MTT Y2K Turbine SuperBike

Moto “a reazione”: MTT Y2K Turbine

La MTT Y2K è unica nel suo genere. Rappresenta la prima due ruote con propulsore “a reazione”.

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Aereo o moto? Sorge spontaneo chiedersi. Andiamo ad analizzarla:

Origini:

La MTT (Marine Technologies Turbine) allo scoccare del nuovo millennio si è contraddistinta particolarmente come azienda: E’ stata la prima (di nazionalità statunitense) a presentare una super-motocicletta in grado di suscitare l’interesse mondiale. Il perché? Semplice.

L’azienda californiana con a capo Ted McIntire, presidente e amministratore delegato, hanno avuto l’idea di inserire in un telaio di moto super-sport un propulsore TurboGas (detto anche “turbina a gas“) da elicottero: Il Rolls-Royce Model 250 (dove il numero sta ad indicare i CV erogati dalla prima serie di questi motori TurboGas).

Dettagli tecnici:

Il propulsore in dotazione alla Y2K è in grado di erogare una potenza di 320 CV (286 CV alla ruota) al regime di rotazione di circa 52.000 giri/minuto. La coppia è altrettanto mostruosa: circa 576 Nm. Il motore è ad alimentazione Diesel, ed è quindi alimentato con semplice gasolio o cherosene.

Una delle peculitarità del motore a turbina a gas è l’utilizzo di combustibile fossile e dei suoi derivati per generare gas. Quest’ultimo si andrà ad espandere in turbina, facendo muovere le pale della stessa, generando del lavoro positivo mettendo in rotazione un albero; che a sua volta metterà in rotazione il compressore, con lo scopo di comprimere l’aria entrante.

mttturbinesuperbikey2kmodifications.blogspot.it

Il tutto garantisce il record sia di velocità massima, sia di accelerazione: Nei test è stata raggiunta la spaventosa velocità di 390 km/h di punta ed un’accelerazione da 0-100 km/h in 1,5 secondi.

Ciclistica:

Di fronte a tanta potenza, non poteva mancare qualità nelle componenti legate alla ciclistica:

  • Il cambio è di tipo automatico a 2 velocità;
  • La trasmissione è a catena.
  • Il Telaio è in tritrave in alluminio, di cui quello centrale sdoppiato per far spazio all’imponente TurboGas.
  • Sospensioni: Sull’anteriore montava una forcella teleidraulica a steli rovesciati da 55 mm. Mentre sul posteriore un monoammortizzatore ad assetto regolabile Öhlins.
  • Freni: Sull’anteriore doppio disco da 320 mm (Brembo), mentre sul posteriore un singolo disco da 320 mm (Brembo).
  • Pneumatici italiani Pirelli: sull’anteriore da 120/60 ZR 17 e posteriore 200/50 ZR 17.

Dimensioni e consumi:

La Y2K, per la grande potenza che possiede, è necessariamente esagerata (ma non troppo) nelle dimensioni. Infatti, avremo un “interasse” molto grande: 1,727 mm ( di poco sotto alla media di altezza degli uomini in Italia). Il “maestoso” interasse è giustificato dal fatto che la troppa potenza alla ruota posteriore, comporterebbe instabilità e la tendenza a sollevare, con troppa facilità, la ruota anteriore; quello che volgarmente definiamo “impennata“.

uncommonmotors.com

Abbiamo un’altezza della sella di 80 cm e un peso (a vuoto) di ben 250 kg; chiaramente, la propulsione a “reazione”, è potente ma anche molto ingombrante e pesante.

Il serbatoio ha una capienza di 35L, per far fronte al grosso fattore limitante di questa moto: Il consumo del carburante. I dati della casa costruttrice sono spaventosi: questa belva “inghiottiva” un gallone di gasolio ogni 5 miglia (circa 2,1257 km/litro). Autonomia limitatissima a soli 50 miglia (80,46 km).

 • In dotazione..

La moto è dotata di radar detector e videocamera montata sul posteriore della moto, con la funzione di rendere visibili le “zone morte” non coperte dai due specchietti retrovisori anteriori.

Prezzo e successo:

Il prezzo è elevato: dai 175.000 ai 195.000 dollari. Il prezzo è giustificato dall’alta qualità e tecnologia offerta e dal fatto che di questi esemplari di super-bike ne vengono prodotti solo 5 esemplari all’anno.

La limitata commercializzazione non ha influito sul successo, infatti, è molto apprezzata sugli schermi americani grazie al particolare interesse di Jay Leno, leggendario conduttore televisivo americano.

E’ apparsa anche sotto i riflettori di Hollywood, in una scena molto importante del film Torque-Circuiti di fuoco.

youtube.com

Ultimi sviluppi:

La MTT ha lanciato la diretta evoluzione della Y2K: la MTT 420 RR. Quest’ utlima meraviglia del mondo TurboGas monta un motore Rolls-Royce C-20B, in grado di produrre una potenza di 420 CV e raggiungere la modica velocità di 420 km/h (da qui la sigla “420”). Con tale velocità batte l’attuale record della Kawasaki Ninja H2R di 400 km/h.

marineturbine.com

L’azienda attualmente sta cercando di ottenere l’omologazione per l’uso stradale anche in Europa. Si prevede un prezzo con cifre esagerate, così come le emozioni che sarà in grado di assicurare agli amanti delle due ruote.

Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio

Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio: “Bellezza Necessaria”

Presentiamo oggi un orgoglio tutto “tricolore“, il nostro tricolore..

