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Ciao a tutti,
provo a ricapitolare qui per evitare di fare OT in parecchi 3D le funzionalità dei sistemi, non solo ACT o COD montati sui 4 cilindri, con alcune informazioni tecniche e video in generale.
Per i motori a ciclo otto o sua variante miller/atkinson si stanno diffondendo sistemi di ogni tipo che fanno funzionare il motore in modalità diverse da quelle canoniche, ossia con qualche cilindro in meno a seconda della configurazione o architetture del motore.
Lo scopo di tutti i sistemi è quello di ridurre i consumi nelle condizioni in cui al motore non è richiesta ma massima potenza. Facendo, se consideriamo un motore 4 cilindri in linea, scoccare meno accensioni si consumerà meno combustibile, attenzione meno, non la metà come si potrebbe pensare.
I primi sistemi, banali banali sono quelli dove non viene comandata l'accensione e gli iniettori. Sistemi più complicati sono quelli come ACT o COD dove oltre al non comandare l'accensione e l'iniezione viene anche inibita l'alzata delle valvole mediante appositi attuatori.
Il sistema ACT (o COD) funziona come da video allegato
sulla testata sono presenti 4 attuatori che mediante l'inserimento di un perno spostano le camme dei cilindri 2 e 3 dalla posizione in cui aprono e chiudono le valvole ad una condizione neutra in cui non si aprono e chiudono.
Il perché di questa complicazione? Per far lavorare meno i restanti 2 cilindri. Nei motori dove tale sistema non è presente ma le valvole si aprono e chiudono normalmente, nei due cilindri spenti viene aspirata aria, compressa e fatta espandere e questo costa in termini di lavoro che devono compiere gli altri motori. Con questo sistema il lavoro dovrebbe diminuire perché con le valvole a tenuta viene compresso e fatto espandere solo il vuoto ed il lavoro dovrebbe essere minore.
Come ulteriore approfondimento se sto per esempio richiedendo alla macchina 100 nm di coppia con 4 cilindri, tale coppia dovrà essere sviluppata anche andando a 2. Questo di traduce con una maggiore pressione del turbo e quindi maggiore benzina utilizzata nei cilindri attivi ma nel complesso inferiore alla stessa che si consumerebbe se andassero tutti e 4 i cilindri. Inoltre i 2 cilindri spenti vengono comunque portati a spasso e gli attriti quindi non calano.
Perché vengono spenti i cilindri 2 e 3 e non magari 1 e 2?
La configurazione tipica per un 4 cilindri in linea è con i perni di biella a 180°, configurazione ad albero piatto. Con questa configurazione i cilindri viaggiano in coppia, 1 con 4 e 2 con 3, cioè quando 1 è alto anche il 4 è in alto ed il 2 e 3 sono tutti in basso.
Partendo da questa considerazione di architettura meccanica introduciamo la configurazione degli scoppi. A scuola guida ci hanno tutti insegnato che per un motore con ciclo otto le fasi sono 4:
- aspirazione;
- compressione;
- scoppio o espansione;
- scarico,
e tale ciclo avviene lungo 2 giri del motore, cioè 720°. Tradotto in soldoni, nell'arco dei 2 giri necessari per riavere lo scoppio del cilindro 1, ci dovranno essere stati anche gli scoppi degli altri 3 cilindri. Significa alla fine che ogni 1/2 giro ci sarà uno scoppio.
Per avere questa configurazione la fase del cilindro 1 dovrà anticipare di un giro la fase del cilindro 4 visto che sono su tutti nello stesso momento. Quando il cilindro 1 scende per il ciclo di aspirazione, il cilindro 4 sarà in espansione. Stesso sfasamento si avrà per i cilindri 2 e 3. Non a caso la sequenza di accensione dei motori 4L è 1-3-4-2.
Per consentire un funzionamento regolare bisogno lavorare sulle accensioni pari o dispari, ossia se si spenge il cilindro 3 si deve spegnere anche il cilindro 2 che avrà lo scoppio 360° dopo. il motore funzione come il bicilindrico.
