motore a pistoni senza bielle

[aspes]

a parte la realizzazione, che i pistoni non possono essere dello stesso materiale della corona dentata, proviamo a stringere il discorso. L'unico presunto vantaggio dovrebbe essere sul manovellismo. E su questo siamo daccordo, la termica non e' contemplata. Quale vantaggio? presumibilmente un rendimento meccanico che faccia perdere meno potenza? Visto che la lavorazione e estremamente piu' costosa e complicata dovrei avere un vantaggio sensibile per giustificarla.
Vediamo un po'. Due ingranaggi normali che ruotano sono solidali ad alberi ovviamente. I che comporta che trasmettno il movimento per contatto dei denti , e il punto di contatto non cambia, e' sempre quello , non esistono spinte tra i due alberi se gli ingranaggi sono a denti dritti, o sono minimissime, quindi alto rendimento. Esistono un pochino di piu' se sono elicoidali ma ci sono altri vantaggi e comunque e' un altro capitolo. Anche perche' sono spinte assiali agli alberi facilmente compensabili.
Qui invece abbiamo uno dei due "ingranaggi" che spinge a tutta forza su quell'altro . Ovvero la dentatura tenta di compenetrarsi nell'altro a causa della spinta del pistone, tale sforzo continua a mutare durante il movimento a seconda dell'angolo e cosi' non si puo' fare una dentatura classica . E' quasi una cremagliera , se non fosse che anche nelle cremagliere non ci sono spostamenti reciproci tra le due dentature. Quindi, ben lungi dall'evitare le spinte laterali sul cilindro (anche qui l'angolo di lavoro cambia), tipiche del sistema biella manovella, qui abbiamo due dentature che lavorano in maniera totalmente anomala con l'aggravante che si pretende pure di fare migliaia di giri al minuto. Il rendimento di una siffatta trasmissione risulterebbe pessimo, la durata delle dentature sarebbe ridicola con acquisizione di giochi inaccettabili e il tutto al prezzo di una complicazione di lavorazione meccanica e di materiali notevolissima.
I miei ricordi di meccanica sono un po' lontani, ma ricordo benissimo che i profili delle dentature sono oggetto di raffinatissimi studi .Tra parentesi una considerazione banale. I denti dritti per forza di cose hanno sempre un minimissimo gioco tra i denti, motivo della loro rumorosita'. Questo e' ineliminabile. E possiamo accettarlo nella guida di un pistone ? ma se dichiariamo un motore sbiellato per molto ma molto meno !
vogliamo farlo a denti elicoidali? perfetto, cosi' spingiamo sui cilindri pure di lato.

[fastfreddy]

quindi direi che anche chi come me non è meccanico ha capito che il punto debole è l'ingranaggio ...dopo aver visto il motore della S1000RR girare a 15k giri, direi che non lo vorrei nemmeno regalato questo sistema (ma anche se girasse la metà)

[aspes]

Originariamente inviata da fastfreddy

quindi direi che anche chi come me non è meccanico ha capito che il punto debole è l'ingranaggio ...

in maniera figurativa, e' come se ogni scoppio i denti della corona esterna venissero "piantati" con qualche tonnellata di spinta nei denti degli ingranaggi piccoli. Non e' mai esistita una ingranaggeria che possa funzionare in queste condizioni. Secondo me si disfa in pochi minuti. i Denti lavorano in tutta altra maniera negli ingranaggi.

[PMiz]

Quando vedo queste cose mi torna sempre in mente il sistema "New Global Traction":

[YT]https://www.youtube.com/watch?v=f6V8puVabA0[/YT]

Mi domando come su queste cose si arrivi a fare pure un servizio giornalistico a riguardo, quando anche il piu' scrauso tra gli ingegneri ti potrebbe spiegare il perche' e' una cavolata ...

Necessità di riempire il palinsesto in tempi di calma?

[Bassman]

Originariamente inviata da PMiz

Quando vedo queste cose mi torna sempre in mente il sistema "New Global Traction"
anche il piu' scrauso tra gli ingegneri ti potrebbe spiegare il perche' e' una cavolata ...

