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mimmo
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 Inserito il - 23/05/2013 : 00:29:42
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A beneficio dei miei 7, dico sette, affezionati lettori vorrei cercare di spiegare come funziona il motore (ed altre parti) dei nostri amati insetti, con una serie di post dove tenterò di illustrare, con parole semplici e disegnini (fatti con paint, siate comprensivi) le varie parti componenti tutto l'accrocco. Ora mi direte voi ma ne vale la pena di tutto sto lavoraccio per soli 7, dico sette, lettori? Ebbene vi rispondo di si, perchè a parte voi sette, ho scoperto che un'altra decina scarsa di utenti a cui, benchè io sia un moderatore, non sono antipatico (strano  ),e saltuariamente mi leggono, e se riesco ad arrivare ad otto lettori assidui ne è valsa la pena.
Inoltre ho scoperto che a molti utenti, e anche a qualche moderatore cazzuto  , non è ben chiaro cosa fa il parastrappi, cosa è e quando c'è battito in testa, che cosa sono e quale differenza c'è tra rapporti primari e secondari etc etc. Sia ben chiaro che non ho nessuna velleità di possesso del dogma, tutt'altro, quindi accetto fin d'ora tutte le critiche (possibilmente costruttive, grazie) e proverò a rispondere a tutte le eventuali domande, anche con il supporto, gradito, dei cazzuti vari e non.
Iniziamo quindi col tentare di spiegare com'è fatto e come, sommariamente, funziona il motore, poi se il thread lo riterrete interessante continuerò a spiegare (tenterò di) più in dettaglio il funzionamento.
Ci si potrebbe aiutare con uno spaccato tipo questo
ma anche se il disegno è bellissimo non è molto chiaro su come interagiscono tra di loro le varie parti,spece per i neofiti, quindi ho fatto io un disegnino con paint, che illustra in modo schematico un motore Vespa, eccolo:
Dunque il pezzo N°1 è il volano(blu) che è solidale tramite un accoppiamento conico con l'albero motore 2(rosso); ora gia a questo punto si potrebbero scrivere fiumi di parole su quanto è perchè debba pesare come minimo il volano, ma tralasciamo per ora questo punto, sarà oggetto di successivi post; sappiate che la sua funzione principale, essendo una massa rotante (sostanzialmente un peso che gira )è di aiutare l'albero motore (2) a girare in modo regolare, vedremo poi come.
L'albero motore 2 in pratica è una manovella che trasforma il moto lineare del pistone 5 in moto rotatorio; ovvero tramite la biella 6 fa salire e scendere il pistone 5 dentro al cilindro 4, in vero ciò che fa scendere il pistone è lo scoppio (e si è un motore a scoppio) della miscela contenuta nel cilindro, e ciò che lo fa salire è proprio il volano (in gran parte)
Ora girando l'albero motore 2 gira anche la frizione 7 (in verde) che ci consente di trasferire la rotazione dell'albero motore alle restanti parti del motore e quindi alla ruota (che poi infine è quello che ci interessa veramente). Dunque quando la frizione è "attaccata" (nel disegno è rappresentata staccata) gira anche il suo ingranaggio ovvero vi è un accoppiamento per frizione (azz perciò si chiama frizione? ) tra la campana (parte esterna) e l'ingranaggio stesso; girando quindi l'insieme della frizione si mette in rotazione anche l'abero primario 8 (arancione); tra l'altro questo albero assume svariati nomi : parastrappi, quadruplo, albero di natale, multiplo, ingranaggio elastico eccetera eccetera, diciamo per ora che è un pezzo che ha diversi ingranaggi tutti solidali tra loro meccanicamente. Gia qui possiamo notare che c'è un primo rapporto di riduzione che si crea tra l'ingranaggio della frizione (verde) e il primo ingranaggio dell'albero 8 (arancione) e questo primo ingranaggio è chiamato corona, quindi se per ipotesi l'ingranaggio verde ha 20 denti e la corona arancione ha 80 denti vorrà dire che affinchè l'albero 8 faccia un giro completo l'albero motore ne dovrà fare ben 4. Avremo un rapporto primario quindi di 4:1 (quattro a uno); è chiaro il concetto?