La casa milanese del “Biscione” ha commercializzato la “ruggente” versione dell’Alfa Romeo Giulia (già presentata nel 2015): La “Quadrifoglio“.

wikipedia.org

Nascita:

L’Alfa Giulia fu presentata in anteprima mondiale il 24 giugno 2015 (per celebrare i 105 anni del marchio milanese) nella versione “Quadrifoglio” con due sole colorazioni: bianco e rosso.

Successivamente, il 15 settembre, Harald Wester (ingegnere e amministratore delegato Alfa Romeo) svela al mondo tutte le innovative caratteristiche della nuova “Giulia”, al salone dell’automobile di Francoforte.

In occasione della 86ª edizione del Salone dell’automobile di Ginevra del 2016 venne presentata la versione base della Giulia, la quale venne messa in commercio, insieme alla versione più aggressiva “Quadrifoglio“, nella metà del 2016.

Caratteristiche tecniche:

Motore:

Il potentissimo propulsore, progettato e sviluppato in collaborazione con “Ferrari”, tiene testa alle “big” di categoria berlina-sportiva come BMW M3 e Mercedes c63 AMG.

Monta un BiTurbo 2,9 L da 510 CV in grado di sviluppare una coppia di 600 Nm tra 2.500 e 5.500 giri/min. Le emissioni non sono trascurabili purtroppo: 198 Emissioni di CO2 (g/km). Non avrà il “cuore eco-sostenibile“, ma è in grado di regalare emozioni uniche a tutti coloro che aspettavano da anni il grande ritorno dell’ Alfa Romeo.

Allaguida.it

Sistema frenante:

Il sistema frenante è molto particolare ed è chiamato Integrated Brake System (IBS). L’IBS è sistema elettro-meccanico che lavora contemporaneamente con il sistema ESC (sistema di controllo di stabilità). L’IBS migliora i tempi di risposta dell’impianto frenante, in funzione della pressione esercitata sul pedale (il quale ha un attacco molto rigido). Tale sistema riduce le vibrazioni (tipiche dell’ABS) trasmesse al pedale e migliora il comfort di guida. Alfa dichiara:

32 metri per fermarsi dalla velocità di 100 km/h.

Cambio:

Il cambio, dotato di innesti solidi e ben guidati, è di tipo manuale a 6 marce ed ha la corsa più corta delle sue dirette concorrenti per garantire maggiore sportività e ridurre i tempi di “cambiata”.

Sistemi di sicurezza:

L’innovativa Giulia è dotata di numerosi sistemi di sicurezza:

  • Lane Departure Warning: Tale sistema monitora la segnaletica orizzontale presente sulla carreggiata. Se il guidatore, per distrazione, esce dalla propria corsia, viene avvisato mediante un allarme acustico o una vibrazione del volante. Il sistema sfrutta una telecamera che rileva le strisce orizzontali;
  •  Forward Collision Warning (FCW): E’ un sistema basato su sensori e telecamere che rilevano, istante per istante, le caratteristiche di percorrenza del veicolo. E’ in grado di riconoscere gli oggetti sulla strada (pedoni,veicoli, oggetti vari) e rilevare la distanza di sicurezza ottimale. Se tale distanza non viene rispettata il conducente verrà avvisato tramite un segnale acustico o una vibrazione della postazione di guida;
  • Cruise Control: Sistema che consente la regolazione automatica della velocità di un’autovettura;
  • Integrated Brake System (IBS);
  • Il servofreno: Tale sistema amplifica la forza esercitata dal conducente durante la fase di frenata;
  • Sistema di controllo della stabilità (ESC):Tale sistema corregge le errate impostazioni di una curva nel caso di una improvvisa deviazione della traiettoria o sbandamento. E’ utile per correggere anche differenti situazioni di sovrasterzo o sottosterzo.
ItalianTestDrive.com

 

Impostazioni di guida:

L’Alfa Giulia è dotata del innovativo sistema Chassis Domain Control, che coordina:

  • Selettore di guida DNA (Dynamic Normal All weather). Normal per situazioni di guida normali. Dynamic per un’impostazione aggressiva. All Weather adatto per ogni condizione atmosferica, anche se trae il massimo beneficio nelle situazioni con un fondo stradale a bassa aderenza. Ed infine “Race” che garantisce il massimo della potenza del propulsore e maggiore “giocabilità” in controsterzo per i più temerari;
  • l’Active Aero Splitter anteriore che gestisce in modo attivo la deportanza a velocità sostenute. Garantisce maggiori velocità di punta (307 km/h) e stabilità in curva.
  • Differenziale posteriore con il sistema Active Torque Vectoring;
  • Sospensioni elettroniche: Le sospensioni sono a quattro ruote indipendenti di tipo “quadrilatero” all’anteriore e “multilink” al posteriore;
  • Computer di bordo: Monitora l’intera autovettura e fornisce dati sulla pressione e temperatura dei pneumatici e dei freni.

motori.it

→  Componenti e materiali:

L’albero di trasmissione è in fibra di carbonio (costituisce un traguardo notevole per Alfa); Tetto,spoiler, cofano motore, padiglione e minigonne sono in alluminio-carbonio. Nell’abitacolo: Plancia e consolle centrale (a richiesta su volante e sedili) c’è ancora fibra di carbonio.

AlVolante.it

Valutazione Vehicle CuE:

Pulita ed elegante in curva, potente ed aggressiva in ogni condizione di guida: l’Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio è la berlina 3 volumi a trazione posteriore più interessante dell’anno. Il prezzo rispetto alle concorrenti BMW e Mercedes è adeguato: 79.000€.