Considerando tutto ci si potrebbe chiedere perché non tenere le valvole leggermente aperte, magari qualche mm e magari tutte e 4 assieme? Teoricamente è possibile anche se va considerato un aspetto fondamentale che è che i motori attuali sono ad interferenza. Significa che le valvole invadono lo spazio occupato dal cilindro. Questo, unito al fatto che il rapporto di compressione supera il valore di 10:1 per non dire 12 o 13, dice che lo spazio di apertura delle valvole sarebbe molto limitato.
Altra considerazione è la presenza o meno di contralberi di equilibratura. I contralberi servono per eliminare le vibrazioni del motore 4L e normalmente ruotano al doppio della velocità dell'albero motore. Tale sistema viene ottimizzato per il funzionamento a 4 cilindri e non sarà mai ottimizzato per il funzionamento a 2. Da questo punto di vista ci sta che il motore a 2 vibri.
Cosa succede per gli altri motori?
Teoricamente il principio è lo stesso ma viene declinato in modi diversi a seconda dell'architettura del motore.
il motore più semplice è il V6. In questo caso è composto da 2 bancate singole di tre cilindri ognuna. Tale motore è costruito in una sola architettura di albero motore, ossia con i perni di biella sfasati di 120° e non 180°. La sequenza di accensione è leggermente diversa ma il principio è generalmente quello di spegnere una bancata di cilindri e mi risulta sia quello fatto da Alfa Romeo su Giulia. Il funzionamento rimarrà sempre regolare. La sequenza standard di accensione sarà 1-5-3-6-2-4. A seconda dell'apertura della V sono possibili altre sequenze. Non mi risultano applicazioni di tale sistema su 6 cilindri in linea
Discorso leggermente più complicato per i V8. I V8 li puoi fare in 2 modi, albero piatto e gli inglesi lo chiamerebbero doppio 4 o albero a croce. Con l'albero piatto, essendo 2 4 cilindri potresti spegnere una bancata come fosse un 6 cilindri mentre per V8 con albero a croce, con i perni di biella a 90° e non 180° ci sono da fare 2 conti. Una applicazione di tale sistema mi risulta il V8 di Bentley che lavora spegnendo i cilindri centrali di ogni singola bancata.
Speriamo di aver fatto cosa gradita e mi raccomando integrate pure.
provo a ricapitolare qui per evitare di fare OT in parecchi 3D le funzionalità dei sistemi, non solo ACT o COD montati sui 4 cilindri, con alcune informazioni tecniche e video in generale.
Per i motori a ciclo otto o sua variante miller/atkinson si stanno diffondendo sistemi di ogni tipo che fanno funzionare il motore in modalità diverse da quelle canoniche, ossia con qualche cilindro in meno a seconda della configurazione o architetture del motore.
Lo scopo di tutti i sistemi è quello di ridurre i consumi nelle condizioni in cui al motore non è richiesta ma massima potenza. Facendo, se consideriamo un motore 4 cilindri in linea, scoccare meno accensioni si consumerà meno combustibile, attenzione meno, non la metà come si potrebbe pensare.
I primi sistemi, banali banali sono quelli dove non viene comandata l'accensione e gli iniettori. Sistemi più complicati sono quelli come ACT o COD dove oltre al non comandare l'accensione e l'iniezione viene anche inibita l'alzata delle valvole mediante appositi attuatori.
Il sistema ACT (o COD) funziona come da video allegato
sulla testata sono presenti 4 attuatori che mediante l'inserimento di un perno spostano le camme dei cilindri 2 e 3 dalla posizione in cui aprono e chiudono le valvole ad una condizione neutra in cui non si aprono e chiudono.
Il perché di questa complicazione? Per far lavorare meno i restanti 2 cilindri. Nei motori dove tale sistema non è presente ma le valvole si aprono e chiudono normalmente, nei due cilindri spenti viene aspirata aria, compressa e fatta espandere e questo costa in termini di lavoro che devono compiere gli altri motori. Con questo sistema il lavoro dovrebbe diminuire perché con le valvole a tenuta viene compresso e fatto espandere solo il vuoto ed il lavoro dovrebbe essere minore.