Ebbene, girando quindi l'abero arancione girano ovviamente anche tutti i sui ingranaggi che sono ingranati appunto con gli ingranaggi posti sull'albero secondario, o albero della ruota se preferite, n°9 di colore viola.
Questi ingranaggi in viola non sono solidali con il loro albero, bensì girano in folle, ed un solo ingranaggio viola dei quattro viene accoppiato all'albero tramite la crocera 10, che scorre appunto nell'albero (secondo la nostra volontà o quasi) e praticamente rende solidale un solo ingranaggio del secondario con il primario. Quindi, mentre nella prima riduzione il rapporto era fisso, qui in questa seconda riduzione il rapporto è selezionabile e lo sceglie il pilota secondo le esigenze del motore/strada. Quindi ogni coppia arancione/viola avrà il suo preciso rapporto dato dal numero di denti dei due ingranaggi, ad esempio (numeri puramete inventati solo per far capire il concetto) l'ingranaggio viola più a destra nel disegno,che è la prima marcia, avrà 60 denti e il corrispondente arancione ne avrà 12 ovvero un rapporto 5:1 (5 a 1) questo vorrà dire che ad ogni 5 giri dell'arancione ne avremo uno del viola (e della ruota ovviamente) ma siccome prima abbiamo detto che per far compiere un giro all'arancione ne dovevamo fare quattro con l'albero motore 2 vorrà dire che affinche la ruota faccia un giro il motore ne dovrà fare ben 20 (5 X 4 ). A scalare quindi avremo sempre più denti sugli arancioni e meno sui viola; continuo con l'esempio seconda coppia da dx 56 viola e 14 arancione rapporto 4:1, terza coppia 48 viola e 16 arancione rapporto 3:1, quarta coppia 40 viola e 20 arancione rapporto 2:1...
Una domanda sorge spontanea: Ma a che servono tutte queste riduzioni? non si potrebbero eliminare e fare si che a ogni giro motore corrisponda un giro ruota? Avremmo cosi una vespa-missile che a 7000 giri del motore faremmo 7000 giri di ruota e le F1 non ci cagherebbero nemmeno di striscio. Metto in palio un ricco premio (e a mio insindacabile giudizio) a chi mi da la risposta del perchè ciò
A questo punto dovrebbero essere chiare, almeno ai più smaliziati un paio di cosette:
Alla domanda "quanto kmh riesco a fare con questa configurazione?" la risposta corretta è "dipende da quanti giri riesci a far fare al tuo motore"
E un altra cosa dovrebbe ora essere chiara la differenza che c'è tra le famose prime corte e/o quarte lunghe...
Io, consentitemi, preferisco le quinte
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Maverick 96
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Inserito il - 23/05/2013 : 19:51:07
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8 lettori prego, 8!! 
rispondo alla domanda sul perchè sarebbe impossibile avere un rapporto 1:1 sulla vespa.
se prendiamo un px con coppia massima ipotetica a 4500 giri e a quel regime lo facciamo viaggiare con rapporto 1:1, prendendo come lunghezza della circonferenza delle gomme circa 1.35m, otterremo una velocità di circa 100m/s (trasformiamo i g/min in g/sec, e moltiplichiamo per la lunghezza della circonferenza) equivalenti a 360 km/h.
ciò è impossibile dato che la resistenza che incontra un un corpo in movimento immerso in un fluido (trascurando gli attriti con il terreno che sono comunque rilevanti) aumenta con il quadrato della velocità
dove con p(rho) indichiamo la densità dell' aria, V è la velocità con cui si muove, S è la sezione frontale e Cd (o più comunemente Cx) è il coefficiente di penetrazione proprio del mezzo.
ad esempio la famosa Bugatti Veyron per sviluppare 400 km/h, ha un propulsore che eroga 1000 cv e 1250 Nm di coppia. per poter raggiungere i 420 km/h della versione SuperSport, hanno dovuto incrementare di 200 cv la potenza e di 250Nm la coppia, per guadagnare solo 20 km/h, mentre a velocità ridotte anche una specialina con un cavallo emmezzo riesce ad andare a 20 km/h..
con motori abbastanza performanti su vespa difficilmente si superano i 120/130 km/h, possiamo capire che è praticamente impossibile avere un rapporto 1:1 su una vespa.
o meglio, non esiste un motore per vespa che esprimere valori di coppia e potenza (o anche solo che stia acceso  ) a regimi così bassi.