Ma questo sistema lavora "a secco" ed esposto all'esterno ?
Non mi pare che possa durare molto.

In sostanza mi pare che si tratti di un sistema di demoltiplica, quindi con il motore che gira sempre alto a parità di velocità con una trasmissione tradizionale.

Chi ha capito meglio, mi illumini, grazie...

[chuckbird]

Il punto è che quella spinta romperebbe il film di lubrificante sui denti per cui si genererebbe usura precoce in ogni caso.
Immaginavo anche una corona ovoidale in modo da scaricarla un po' ma andrebbe simulata.

P.S.: Ma perché ci rompiamo la testa con queste stronzate?

[gggiorgiooo]

Aspes, chiaro, chiarissimo, esemplare.
Sarà che io ci vedo nell'accoppiamento ingranaggio piccolo-ingranaggio grande una porzione di riduttore epicicloidale (con l'ingranaggio grande nel ruolo di corona e il piccolo di satellite) e per analogia credo/evo che possa/tesse essere un sistema affidabile. Ma non sono un ingegnere e mi fido di chi sicuramente ne sa più di me.

[aspes]

un riduttore, una cremagliera, una coppia conica...un riduttore epicicloidale, qualunque sistema che prevede una dentatura che si impegna in una altra dentatura e' caratterizzata dal fatto che le due dentature sono "vincolate", ovvero restano a distanza prefissata e costante, im maniera che trasmettono il movimento senza altre spinte, cosicche' il profilo del dente entri in contatto con l'altro dente nel "punto giusto". qui avresti dei denti che tentano di conficcarsi a mazzate da tonnellate gli uni negli altri.

[gggiorgiooo]

@aspes: penso che quello che può trarmi in inganno sia il fatto che in una configurazione epicicloidale ho sempre immaginato i satelliti "liberi" fra corona e sole senza alcun asse che li tenga in posizione. E invece in un riduttore reale un castello che tiene i satelliti in posizione corretta c'è. E quindi la distanza fra dente del satellite e dente del sole (o della corona) è sempre corretta. In questa configurazione non può accadere. L'unica cosa che potrebbe fare "galleggiare" correttamente i denti dell'assieme pistone-albero motore è la corretta distanza del pistone dalla sua camicia di scoppio e non sto neanche ad elencare tutti i problemi del caso. Verissimo.
Ma sempre perché mi piace temperare le supposte.....ma questo tipo di ruotismo non è identico a quello che si trova su un motore wankel?
Al minuto 2.16 di questo video io vedo il rotore del motore che "galleggia" nella camera di scoppio e sono le tenute della camera di scoppio a mantenere la corretta distanza fra i denti delle ruote dell'albero motore e del rotore. Non si prendono anche questi dentini tonnellate e tonnellate di botti dovuti agli scoppi in camera di combustione?

[aspes]

ma se li prendono nel verso giusto, perche' il "pistone" del wankel gira e non trasla. Non e' la forza trasmessa il problema, e' la direzione .

[carlo46]

se funziona su youtube non vedo perchè debba avere problemi nella realtà.
La realtà nel 2020 non esiste, ricordiamocelo.

[PMiz]

Infatti, poiche' nella realtà virtuale anche tecnica (leggasi CAD) si perdono di vista le leggi fisiche (leggasi anche il semplice buon senso), mi ricordo che una volta un "progettista meccanico" mi prolungò completamente a sbalzo di una spanna abbondante l'albero di un servomotore per andarsi ad impegnare sull'ingranaggio di un riduttore ...

Ovviamente a CAD era tutto perfettamente allineato e rigido ... non ci vedeva niente di strano lui ...

[chuckbird]

Purtroppo avendo aperto il video del post originale del thread, adesso youtube mi propone una versione dello stesso prototitpo, a dosi rincarate: 8 cilindri

[yt]https://www.youtube.com/watch?v=WNgr6bwIRCk[/yt]

[Bassman]

Bel "disegnino"...

Anche Dumbo volava sbattendo le orecchie...