Rappresenta una gloriosa rinascita per il marchio milanese, nonché una soddisfacente prestazione per l’ingegneria automobilistica italiana.

L’Alfa Giulia è unica anche per la sua perfetta distribuzione delle masse 50:50 sul telaio: ciò garantisce equilibrio ottimale e maggiore stabilità e controllo anche nelle situazioni più avverse al guidatore.

Noi di Vehicle Close-up Engineering ci auguriamo che questo possa essere solo l’inizio di una grande serie di automobili italiane a dire la propria nello scenario mondiale legato all’automotive.

 

ABS ruote

ABS: il sistema che aiuta la frenata.

L’ABS è un sistema di ausilio alla frenata. Esso serve per evitare che le ruote si blocchino e slittino sul terreno. Se la forza frenante infatti è superiore a quella resistente dell’attrito la ruota viene bloccata completamente. Si ha di conseguenza perdita di aderenza e aumento dello spazio di frenata. Questo perché sull’asciutto le gomme si surriscaldano e perdono coefficiente di attrito. Sul bagnato o fondo scivoloso invece si ha pattinamento perché la ruota scivola sul fondo stradale.

La condizione ottimale è quella per cui la forza applicata a ciascuna ruota sia la massima possibile senza arrivare al bloccaggio. In questo modo si ha il minimo spazio di arresto. Per ottenere questo risultato è necessario poter controllare le condizioni di ogni singola ruota. Ciò non può essere effettuato da un normale impianto frenante, che può solo distinguere la frenata fra asse anteriore e posteriore. In ogni caso la pressione dell’olio è la stessa per tutte le ruote.

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Come funziona

Per questo motivo nasce il sistema ABS (Anti Blockier System o Antilock brake system). Esso permette di allentare la pressione dell’olio diretto alle ruote con minor aderenza e regolare la frenata. Le tubazioni dell’olio uscenti dalla pompa dei freni verso le ruote, vengono fatte passare attraverso un gruppo di elettrovalvole. Esse sono comandate da una centralina che riceve informazioni da sensori. In questo modo in ogni momento viene rilevato lo stato delle ruote, in particolare se si stanno muovendo o meno.

I sensori sono collegati alle ruote foniche, strutture meccaniche poste sul mozzo della ruota. Sono costituite da ruote dentate di ferro che girano insieme alle ruote. La centralina conta il numero di denti che passano in un punto per unità di tempo e stabilisce la velocità di rotazione. Se una o più ruote si stanno bloccando la centralina interviene. Vengono mandati segnali elettrici alle elettrovalvole corrispondenti che limitano la portata dell’olio.

È presente inoltre il ripartitore elettronico della frenata, che trasferisce forza frenante da un asse all’altro. Questo perché solitamente l’aderenza è diversa tra avantreno e retrotreno. I primi sistemi di ABS riuscivano ad effettuare tre correzioni di frenata al secondo. I più moderni invece ne attuano quindici. Inoltre sono in grado anche di forzare un freno oltre che rilasciarlo: questo è collegato al sistema di frenata di emergenza.

digital light

Mercedes-Benz e i nuovi fari Digital light

Mercedes guarda al futuro e presenta la sua nuova tecnologia. Si tratta dei fari Digital light: un concentrato di innovazione, tecnica e sicurezza. L’illuminazione dinamica permette infatti di fornire massima visibilità unita a nuove funzioni. Infatti sarà possibile segnalare situazioni di pericolo o dare indicazioni di percorso.

Descrizione del sistema

Questo è possibile grazie al fatto che ogni faro presenta più di un milione di pixels. In totale dunque un’automobile ha più di due milioni di pixels, regolabili in intensità e direzione. Il calcolo è effettuato da un algoritmo che si basa su parametri esterni forniti da sensori. Essi permettono di variare in tempo reale le condizioni di ogni punto luce. La precisione raggiunta è talmente elevata da adattarsi perfettamente a ogni ambiente e variabile esterna.

omniauto.it

Il sistema digital light è stato sviluppato interamente dalla Mercedes, in collaborazione con altre aziende. Il punto forte è il sistema di intelligenza digitale che governa il tutto, piuttosto che la costruzione dei fari. Esso in pochi millisecondi è in grado di elaborare i dati e stabilire la configurazione più adatta. Così i fari digital light permettono un’ottima visibilità notturna senza abbagliare gli altri automobilisti.

Mercedes vuole anche supportare l’automobilista nelle situazioni più critiche come guida notturna o su strade in condizioni non ottimali. L’obiettivo primario è la sicurezza e sarà possibile anche comunicare con altri utenti della strada. Ad esempio si potranno proiettare sull’asfalto le linee di delimitazione se non presenti oppure ridurre il cono di luce per non disturbare pedoni o ciclisti. Sarà possibile scrivere messaggi o proiettare strisce pedonali per i pedoni. Inoltre i fari digital light si possono anche sfruttare come supporto al navigatore e ottenere direttamente sull’asfalto le indicazioni stradali o gli avvertimenti.

quattroruote.it

Questo sistema potrebbe essere un decisivo passo in avanti verso la guida autonoma e la riduzione degli incidenti stradali. Il progetto è stato svelato per la prima volta nel 2015 sul prototipo F015 ma in tempi molto brevi potrebbe diventare realtà. Non sappiamo però ancora quando la Mercedes lo implementerà in pianta stabile sulle auto stradali.