Come ulteriore approfondimento se sto per esempio richiedendo alla macchina 100 nm di coppia con 4 cilindri, tale coppia dovrà essere sviluppata anche andando a 2. Questo di traduce con una maggiore pressione del turbo e quindi maggiore benzina utilizzata nei cilindri attivi ma nel complesso inferiore alla stessa che si consumerebbe se andassero tutti e 4 i cilindri. Inoltre i 2 cilindri spenti vengono comunque portati a spasso e gli attriti quindi non calano.
Perché vengono spenti i cilindri 2 e 3 e non magari 1 e 2?
La configurazione tipica per un 4 cilindri in linea è con i perni di biella a 180°, configurazione ad albero piatto. Con questa configurazione i cilindri viaggiano in coppia, 1 con 4 e 2 con 3, cioè quando 1 è alto anche il 4 è in alto ed il 2 e 3 sono tutti in basso.
Partendo da questa considerazione di architettura meccanica introduciamo la configurazione degli scoppi. A scuola guida ci hanno tutti insegnato che per un motore con ciclo otto le fasi sono 4:
- aspirazione;
- compressione;
- scoppio o espansione;
- scarico,
e tale ciclo avviene lungo 2 giri del motore, cioè 720°. Tradotto in soldoni, nell'arco dei 2 giri necessari per riavere lo scoppio del cilindro 1, ci dovranno essere stati anche gli scoppi degli altri 3 cilindri. Significa alla fine che ogni 1/2 giro ci sarà uno scoppio.
Per avere questa configurazione la fase del cilindro 1 dovrà anticipare di un giro la fase del cilindro 4 visto che sono su tutti nello stesso momento. Quando il cilindro 1 scende per il ciclo di aspirazione, il cilindro 4 sarà in espansione. Stesso sfasamento si avrà per i cilindri 2 e 3. Non a caso la sequenza di accensione dei motori 4L è 1-3-4-2.
Per consentire un funzionamento regolare bisogno lavorare sulle accensioni pari o dispari, ossia se si spenge il cilindro 3 si deve spegnere anche il cilindro 2 che avrà lo scoppio 360° dopo. il motore funzione come il bicilindrico.
Considerando tutto ci si potrebbe chiedere perché non tenere le valvole leggermente aperte, magari qualche mm e magari tutte e 4 assieme? Teoricamente è possibile anche se va considerato un aspetto fondamentale che è che i motori attuali sono ad interferenza. Significa che le valvole invadono lo spazio occupato dal cilindro. Questo, unito al fatto che il rapporto di compressione supera il valore di 10:1 per non dire 12 o 13, dice che lo spazio di apertura delle valvole sarebbe molto limitato.
Altra considerazione è la presenza o meno di contralberi di equilibratura. I contralberi servono per eliminare le vibrazioni del motore 4L e normalmente ruotano al doppio della velocità dell'albero motore. Tale sistema viene ottimizzato per il funzionamento a 4 cilindri e non sarà mai ottimizzato per il funzionamento a 2. Da questo punto di vista ci sta che il motore a 2 vibri.
Cosa succede per gli altri motori?
Teoricamente il principio è lo stesso ma viene declinato in modi diversi a seconda dell'architettura del motore.
il motore più semplice è il V6. In questo caso è composto da 2 bancate singole di tre cilindri ognuna. Tale motore è costruito in una sola architettura di albero motore, ossia con i perni di biella sfasati di 120° e non 180°. La sequenza di accensione è leggermente diversa ma il principio è generalmente quello di spegnere una bancata di cilindri e mi risulta sia quello fatto da Alfa Romeo su Giulia. Il funzionamento rimarrà sempre regolare. La sequenza standard di accensione sarà 1-5-3-6-2-4. A seconda dell'apertura della V sono possibili altre sequenze. Non mi risultano applicazioni di tale sistema su 6 cilindri in linea
Discorso leggermente più complicato per i V8. I V8 li puoi fare in 2 modi, albero piatto e gli inglesi lo chiamerebbero doppio 4 o albero a croce. Con l'albero piatto, essendo 2 4 cilindri potresti spegnere una bancata come fosse un 6 cilindri mentre per V8 con albero a croce, con i perni di biella a 90° e non 180° ci sono da fare 2 conti. Una applicazione di tale sistema mi risulta il V8 di Bentley che lavora spegnendo i cilindri centrali di ogni singola bancata.
Speriamo di aver fatto cosa gradita e mi raccomando integrate pure.
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