possano essere trasmesse al braccio di manovella dell'albero motore attraverso la biella stessa che serve da mezzo di collegamento.  Esse devono rispondere a diverse necessità progettuali come la grande resistenza, elevata rigidità, stabilità dimensionale e peso ridotto per non gravare eccessivamente sulle forze alterne generate dal movimento del motore a gran numero di giri.

Biella forgiata con profilo tradizionale ad "I"

Punto Morto Inferiore

Il Punto Morto Inferiore o P.M.I. è un termine molto utilizzato nella tecnica motoristica per indicare la posizione del pistone in un determinato momento del suo movimento alternativo all'interno del cilindro

Il Punto Morto Inferiore o anche comunemente abbreviato con le sigle P.M.I. (o anche PMI, senza punteggiature) è un termine che in un motore alternativo, sia esso a Ciclo a 2 Tempi che a Ciclo a 4 Tempi, sta ad indicare il momento in cui il pistone si trova alla posizione più bassa dentro il cilindro durante il suo movimento alternato e sopratutto, indica il punto in cui si inverte il senso del suo movimento, se prima di raggiungere il PMI era in discesa, dopo averlo raggiunto, inverte il suo movimento per poi risalire verso il Punto Morto Superiore o anche abbreviato con le sigle P.M.S. ( o anche abbreviato con PMI, senza punteggiatura).

Pistone al Punto Morto Inferiore (PMI)

Punto Morto Superiore

Il Punto Morto Superiore o P.M.S. è un termine molto utilizzato nella tecnica motoristica per indicare la posizione del pistone in un determinato momento del suo movimento alternativo all'interno del cilindro

Il Punto Morto Superiore o anche comunemente abbreviato con le sigle P.M.S. (o anche PMS, senza punteggiature) è un termine che in un motore alternativo, sia esso a Ciclo a 2 Tempi che a Ciclo a 4 Tempi, sta ad indicare il momento in cui il pistone si trova alla posizione più alta dentro il cilindro durante il suo movimento alternato e sopratutto, indica il punto in cui si inverte il senso del suo movimento, se prima di raggiungere il PMS era in salita, dopo averlo raggiunto, inverte il suo movimento per poi ridiscendere verso il Punto Morto Inferiore o anche abbreviato con le sigle P.M.I. ( o anche abbreviato con PMS, senza punteggiatura).

Pistone al punto morto superiore (PMS)

Velocità media del Pistone

La Velocità media del Pistone è un importantissimo parametro ingegneristico che indica il gradi di esasperazione meccanica di un qualsiasi motore endotermico a combustione interna.

Quando il pistone si muove all'interno del cilindro, con il suo moto alternato esso raggiunge una certa velocità detta appunto "velocità media del pistone" che risulta essere la media della velocità raggiunta in un dato momento dal pistone, esso è vincolato da due parametri, la corsa del pistone e i giri motore (RPM) e da questo si capisce subito che aumentando uno o ambedue i parametri essa non può che aumentare.  

Interno del motore Ducati Panigale

Cilindrata Motore

La Cilindrata, nella progettazione di un motore endotermico è alla base del calcolo iniziale per la definizione di ogni nuova unità motrice, in base a essa, si otterranno prestazioni e consumi che il costruttore seleziona in funzione della tipologia di vettura sulla quale sarà poi installato il nuovo motore

Il volume compreso tra il Punto Morto Inferiore ( P.M.I.) ed il Punto Morto Superiore ( P.M.S.) della corsa del pistone determina la cilindrata unitaria. La cilindrata unitaria per tanto, corrisponde al volume massimo teorico di miscela gassosa aria-carburante che si può introdurre nel cilindro durante la fase d’aspirazione; in realtà, il volume del gas introdotto nel cilindro (alla temperatura di 20°C e pressione atmosferica di 760 mm Hg) e sempre inferiore alla cilindrata unitaria (o cilindrata geometrica).

Spaccato di un Motore V8 Aston Martin

Rapporto di Compressione

Rappresenta uno dei punti fondamentali da tenere in conto quando si progetta un motore perche da esso dipendono molte altre cose come la potenza, e le emissioni inquinanti tra altre.

Il Rapporto di Compressione di un motore alternativo rappresenta uno dei parametri fondamentali della progettazione di una nuova unità motrice, infatti, esso influenza enormemente diversi fattori che costituiranno le prestazioni del futuro motore, alcune di questi sono:

• Coppia,
• Potenza,
• Emissioni inquinanti,
• Consumi,
• Rendimento meccanico,
• Rendimento termico, ecc

Differenza tra il volume del cilindro e il volume della camera di combustione.

Ciclo a 4 Tempi

Nei motori alternativi è il ciclo di funzionamento più diffuso siano essi a benzina che a ciclo Diesel, si caratterizza per la necessita di realizzare due giri di albero motore per completare i quattro tempi che costituiscono appunto un ciclo.

In un motore alternativo a combustione interna ogni pistone, unito al meccanismo di biella ed albero motore, si muove alternativamente nell'interno di un cilindro chiuso da un estremo dalla testata e aperto dall'altra parte.

Al termine della sua ascesa verso la testata il pistone arriva al Punto Morto Superiore o P.M.S. lasciando su di se un piccolo spazio tra esso e la testata (il quale viene chiamato Camera di combustione o anche, camera di scoppio) dove vanno alloggiati la candela se si tratta di motori a benzina o l'iniettore se si tratta di un motore Diesel, e comune a tutti i tipi di motori alternativi a 4 tempi, le valvole di ammissione e di scarico, le quali possono essere un minimo di due (una di ammissione e una di scarico) o sempre più frequentemente si trovano quattro (due velvole di aspirazione e due di scarico di diametro minore) nei motori di alte prestazioni di alcuni anni fa e oggi giorno anche su utilitarie particolarmente pepate.  Al finalizzare la sua corsa discendente il pistone arriva al Punto Morto Inferiore o P.M.I.

 Per ciclo di 4 Tempi s'intende la successione delle quattro fasi realizzate dalla miscela aria-combustibile ripetute periodicamente dentro al cilindro; due sono i tipi fondamentali di motori usano il ciclo a 4 tempi: il Ciclo Otto (o meno conosciuto come Beau de Rochas), o ciclo del motore a benzina ad accensione comandata mediante scintilla (generata dalla candela), e il ciclo Diesel o ciclo di accensione spontanea.

Primo Tempo: Ammissione 

Durante questa fase la valvola di Ammissione rimane aperta mettendo in comunicazione la camera di combustione con il collettore di aspirazione, dove si trova la miscela aria-benzina (se motore convenzionale a benzina, oppure solo aria se Diesel o uno dei nuovissimi motori ad iniezione diretta di benzina tra cui il primo di serie prodotto dalla casa Giapponese Mitsubishi e seguito a ruota da altri costruttori mondiali); la valvola di Scarico rimane chiusa; il pistone si muove dal P.M.S. al P.M.I., la discesa del pistone provoca una depressione nel cilindro e, per conseguente, l'aspirazione della miscela; quando il pistone arriva al P.M.I., la valvola di Ammissione si chiude.

La valvola di Ammissione e aperta, quella di scarico è chiusa ed il pistone si muove verso il P.M.I. aspirando così miscela aria-benzina

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