Waterboost, iniezione d'acqua

Waterboost: motore con iniezione d’acqua

Ogni propulsore è dotato di un impianto di raffreddamento esterno, in grado di mantenere la temperatura del gruppo termico, costantemente, al di sotto di un certo limite; garantendo l’efficienza e la durata del motore stesso. E se venissero a coesistere due diversi sistemi di raffreddamento? Vale a dire, aggiungere al sistema “esterno” già noto, uno interno al motore? Parleremo quindi di “Waterboost”.

e-automobile.ro

• Nascita ed evoluzione:

Il primo ad avere l’idea di iniettare acqua nel motore a combustione interna fu Pierre Hugon nel 1865, sul suo motore a gas. Egli notò numerosi benefici tra i quali: eliminati i difetti di accensione e di mantenimento costante del moto, diminuzione dell’usura dei componenti meccanici e maggior affidabilità dell’impianto.

Questa tecnologia non riscosse successo. Successivamente venne adottata sui motori per gli aerei ad elica della seconda guerra mondiale tra cui:

  • il BMW 801;
  • il Daimler-Benz 605 con impianto MW 50;
  • Pratt & Whitney R-2800.

In ambito”automotive“il sistema venne montato su:

  • Ford Escort Cosworth 4WD;
  • La vettura di Formula 1 Ferrari 126 C2 e C3.

Fino a giungere al recente “Waterboost” progettato dalla Bosch per i motori a ciclo Otto (benzina) e montato sulla BMW M4 GTS.

Principio fisico:

Nei motori a combustione interna è il calore prodotto dalla reazione di combustione del carburante, a far espandere i gas all’interno del cilindro, generando potenza meccanica. Il limite principale di tale funzionamento sta nel fatto che molto calore, e quindi potenza, si perde con i gas di scarico.

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L’iniezione di acqua alla miscela (aria e benzina) consente quindi di disperdere una maggiore quantità di calore, grazie all’elevato valore di energia di vaporizzazione richiesta. I gas di scarico pertanto fluiscono dal cilindro a temperature notevolmente inferiori; grazie al fatto che l’acqua sottrae grande quantità di calore per evaporare.

Non a caso la domanda che ci verrebbe spontaneo porre sarebbe: come può avvenire la combustione, quindi un’esplosione, somministrando dell’acqua?

La risposta è evidente: non ci sono pericoli in quanto l’acqua, precedentemente alla reazione di combustione, viene fatta completamente evaporare aumentando notevolmente il proprio volume; ciò consente un abbassamento di temperatura dall’aria in aspirazione che nel suo moto per l’ingresso in cilindro vede la propria temperatura aumentare. Questo abbassamento di temperatura, aumenta la densità della carica in ingresso e a sua volta aumenta anche il quantitativo d’aria aspirabile. Tale aumento comporta un aumento complessivo della pressione nel cilindro quando le valvole si chiudono. Inutile dire come il rendimento volumetrico che quantifica il fenomeno di ricambio della carica nel motore, aumenti.

Funzionamento:

Il funzionamento è abbastanza intuitivo. Riportiamo qui in figura un impianto di iniezione d’acqua semplificato. L’acqua viene pompata e tramite un condotto raggiunge la valvola unidirezionale, la quale aprendosi fa convergere l’acqua sul condotto di aspirazione, in cui è già presente la miscela di carburante.

web.tiscali.it

 

Benefici:

  • Aumento del rapporto di compressione (quindi della potenza erogata), nonché un maggior riempimento di “carica fresca” nel cilindro.
  • Migliorato raffreddamento dei gas entranti, favorendo dispositivi energetici e meccanici come il turbocompressore;
  • Il sistema Waterboost consta di iniezioni di piccolissime quantità di acqua (generalmente poche centinaia di millilitri per ogni centinaio di chilometri) per cui il serbatoio di acqua distillata ha un’autonomia di 3000 km;
  • Migliore efficienza del motore;
  • Migliorata la vita del propulsore, diminuendo l’usura delle componenti (condotti e scarichi);
  • Diminuzione del fenomeno della detonazione, tipico dei motori a benzina;
  • Aumentata la durata dell’olio motore e delle candele di accensione;
  • Aumento dell’eco-sostenibilità: grazie alle minori temperature raggiunte, gli ossidi di azoto risultano notevolmente abbattuti;
  • Prezzi contenuti: Quanto mai potrà costare qualche litro di acqua?

Infine, secondo la Bosch, quasi un quinto della benzina consumata dalle automobili viene completamente sprecata per “rinfrescare” i condotti di aspirazione, senza partecipare attivamente alla combustione. Per risolvere tale inconveniente, questa piccola quantità di benzina viene sostituita dall’acqua.

Difetti:

  • Maggiore fumosità: un mezzo dotato di Waterboost emette molto fumo bianco allo scarico, a causa della consistente quantità di vapore acqueo presente;
  • Necessità di acqua distillata: non è possibile utilizzare semplice acqua di rubinetto, perché contiene sali;
  • Inefficacia degli attuali sistemi catalizzanti: la marmitta catalitica necessità di alte temperature per il suo corretto funzionamento; questo non avviene col sistema Waterboost;
  • Difficoltà di applicazione su veicoli datati: nelle auto più vecchie vi era il problema nella regolazione dell’anticipo e della carburazione; nei motori più moderni, la centralina elettronica di controllo (ECU) risolve questi problemi, limitando l’applicazione del Waterboost ai soli motori moderni.
Fasatura variabile

Fasatura variabile: descrizione e funzionamento

L’espressione “fasatura variabile” (“Variable timing” in inglese) sta ad indicare la modalità con cui viene gestito il sistema di distribuzione, vale a dire, il regime di rotazione dell’albero a “camme” e quindi delle valvole di aspirazione e scarico.
L’espressione chiave che sta alla base di quest’articolo è quindi “fasatura variabile”.
Ma cosa significa “fasatura“?

