PROGETTAZIONE IMPIANTI DI SCARICO

Il dimensionamento di un impianto di scarico per motori a 2 tempi e per motori a 4 tempi ad alte prestazioni è sicuramente molto difficile data la complessità dei fenomeni in gioco; a dimostrazione di ciò le realtà operanti con successo in questo campo sono poche ed i risultati che ottengono sono frutto di esperienza e sperimentazione.

NT-Project grazie alla tecnologia di progettazione termo-fluidodinamica è in grado di analizzare i complessi fenomeni in gioco e quindi progettare l'impianto di scarico al fine di ottenere curve prestazionali con le caratteristiche desiderate.

NT-Project oltre a collaborare con importanti costruttori di impianti di scarico progetta soluzioni esclusive mirate a soddisfare specifiche esigenze di sviluppo o di successo nelle competizioni.

· Si realizza il modello di simulazione del motore per il quale si deve progettare l'impianto di scarico;

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· si effettua la taratura del modello stesso per avere la certezza di avere indicazioni realistiche;

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· si procede all'analisi delle onde di pressione allo scarico ai vari regimi e, nel caso di motori pluricilindrici, per ogni cilindro.

Questa fase è fondamentale per capire quali sono le caratteristiche geometriche che determinano la forma d'onda generata dall'impianto di scarico stesso e quindi individuare rapidamente le zone su cui a senso intervenire per risolvere le criticità ed avvicinarsi il più possibile alle forme d'onda che la fisica e l'esperienza ci dicono essere le migliori per il riempimento del motore.

A questo punto sulla base degli obiettivi del cliente, grazie alla simulazione, si vanno a testare una serie di soluzioni sino a giungere a quella che porta alle curve prestazionali desiderate, compatibilmente con le possibilità intrinseche del motore e con i vincoli di fattibilità.

ESEMPIO

Il grafico mostra il confronto delle curve di coppia di un motore 4 tempi pluricilindrico con scarico standard e scarico progettato in base alle esigenze.

A prescindere dal confronto prestazionale è importante notare come la criticità che si presenta a 5500 rpm sia sta eliminata andando a modificare la geometria dell'impianto di scarico al fine di togliere il picco di sovrapressione presente in zona incrocio (overlap nel grafico a seguire); ciò è stato possibile perchè si è individuata l'origine di quel picco e gli elementi geometrici dello scarico influenti sulla sua propagazione.

Ridefinendo la geometria dello scarico si è ottenuta una forma d'onda di depressione in zona incrocio che è fondamentale per migliorare la fase iniziale dell'aspirazione e quindi aumentare il riempimento.

ESEMPIO

Il grafico mostra il confronto delle curve di coppia di un motore 2 tempi monocilindrico con scarico standard e scarico modificato, in questo caso la criticità più evidente che è stata eliminata è a 12500 rpm.

Dall'analisi delle onde di pressione, si nota che a questo regime il picco di sovrapressione nell'onda di scarico, pur essendo correttamente posizionato nella fase di scarico, da un certo punto in poi non è sufficiente a contrastare l'aumento di pressione nel cilindro dovuto all'ingresso di carica fresca dai travasi, pertanto è necessario ridefinire la geometria dell'impianto di scarico per innalzare questo picco trovando grazie ad una serie di simulazioni il giusto compromesso tra la parte che genera l'onda di depressione necessaria nella fase iniziale e centrale della fase di scarico e quella che genera l'onda di compressione che da un certo punto in poi deve contrastare la fuoriuscita di carica fresca.