[gggiorgiooo]

Forse possiamo chiudere qui l'argomento. Ma il mio maledetto youtube mi suggerisce sempre lo stesso video che ho rivisto un'altra volta.
E intanto penso agli ingranaggi che non possono venire sollecitati con tonnellate di forza per ogni singolo scoppio. Maaaa...maaaa.....
Il video https://www.youtube.com/watch?v=1CWTViuYknQ mostra al minuto 00:48 una bella bronzina che dovrebbe essere adatta a sopportare la pressione degli scoppi....
Fermo restando tutto quanto detto prima, questa è una soluzione che più o meno risolve i problemi di sollecitazione sugli ingranaggi?

[PMiz]

In questo motore il concetto e' analogo, ma e' gia' piu' semplice da realizzare a livello di lavorazioni meccaniche:

[YT]https://www.youtube.com/watch?v=AJ01AW8X6p0[/YT]

Tra l'altro con questo cinematismo risolvi i problemi della spinta del pistone sulle pareti del cilindro ...

[Bassman]

Progetto probabilmente approvato dall' UCAS...
(Ufficio Complicazioni Affari Semplici)

La teoria è una cosa, la realtà è un'altra.
È inutile girarci intorno, il modo più semplice ed affidabile per trasformare il moto alternato in moto circolare è il sistema biella-manovella.

In un articolo pubblicato su Moto.it e firmato da Massimo Clarke (!) si parlava della resa delle camere di scoppio e della pressione che si sviluppa all'interno di esse.
Con i rapporti di compressione utilizzati nei motori più spinti, al momento dell'espansione dei gas incendiati, la pressione su un pistone con un diametro di poco più di 80 mm può arrivare a 5 tonnellate !!

Vorrei vedere l'effetto sugli ingranaggi di questi sistemi innovativi...

[PMiz]

Beh ... chiaro che con un sistema biella/manovella hai superfici di contatto tra i componenti molto piu' estese e quindi pressioni specifiche di contatto molto minori.

Un sistema come quello che si discute qui invece, utilizzando ingranaggi, ha superfici di contatto molto piccole e quindi elevate pressioni specifiche ...
Questo causerebbe probabili rotture del film di lubrificante e quindi rapide usure di questi componenti ...
Ma e' gia' stato scritto ...

[carlo46]

peraltro pressioni specifiche è un ossimoro, o meglio una ridondanza, qualunque pressione è già specifica, essendo una forza per unità di superficie

[PMiz]

Credo che nel caso di componenti meccanici quali ingranaggi normalmente si usi il termine pressione specifica perche' la pressione (forza / superficie) non e' distribuita uniforme nella piccolissima area del punto di contatto ...

Esempio:

[carlo46]

grazie Pmiz, concetto intuitivo ma definizione a cui non riesco a dare una connotazione 'fisica'. In pratica , semplifico a titolo di esempio, intendi dire che se la pressione è costante di 1 N/m2 su una certa superficie A di 1cm2 e di 3N/m2 su una certa superficie B di 1cm2 adiacente la pressione specifica di A+B è 2N/m2?
Io la definirei piuttosto pressione media, ma hai ragione, anche questa definizione avrebbe i suoi limiti

[aspes]

sempre dalle reminescenze universitarie, l'appoggio di un dente di ingranaggio sull'altro e' pressoche' un segmento , non una superficie. Il profilo del dente e' fatto in maniera da prendere l'appoggio e lasciarlo con gradualita'.

[PMiz]

@Carlo46: Si, dovrebbe essere cosi ... una sorta di "pressione media" per quanto riguarda la trasmissione di forze in caso di accoppiamenti di forma ...

@Aspes: Si, geometricamente (al CAD) sarebbe un segmento ... in realtà poichè "tutto flette/comprime" si arriva ad avere una area di contatto a forma di ellisse molto allungato ...
Se fosse realmente un segmento l'area sarebbe 0 e quindi la pressione specifica infinita, ergo distruzione immediata assicurata ...

[carlo46]

la derivata seconda della forza rispetto alla superficie, matematicamente parlando.
Come l'accelerazione lo è dello spazio rispetto al tempo.
Solo che l'accelerazione ha un senso fisico compiuto , questa mi sfugge un pò.

[RedBrik]

ci siamo spostati qui con le derivate?

Preparo la peperonata?!