Fasatura (di distribuzione) è per definizione il “momento” ottimale in cui si realizzano l’apertura e la chiusura delle valvole di aspirazione e scarico, rispetto ad una posizione definita del pistone. La “fasatura”è ottenuta grazie alla sincronizzazione dell’albero a “camme” con l’albero motore, tramite componenti meccanici come ingranaggi, cinghie o catene. E’ proprio questa dipendenza dall’albero motore che limita l’efficienza della fasatura fissa e quindi del gruppo termico, costringendo i progettisti ad inventare un sistema variabile di distribuzione.

hwupgrade.it

Caratteristiche tecniche della fasatura:

Cerchiamo di capire, innanzitutto, come funziona il sistema di distribuzione. La sua funzione principale è quella di garantire il corretto funzionamento delle quattro fasi del ciclo dei motori a 4 tempi e gestire i cosiddetti “incroci”. Gli “incroci”, come suggerisce il termine stesso, sono fasi in cui avviene la apertura/chiusura della valvola di aspirazione con la corrispettiva chiusura/apertura della valvola di scarico, in modo perfettamente combinato (ad incrocio). 

La valvola di aspirazione permette introduzione di fluido (miscela aria-benzina per motori a ciclo Otto, solo aria per quelli a ciclo Diesel) nella camera di combustione del cilindro; avviene lo scoppio tramite la reazione chimica “esplosiva” ad alti valori di pressione (in base al rapporto volumetrico di compressione del motore) ed infine, i prodotti di tale reazione diventeranno gas combusti, i quali verranno espulsi dal cilindro tramite l’apertura della valvola di scarico. Le valvole sono azionate da uno o più alberi a camme, i quali sono collegati tramite ingranaggi, cinghie o catene all’albero motore, garantendo la completa sincronia di funzionamento.

In parole povere, una valvola non può aprirsi o chiudersi in anticipo o in ritardo rispetto ad una posizione predefinita del pistone, causando danni o malfunzionamenti; al contrario, è tutto perfettamente sincronizzato in modo tale che le valvole vengano azionate al momento giusto. Il singolo o i più alberi a camme azionano le valvole per contatto diretto con dei profili ad eccentrico, chiamati appunto “camme“, calettati su un asse. Sul profilo della valvola vi è una “molla” che ha la funzione di richiamarla alla sua configurazione d’equilibrio (valvola chiusa).

Angoli e profili:

La fasatura di una valvola è definita da due valori: l’angolo di anticipo (o ritardo) di apertura rispetto al PMI (punto morto inferiore) e l’angolo di anticipo (o ritardo) di chiusura rispetto al PMS (punto morto superiore). L’angolo di anticipo è definito come il momento in cui la valvola termina la sua corsa fino a raggiungere la posizione di completa chiusura/apertura. Sono proprio i valori dell’angolo di anticipo a caratterizzare la fasatura di un motore, determinando gli istanti in cui la valvola inizia il suo moto di apertura (da completamente chiusa) o chiusura (da completamente aperta).

La velocità della valvola durante il moto di apertura/chiusura dipende dal profilo della camma che la aziona: più “appuntito” sarà tale profilo, più veloce sarà la fase di apertura/chiusura della valvola; caso contrario, otterremo una velocità di fase inferiore (ciò non indica necessariamente inefficenza). Il profilo delle camme, opportunamente progettato, dovrà garantire la fase di incrocio, definita precedentemente, affinché avvenga l’effetto “risucchio” che i gas combusti in uscita (dal cilindro) esercitano sul fluido in ingresso, garantendo un maggior riempimento della camera di combustione, per unità di volume.

Riportiamo in figura un diagramma di distribuzione per la fasatura.

FF1.it

Difetti della fasatura fissa:

Dopo aver opportunamente definito le grandezze in gioco ed il funzionamento, cerchiamo di capire quali sono i limiti della fasatura fissa.

Durante le fasi del ciclo si generano inefficienze dovute alle “perdite per laminazione“, ossia perdite che si verificano quando la valvola è parzialmente aperta, portando il fluido a risentire di una sorta di resistenza dovuta alla “strozzatura” (valvola semi-aperta nel condotto di aspirazione). Se le camme fossero appuntite si avrebbe un azionamento istantaneo delle valvole, facendo diminuire le perdite e garantendo una maggior potenza a parità di cilindrata; il tutto a scapito della resistenza del gruppo endotermico. Pertanto la fasatura di tipo fisso tende a definire il “carattere” del propulsore, limitando la “flessibilità” molto richiesta nel campo motoristico. Motori sportivi prediligeranno gli alti giri ed una fasatura molto spinta, con un elevato angolo di incrocio, guadagnando in potenza e perdendo in guidabilità e coppia ai regimi bassi. I motori più “turistici” risentiranno del problema opposto.
Da tale limite si è passati alla fasatura variabile: scopriamone l’evoluzione.

Fasatura variabile:

Il sistema di fasatura varabile delle valvole è adottato ormai da tutte le case costruttrici sotto nomi e sigle differenti. La prima applicazione al mondo di tale sistema su un’automobile di serie è italiana e riguarda la casa automobilistica milanese Alfa Romeo, la quale montò tale innovativo sistema sulla Spider Duetto nel 1980. La variazione di fase era realizzata dallo spostamento assiale di un manicotto lungo l’albero a camme, che modificava così la sua rotazione.