se la memoria non m' inganna, dovrebbe esistere un sistema che monta Volvo su delle sue vecchie vetture, chiamato OverDrive.
consiste in una 5a marcia con azionamento simile a quello di un cambio automatico che porta i giri delle ruote addirittura superiori a quelli del motore per avere bassi consumi su andature autostradali.
naturalmente il propulsore in questo caso è adatto a fornire potenza e coppia a regimi molto bassi di giri.
questa cosa me la disse un professore di meccanica l' anno scorso, spero di non aver capito male 
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Se la paura fa 90, la mia vespa fa TERRORE
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mimmo
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Inserito il - 24/05/2013 : 15:40:15
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Bene, abbiamo visto per sommi capi come girano gli ingranaggi e cosa sono i rapporti...
Ma come fanno a girare questi ingranaggi? Quale è la forza che li spinge a ruotare? Il motore ovviamente, ovvero il lavoro compiuto dal motore. E come fa a funzionare questo motore? Sfuttando la combustione di un combustibile , o meglio incendiando un combustibile (benzina, gasolio, metano, gpl etc etc) si sviluppano dei gas che espandendosi spingono il pistone, che essendo collegato tramite un manovellismo ad un albero viene trasformato il moto lineare (il pistone o sale o scende, al limite sta fermo) in moto rotatorio... Forse non è il massimo della chiarezza, allora ci arriviamo per gradi.
Cominciamo col dire che un normale motore endotermico (che parolona, sarebbe un motore a combustione interna) funziona secondo una legge fisica la quale dice che incendiando un gas questo si espande, quindi se noi sfruttiamo questa espansione, che altro non è un aumento di volume del gas stesso possiamo sfruttare la spinta che questa espansione genera. Quindi se questa espansione la creaiamo in un volume chiuso la pressione che si genera tenterà con la sua forza di aumentare questo volume, oppure se c'è un tappo la pressione tenterà di fare saltare via questo tappo; Ora basta associare il tutto al nostro motore, il volume chiuso è il nostro cilindro e il tappo, o meglio i tappi, visto che il cilindro per sua natura a due buchi (il primo che afferma che anche le donne sono cilindri lo banno a vita ) dicevo i tappi sono la testata ed il pistone. La testata è saldamente inbullonata al cilindro e quindi non si muove, il pistone invece è libero di scorrere, quindi la pressione che crea questo gas in espansione spinge il cilindro nella direzione opposta alla testata (perchè questo tappo è fisso).
I normali motori delle autovetture cioè i famosi motori a 4 tempi, compiono il proprio lavoro in quattro fasi, ovvero le famose aspirazione, compressione, scoppio (è più corretto espansione, non è mica una bomba che scoppia) e scarico. Quindi il motore prima aspira il gas da incendiare, poi lo comprime, indi lo fa espandere incendiandolo e infine lo scarica. E noi che montiamo il motore a due tempi allora quante fasi abbiamo? Fatemi riflettere.... mumble mumble (topolino docet) dunque nella mia vespa la benzina che metto nel serbatoio si consuma, quindi o ho il serbatoio bucato o da qualche cosa viene succhiata (o aspirata), poi la compressione c'è, se tolgo la candela la pedivella scende senza sforzo, altrimenti no quindi qualcosa va in compressione; a scoppiare scoppia, almeno io sento il famoso ram tam tam e scaricare scarica, visto che dalla marmitta esce del fumo...
Ma allora quante fasi ha un motore a 2 tempi?
Voi sapreste rispondere? Uno poco attento risponderebbe 'due', la persona preparata risponderebbe 'quattro', io invece per far schiattare i semicazzuti e cazzuti vari vi rispondo 'sei'! Apriti cielo, ora si scateneranno commenti a profusione, gia immagino le centinaia di MP, mail e telefonatine varie, e ironiche tra i vari sapienti e non che bazzicano questo rispettabile forum e probabilmente verrò preso in giro su tutti i forum d'Italia e oltre.
Vista la semplicità costruttiva di un motore a 2 tempi, tutti i meccanici e anche i cazzuti a vario titolo sono portati a credere di conoscere tutto o quasi su questi motori, ma in vero(ho copiato poeta, embè?) sono pochi quelli che li conoscono a fondo. Il loro funzionamento, nonché i problemi di messa a punto, sono lontani anni luce da un motore a 4 tempi, e sono ben poche le analogie che si possono fare tra questi due mondi.
Tanto per cominciare manca completamente il complesso della distribuzione (albero a camme, valvole, bilancieri, ecc.), che viene sostituito dalle cosiddette 'luci' che non son altro che feritoie ricavate sul cilindro, le quali vengono aperte e/o chiuse dal moto alternativo del pistone. Quindi non esistono valvole, è il pistone stessoi a fare da valvola.
Inoltre non esiste un sistema vero e proprio di lubrificazione, ma la stessa avviene per lavaggio e a perdere, in quanto l'olio viene immesso direttamente sul collettore di aspirazione e accompagna la miscela di carburante in tutte le sue fasi.
Infine mentre nel motore a 4 tempi abbiamo una fase attiva ogni due giri dell'albero motore, nel 2 tempi si ha una fase attiva ogni giro.
Fase attiva? cos'è? La fase attiva è l'unica fase utile, ovvero è quella che ci fornisce energia, mentre a tutte le altre siamo noi che gli dobbiamo cedere energia in qualche modo e quindi sono fasi passive.
Analizziamo allora il ciclo (teorico) di un motore a 2 tempi
Abbiamo le seguenti fasi:
Aspirazione
Nella corsa di salita, il pistone crea una depressione nel carter, la quale "aspira"la miscela aria/benzina dalla 'luce' 'A' per tutto il tempo per il quale rimane scoperta dal pistone; NB. abbiamo fin'ora parlato di incendiare un gas, la benzina non è un gas e tra le altre cose sarebbe incomprimibile, quindi abbiamo bisogno di prepare un gas partendo dalla benzina, di questo se ne occupa il carburatore(forse poi ne parleremo se fate i bravi) miscelando la benzina con della semplice aria secondo un preciso rapporto stechiometrico ( e questo ora che minkia è????? bhè ne parleremo più avanti)
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Precompressione/Travaso
Nella fase di discesa, dopo la chiusura della luce di 'A', il pistone crea una pressione nel carter che determina il successivo travaso della miscela nel momento che si apre la luce di travaso 'T'
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Compressione
Durante la risalita, e dopo la chiusura della luce 'T' e 'S', avviene la vera compressione, che raggiunge il massimo nel punto massimo superiore o meglio, allo scoccare della scintilla sulla candela.
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Espansione (fase attiva finalmente)
A seguito dello scoccare della scintilla sulla candela, si incendia la miscela e avviene l'espansione dei gas (e non lo scoppio, non è un candelotto di dinamite), e la successiva onda di pressione esercitata sul pistone (ma nche su tutta la camera di combustione che è lo spazio dove avviene l'espansione ed è composta sostanzialmente dalle pareti del cilindro, dalla testata e dal cielo del pistone) spinge il pistone stesso e tramite il manovellismo della biella si trasforma in moto rotatorio sull'albero motore.
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Scarico
Durante la discesa viene scoperta la luce di scarico 'S', termina quindi la fase espansione ed inizia quella di scarico. Sfruttando ancora l'energia dei gas, gli stessi vengono espulsi dalla camera di combustione verso l'esterno.
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Ora i cattivi, si i maligni, si gli infami, si i supercazzuti stanno gia sogghiagnando sotto i baffi e stanno pensando: ahahahahaha Mimmo ha sbagliato, ha detto che ci sono ben sei fasi e ne ha descritto, e anche male, solo cinque!
E invece io vi rispondo che c'è anche una fase di incrocio tra travaso e scarico tiè!
Ma come disse in mio amico cinese: non ti culal di lolo ma gualda e passa e infatti io non me ne culo e continuo quidi, imperterrito, nella mia farraginosa disamina,
Come è possibile notare, da questa breve descrizione, rispetto ad un motore a quattro tempi, dove le fasi sono ben definite, qui abbiamo un vero accavallamento: la fase di aspirazione è contrapposta alla compressione, il travaso all'espansione ecc.
Quindi non abbiamo fasi ben distinte come in un motore a quattro tempi bensi avremo le varie fasi disposte secondo questo diagramma:
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dove in verde scuro è la fase teorica di aspirazione, in verde chiaro invece è la fase reale di aspirazione; in grigio scuro è la fase teorica di scarico ed in grigio chiaro è la fase reale di scarico.