Soluzioni delle principali case costruttrici:

Successivamente le principali case costruttrici si attivarono per la progettazione di un sistema analogo. La Honda brevettò il sistema VTEC (Variable Valve Timing e Lift Electronic Control) montandolo sulla Integra nel 1989. L’idea Honda era quella di gestire due diversi profili per il controllo delle valvole di aspirazione (2 per cilindro): uno per i regimi medio-bassi e l’altra per i regimi alti. Il sistema era comandato idraulicamente da tre camme e due bilancieri (complessivamente due esterni ed uno centrale) che si azionavano indipendentemente a seconda dei giri del motore: ai bassi regimi le valvole venivano azionate dai bilancieri esterni, mentre una camma dal profilo più pronunciato muoveva il bilanciere centrale oltre un certo numero di giri motore, aumentando la velocità di apertura della valvola e quindi la potenza erogata.

La Honda grazie al sistema VTEC disponeva di due differenti tipi di fasatura variabile a seconda dei giri, garantendo una potenza specifica di 100 CV/litro. Il sistema risultava poco gestibile nel cambio di erogazione, pertanto fu superato con il LeitMotiv che garantì la variabilità della fasatura in modo continuo e non brusco come il VTEC. Nacquero così numerosi sistemi, citiamo solo i più importanti dal punto di vista innovativo: VVT (Variable Valve Timing) della Toyota, BMW iVanos, Valvetronic BMW, il VarioCam Porche fino al recente MultiAir Fiat. Ferrari introdusse alberi a camme con profilo variabile lungo la lunghezza del lobo, che traslavano assialmente per ottenere diagrammi di distribuzione differenti. Il passo fondamentale per la creazione di un sistema di variazione continuo ed efficiente fu la realizzazione dell’ampiezza variabile dell’alzata valvola. In altre parole, con questa soluzione il pedale del gas è in grado di controllare direttamente le valvole di aspirazione.

In figura, il sistema VTEC.

world.honda.com motociclismo.it

 

 

 

 

 

 

 

BMW, col sistema Valvetronic (2001), interpone dei bilancieri tra la valvola e l’albero a camme, azionandoli con un motore elettrico. Il movimento dei bilancieri (comandati elettronicamente dalla centralina) permette di variare l’alzata delle valvole di aspirazione (2 per cilindro) in maniera assolutamente indipendente dal regime di rotazione e dal “carico” del motore. L’evoluzione del Valvetronic BMW è stato il sistema elettro-idraulico Fiat MultiAir, presentato nel 2009.

Dagli innovativi sistemi elettro-idraulici si tende sempre più verso il CAMLESS (“senza camme” tradotto in italiano) per svincolare completamente la dipendenza delle camme nel sistema di distribuzione.

• Il sistema MultiAir è strutturato con un tradizionale albero a camme lato scarico ed un’ulteriore camma meccanica che agisce su un solenoide on/off. Vi è del volume d’olio (componente idraulica del sistema) che viene movimentato per azionare le valvole di aspirazione. Se la valvola on/off è chiusa, l’olio si comporta come un corpo rigido e trasmette alle valvole la legge di alzata imposta dalla camma (vale a dire il sistema classico di funzionamento); quando la valvola on/off commuta, invece, l’olio defluisce nel serbatoio e la valvola stessa si chiude per effetto della forza di richiamo della molla. Questa valvola a solenoide garantisce diverse fasature a seconda del “carico” motore: agli alti regimi la valvola rimane sempre chiusa e l’apertura delle valvole è garantita dal profilo della camma meccanica; a basso regime, viceversa, si può ritardare l’apertura della valvole di aspirazione posticipando la chiusura della valvola on/off.

Nuova fasatura variabileAddio albero a camme

• Il sistema CAMLESS, come già accennato, si propone di eliminare il legame fisico che c’è tra albero motore ed albero a camme. Tale soluzione avviene col passaggio da un sistema elettro-idraulico ad un sistema elettromagnetico, in cui le valvole vengono azionate dalla forza esercitata da un campo magnetico variabile generato da solenoidi, gestiti a loro volta da una ECU (Electronic Control Unit). Tale sistema è in grado di ridurre gli alti consumi energetici a scapito della sicurezza: il malfunzionamento dei solenoidi potrebbe portare le valvole ad impattare il pistone. Il sistema elettro-magnetico è ancora un concept, che potrebbe in futuro diventare realtà.

Il sistema CAMLESS più recente in commercio è stato progettato dalla Koenigsegg-Cargine Engineering: il sistema Free Valve Techology.

teamimports.com

 

Disattivazione cilindri

Ford EcoBoost e la disattivazione dei cilindri

Ford ha annunciato che nel 2018 sarà disponibile il nuovo motore Ford EcoBoost 1.0. La novità sarà la possibilità di disabilitare uno dei tre cilindri in soli 14 millisecondi: un tempo brevissimo se consideriamo le difficoltà che avevano i primi sistemi di disattivazione dei cilindri. La velocità del sistema permette di mantenere inalterato il confort di guida e contemporaneamente ridurre emissioni di anidride carbonica e incrementare l’efficienza del 6%.

auto.it

Un complesso software algoritmico regola la disattivazione del terzo cilindro monitorando costantemente i parametri necessari. Infatti in base a velocità, carico sul motore e intensità dell’accelerata è possibile stabilire il momento esatto in cui disabilitare o riattivare il sistema. In particolare le situazioni favorevoli per il risparmio dei consumi sono i tratti a velocità costante o che comunque non richiedono un’accelerazione di grande entità.