Dato che abbiamo detto che una fase attiva per ogni giro dell'albero motore, qualcuno potrebbe pensare di poter ricavare una potenza specifica doppia rispetto a quella ottenuta da un analogo motore con ciclo a 4 tempi.
Le cose purtroppo non sono così semplici, anzi i problemi di rendimento che pone questo motore sono notevoli, tanto da limitare considerevolmente la sua potenza utile, e vero tallone di Achille, il famoso incrocio tra la miscela e i gas di scarico. In tale situazione, come è ovvio immaginare, una parte dei gas di scarico rimane nella camera e parte della miscela fresca in arrivo dai travasi fuoriesce dallo scarico.
Senza contare poi il problema legato alla cosidetta simmetria della distribuzione delle fasi di aspirazione e scarico. Come è possibile notare nell'esempio sopraesposto, la fasatura imposta dalle luci di aspirazione e scarico è ruotata di 90° rispetto alle relative fasi teoriche, inoltre l'inizio e la fine delle rispettive fasi risulta simmetrico rispetto al piano orizzontale. Non è possibile ottimizzare l'angolo di anticipo dell'inizio (Oddio e ora che caspita è quest'altra cosa? Angolo DI Anticipo? Bhoooo), senza penalizzarne la fine.
Nel corso dello sviluppo del motore a due tempi, i costruttori hanno cercato di ottimizzarne le prestazioni dello schema sopraesposto, con varie soluzioni più o meno efficienti, arrivando ai giorni nostri ad uniformarsi in ulteriori due tipologie che si differenziano per il tipo di aspirazione adottato: a disco rotante(o valvola rotante) e a valvole lamellari.
Prendiamo in considearzione solo (per ora) la Valvola rotante che è poi il sistema di ammissione (aspirazione) adottato sulle nostre vespe
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In questo modo, il collettore di aspirazione è direttamente connesso al carter e pertanto la fase di aspirazione viene controllata appunto dalla 'valvola rotante'. In pratica tale valvola assume la forma di un disco solidale all'albero motore, che con un opportuno profilo controlla la fase di aspirazione. Tale disco è stato ricavato direttamente in una semimanovella dell'albero motore, e tale tipologia di distribuzione permette un controllo pressoché completo dell'aspirazione. Il progettista è libero di scegliere l'angolo di apertura e chiusura più ottimale, senza essere vincolato alla posizione del pistone
Dai, ora scatenatevi con le critiche ed i commenti
edit
ho trovato in rete queste due simpatiche gif che fanno vedere l'intero ciclo animato
rallentato:
a velocità "normale":
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yuri76
Utente Master
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Prov.: Udine
Città: Villa Vicentina
3703 Messaggi |
Inserito il - 24/05/2013 : 16:01:32
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Mooolto bene!
Chiarissimo e, ripeto, bellissimi disegni!!!
Posso solo una nota?
In realtà sappiamo bene che l'incrocio tra travaso e scarico diventa, in un particolare range, un vantaggio.
Il controcono delle nostre amate espansioni produce infatti l'effetto di contropressione rispedendo in camera di scoppio parte della miscela passata dal travaso di scarico e veniamo ad avere un vero e proprio "effetto sovralimentazione".
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"I like remembering when women were safe and bikes dangerous" |
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mimmo
Moderatore
Regione: Campania
Città: Sorrento
8665 Messaggi |
Inserito il - 24/05/2013 : 16:09:43
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| yuri76 ha scritto:
[brIn realtà sappiamo bene che l'incrocio tra travaso e scarico diventa, in un particolare range, un vantaggio....
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Bhe Yuri, se non mi crocifiggono prima avevo intenzione di parlare di questo aspetto quando tenterò di spiegare il funzionamento dello scarico
Ma prima devo tentare di illustrare come funzia il carburo, com'è fatto il GT, come avviene l'accensione e poi finalmente scarichiamo |
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Luca125e
Utente Senior
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Prov.: Venezia
Città: CAVARZERE
1874 Messaggi |
Inserito il - 24/05/2013 : 18:28:58
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ciao,
complimenti per l'interessante discussione 
io volevo chiederti una cosa, che dopo 4 anni che possiedo una vespa non ho ancora capito
riguarda il cambio: ovvero, lo scorrimento della crocera determina con quale rapporto stiamo camminando..adesso, da quel che ho capito, l'albero della ruota ha gli ingranaggi che ruotano liberamente perchè sempre collegati all'albero primario..come fa la crocera a selezionare l'ingranaggio durante un cambio marcia? gli ingranaggi hanno delle sedi dove la crocera scorre, come fa questa crocera a "incastrarsi" nella sede dell'ingranaggio senza che si spacchi nulla?
non so se mi sono spiegato |
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jb_vespa
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1606 Messaggi |
Inserito il - 24/05/2013 : 18:38:33
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| credo che la frizione serva proprio a quello |
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Luca125e
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1874 Messaggi |
Inserito il - 25/05/2013 : 11:33:27
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| jb_vespa ha scritto:
credo che la frizione serva proprio a quello
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ok ma se io stacco la frizione, l'albero primario continuerà a ruotare ancora per inerzia o no? |
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jb_vespa
Utente Senior
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1606 Messaggi |
Inserito il - 25/05/2013 : 12:02:46
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| http://www.youtube.com/watch?v=uxcNjtG8I_s |
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Maverick 96
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1073 Messaggi |
Inserito il - 25/05/2013 : 12:50:19
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| Luca125e ha scritto:
| jb_vespa ha scritto:
credo che la frizione serva proprio a quello
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ok ma se io stacco la frizione, l'albero primario continuerà a ruotare ancora per inerzia o no?
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dovrebbe. la crociera si muove quando la velocità di rotazione dell' albero della ruota è uguale a quella dell' ingranaggio, ovvero quando entrambi non sono soggetti a nessun carico.
infatti quando per facilitare la cambiata (sopratutto in scalata)a volte si fa la "doppietta" per portare la velocità di rotazione dei due organi uguale.
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jb_vespa
Utente Senior
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1606 Messaggi |
Inserito il - 25/05/2013 : 12:53:07
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con un giusto "orecchio" si riesce a cambiare bene anche senza frizione. nella vespa come nelle auto.
io con la vespa ho imparato (grazie all'amico cavo della frizione che si rompe spesso) ma è bene non farlo spesso perché comunque la crocera si rovina.
con la macchina beh, un paio di volte m'è riuscito, le altre volte ho dato delle sonore grattate |
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mimmo
Moderatore
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8665 Messaggi |
Inserito il - 25/05/2013 : 13:56:27
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l'albero primario gira sempre e comunque se la vespa è in movimento a meno che non stia in folle perchè è trascinato dal secondario; parimenti l'albero primario gira sempre se la vespa è in moto e la frizione è attaccata.
Questa cosa dovrebbe essere stata ben chiara se avete letto la prima parte. casi son due: o non avete letto o sono una pippa come relatore.
Voto per la pippa
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mimmo
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8665 Messaggi |
Inserito il - 25/05/2013 : 15:02:30
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| IO VESPO ha scritto:
la seconda che hai detto!!!!
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Appunto
mi sa che è megllio smettere di tentare di scrivere articoli tecnici, d'ora in poi mi limito a postare solo caciocavalli |
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IO VESPO
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Luca125e
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1874 Messaggi |
Inserito il - 25/05/2013 : 16:06:44
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| mimmo ha scritto:
| IO VESPO ha scritto:
la seconda che hai detto!!!!
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Appunto
mi sa che è megllio smettere di tentare di scrivere articoli tecnici, d'ora in poi mi limito a postare solo caciocavalli
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non ti scoraggiare, ma prendila come una critica costruttiva per migliorare le tue spiegazioni anche alle teste de coccio come me |
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mimmo
Moderatore
Regione: Campania
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8665 Messaggi |
Inserito il - 25/05/2013 : 16:50:42
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| IO VESPO ha scritto:
Lo fece David Linch a suo tempo con Twin Peacks
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Embè? allora a David linch è concesso e a me no?
| Luca125e ha scritto:
non ti scoraggiare, ma prendila come una critica costruttiva per migliorare le tue spiegazioni anche alle teste de coccio come me
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non è che mi scoraggio, però è indubbio che i caciocavalli vengono capiti subito ed io in materia sono un esperto a livello mondiale
caciocavalli for all / caciocavalli for ever |
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Ma come funziona la Vespa?
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