Quando il motore non è ad alti regimi di coppia, il sistema interrompe l’afflusso di benzina alle camere di combustione e impedisce apertura e chiusura delle valvole. Viene aperta la valvola di un condotto da cui l’olio motore in pressione riesce ad attivare un bilanciere. Quest’ultimo disconnette il meccanismo di attivazione delle valvole del primo cilindro dall’albero a camme.

Per non causare problemi di efficienza al momento della riattivazione, è previsto anche il mantenimento della temperatura all’interno del cilindro quando non viene utilizzato.

Dato l’ingombro fisico del sistema elettromeccanico è stato necessario rivedere il design dell’albero a camme. Ora è a singolo blocco e assomiglia a quello del motore diesel Ford EcoBlue. Il nuovo motore prevede anche la progettazione di una catena di distribuzione e leveraggi valvole più adatti grazie ad avanzate tecnologie di stampaggio ad iniezione. Questo permetterà una maggiore resistenza, così come particolare attenzione viene riservata al confort.

Infatti l’obiettivo è quello di assorbire le vibrazioni provocate dal funzionamento a due cilindri, che sono diverse rispetto a quelle del regime a tre cilindri, in particolare per coppie basse. Per questo motivo verranno impiegati dischi frizione ammortizzati e un volano bimassa. Sarà possibile anche tarare i componenti in base al modello di auto che monterà l’EcoBoost 1.0: boccole, supporti motore e alberi di trasmissione verranno adattati.

Non ci resta che aspettare il 2018!

Motore cilindri

La disattivazione dei cilindri

Il sistema di disattivazione dei cilindri permette di far funzionare il motore senza utilizzare tutta la cilindrata a disposizione. Questo è utile in situazioni che richiedono bassi regimi di coppia e lo scopo è quello di mantenere attivi meno cilindri ma a pieno carico, col vantaggio che il corpo farfallato viene mantenuto del tutto aperto. Infatti a bassi regimi viene impiegato solo il 30% della potenza massima e la valvola a farfalla è quasi chiusa: è necessario compiere lavoro per aspirare aria. L’inefficienza del motore in queste condizioni viene chiamata perdita di pompaggio.

La disattivazione dei cilindri si può ottenere in modi diversi, più o meno convenienti. La soluzione più immediata è quella di bloccare del tutto il movimento dei pistoni interessati. Ciò permette di eliminare le perdite di rendimento dovute ai pistoni trascinati in movimento anche se non attivi. È però un metodo che presenta problemi meccanici dovuti alla difficoltà di realizzare un albero motore con parti che possano non ruotare. Le alternative più fattibili sono l’interruzione dell’alimentazione degli iniettori oppure la chiusura delle valvole di aspirazione e scarico. Quest’ultimo metodo preclude il passaggio della miscela aria-carburante verso le camere di combustione.

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L’antenato dei moderni sistemi di disattivazione dei cilindri risale alla fine del 1800 ed era montato su un motore monocilindrico. Funzionava grazie a un regolatore centrifugo che disabilitava il cilindro quando il motore si trovava sopra una certa velocità, lasciando aperta la valvola di scarico.

Per l’impiego di questo sistema nella produzione in serie bisogna aspettare il Modulated Displacement della Cadillac, nel 1981. È noto anche come V-8-6-4 in quanto faceva operare il motore a 6 o a quattro cilindri con un notevole risparmio di combustibile. Una batteria di solenoidi poteva disattivare l’apertura delle valvole di scarico ma il processo inverso per tornare a 8 cilindri creava qualche problema. Infatti la lentezza dei computer di bordo di quegli anni non ha permesso al prodotto di avere il successo sperato.

Nel 1982 è la volta della Mitsubishi, che propone la disattivazione dei cilindri Orion-MD. Il motore da 1,4 l e 4 cilindri sfruttava la disattivazione delle valvole di aspirazione e scarico del primo e del quarto cilindro interrompendo il sistema di distribuzione.

Daimler-Chrysler nel 2004 adotta questa tecnologia sul motore HEMI V8 da 5,7 l, basata sempre sulla disattivazione delle valvole ma gestita tramite comando idraulico delle punterie. Ispirato a ciò è l’Active Fuel Management della General Motors, impiegato sul V8 da 5,3 l ad aste e bilancieri. In particolare viene disattivata la bancata di destra (1, 3 e 5 cilindro).

Ancora più sofisticato è il sistema Variable Cylinder Management, sviluppato dalla Mitsubishi nel 2005 per motori V6 e nel 2008 per il 3,5 l I-VTEC. Per quest’ultimo sono possibili diverse configurazioni. Infatti il motore può lavorare con 6 cilindri, solo 4 o solo 3 bloccando l’intera bancata o un solo cilindro per lato.

In tempi recentissimi la disattivazione dei cilindri è stata utilizzata da Mercedes, Volkswagen e Lamborghini. Quest’ultima lo impiega per il V12 della Aventador con il nome di Cylinder Deactivation System. La Ford infine ha appena annunciato di voler mettere in commercio nel 2018 il primo motore a tre cilindri di cui uno disattivabile.

Audi RS3 LMS E

Audi RS 3 LMS: nuova vita dopo il WEC

Dopo l’annuncio dell’abbandono del campionato WEC e della storica 24 ore di Le Mans, Audi presenta la nuova RS 3 LMS. Presentata al salone di Parigi 2016, è pensata per il campionato europeo TCR a partire dalla stagione 2017 e gli obiettivi della casa costruttrice sono la diminuzione dei costi e l’ampliamento del mercato anche agli stati in cui non è previsto un campionato Gran Turismo. L’Audi RS 3 LMS sarà infatti disponibile partendo da dicembre per € 129 000 per la versione TCR e € 99 000 per la versione club sport.

gtspirit.com

L’auto ricorda i modelli del campionato DTM per i parafanghi decisamente svasati, l’ala posteriore montata in cima e la grossa presa d’aria sul cofano. Nonostante ciò è decisamente simile al modello stradale: la carrozzeria in acciaio è praticamente la stessa ma è stata resa più leggera e adattata alle gare tramite rinforzi in alcuni punti e l’aggiunta di tubi di sicurezza per proteggere al massimo il pilota.

La sicurezza è un punto importante per i regolamenti FIA e l’Audi RS 3 LMS è equipaggiata con serbatoio omologato FIA, abitacolo e sedile PS3 e portello di sicurezza sul tetto, già previsto per l’Audi R8 LMS.

L’auto monta un motore quattro cilindri da 2l TFSI capace di sviluppare 330 cv di potenza e accelerare da 0 a 100 km/h in soli 4,5 secondi. La velocità massima raggiungibile è di 240 km/h ed è prevista, come da regolamento TCR, la trazione anteriore. Il motore è a quattro valvole e doppio albero a camme in testa ed è montato trasversale e anteriore, l’auto pesa 1160 kg.

Il cambio è sequenziale a sei velocità e ha l’opzione con doppia frizione S tronic e palette al volante. Le sospensioni anteriori hanno montanti McPherson con bracci trasversali inferiori in acciaio, cuscinetto girevole in alluminio e montanti con molle elicoidali. Gli ammortizzatori sono regolabili, così come l’altezza da terra e il camber. Le stesse regolazioni si possono effettuare per le sospensioni posteriori, che sono a quattro bracci.

Per mantenere bassi i costi di produzione e progettazione, da regolamento TCR sono proibiti ausili elettronici quali l’ABS (anti-lock braking system), controllo di trazione o differenziale attivo: per questo motivo l’Audi RS 3 LMS non si avvale di questi sistemi.

Data la lunga esperienza di Audi nel motorsport, specialmente per le vetture turismo, la nuova Audi RS 3 LMS sembra promettente, sulla scia dell’Audi R8 LMS. Non ci resta che attendere il 2017 per scoprire cosa sarà in grado di fare!

Bloodhound SSC: l’“auto” da 1600 km/h

La Bloodhound Super Sonic Car (SSC) è “la più sofisticata macchina da corsa al mondo: in parte è un bolide da Formula 1, in parte un aereo caccia supersonico, in parte un razzo spaziale di prossima generazione”, la descrive così il pilota.

La creazione di questo veicolo è dovuta a Richard Noble, imprenditore scozzese che dal 1983 al 1997 è stato il detentore del record di velocità terrestre ed a Andy Green, pilota della Royal Air Force ed attuale detentore di quel primato; i due collaborano già da tempo: Noble è stato alla guida del programma per la Thrust SSC, l’auto con la quale Green ha stabilito l’attuale record di 1227,986 km/h nel 1997.
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La Bloodhound SSC costruita per correre alla velocità di 1600 Km/h, (1000 miglia/ora) su di una pista rettilinea di 12 miglia (19,3 km) in Sudafrica, pesa 7,5 t; è una quattroruote con abitacolo in fibra di carbonio e la cui propulsione è garantita da tre motori (con una potenza complessiva di 135000 CV):

1) La spinta iniziale viene fornita da un EJ200, il motore dei caccia Eurofighter Typhoon;

2) Raggiunte le 350 miglia orarie (circa 563 km/h), verrà azionato il secondo motore, che è fondamentalmente un propulsore per razzi;

3) Il terzo motore, un Jaguar V8 da 550 CV, viene utilizzato come pompa per il carburante.

Il tutto dovrà essere ultimato per i primi mesi del 2016 quando si effettuerà una corsa di prova al Newquay Cornwall Airport, utilizzando solo il 1° motore e raggiungendo una velocità di 400 km/h per testare i vari strumenti e software impiegati; successivamente verrà tentato il record sul lago salato di Hakskeen Pan in Sud Africa, dove da  circa 5 anni, una società sudafricana sta lavorando per creare una pista lunga 16 km e larga 500 m che sia la più liscia e piatta possibile, sfruttando una nuova tecnologia laser per avere un dislivello massimo del terreno, non superiore ai 2 mm.

dailymail.co.uk

Se e quando il record sarà raggiunto, il lavoro di Green non sarà ancora finito, dovrà infatti fermarsi e l’auto sarà sottoposta ad una resistenza aerodinamica di 17 t.

Il rischio è quello della cosiddetta “illusione somatogravica”: il cervello potrebbe infatti interpretare l’enorme decelerazione come una rapida picchiata verso il suolo, causando conseguentemente un annebbiamento della vista, ed una momentanea cecità; Green dovrà contrarre i muscoli delle gambe e dello stomaco per fermare il deflusso del sangue dalla sua testa.

Entreranno in gioco i freni pneumatici ed i paracadute, che faranno rallentare la Bloodhound SSC ad 885 km/h e successivamente dei freni a disco fermeranno definitivamente il veicolo.

Non ci resta che attendere con impazienza l’esito di quest’impresa, che rappresenta il culmine di numerosi anni di studi ed evoluzioni tecnologiche ad opera di scienziati ed ingegneri.


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