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Raphael

Sogno di mezzo inverno

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Richiamandomi ai precedenti vaneggiamenti su un regolamento di F1 privo di restrizioni ad eccezione di massa complessiva del mezzo meccanico e degli ipotetici motori che da tale regolamento potessero scaturire dalla mente dei tecnici vi propongo un motore ideato su tali basi realizzato a tempo perso. Il motore è un 8 cilindri aspirato raffreddato ad aria con disposizione dei cilindri imbiellati ad L di 90 gradi e con sfasatura alterna di 45 gradi, il motore appare come mezzo radiale aeronautico (in realtà è totalmente diverso) con aria di raffreddamento in arrivo dal basso e uscita dall'alto (le attuali cofanature in F1 curiosamente rassomiglierebbero molto a quella necessaria per questo motore). Per ottenere la medesima potenza degli attuali motori in F1 la cilindrata dovrebbe essere più che tripla (8000 cc), parte del peso in più sarà bilanciato dal minore peso del raffreddamento ad aria. Il consumo di carburante sarà molto minore grazie alla enorme cilindrata del singolo cilindro (forse anche troppo, potrebbero esserci problemi tecnici che imporranno 12 cilindri 6500 cc o 16 cilindri 5600 cc).

In pratica nella mia fantasiosa F1 tale motore sarà l'equivalente dei motori radiali ad aria dei warbirds della WWII (FW 190, Corsair, F6, Zero) che combattevano contro i motori 12V a liquido (P51, Bf109, Macchi, Spitfire, Yak9). Sarebbe bello vedere un simile motore confrontarsi con motori turbocompressi, turboalberi, rotativi, 2 tempi, turbodiesel, ecc.

Questo è un esempio, fantasioso e iperbolico, di quello che io intendo libertà tecnica, possibilità di ideare in libertà nuove soluzioni, tecniche e tecnologiche, un sogno di mezzo inverno per una F1 vera... buongiorno.

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Edited by Raphael

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Intanto complimenti per l'idea, ho due domande in merito, ma non vibrerebbe troppo e il baricentro dello stesso non risulta più alto?

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Le vibrazioni sarebbero comparabili con quelle di un 4 cilindri a V, con qualche problema in più a causa della minore compattezza, in ogni caso credo nulla di problematico (non più di quelli riscontrati con i V10).

Il baricentro se confrontato con i V8 attuali a causa delle maggiori dimensioni è ovviamente più alto, in minima parte la disposizione dei cilindri a W lo abbassa ma è trascurabile (~0,07%).

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Bell'idea molto originale. ;)

 

Per ottenere la medesima potenza degli attuali motori in F1 la cilindrata dovrebbe essere più che tripla (8000 cc),

 

Perchè? Come mai? :o

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Appunto, un sogno: nell'era del downsizing, non avrebbe molto senso una F1 con motori 8.000 (per quanto, a mio modesto parere, il downsizing ? una cagata pazzesca).

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Bell'idea molto originale. ;)

 

 

 

Perchè? Come mai? :o

 

 

I motori raffreddati ad aria possono erogare una potenza specifica più bassa rispetto a quelli raffreddati ad acqua e questo per un motivo semplice, la quantità di calore che il sistema ad aria riesce a smaltire è più bassa rispetto a quello ad acqua il quale può utilizzare l'acqua per raffreddare efficacemente anche zone specifiche della testata e grandi radiatori per smaltire il calore. In compenso un motore ad aria può vantare (se ben progettato ovviamente) un minore peso complessivo per cc cilindro (il peso dei motori ad acqua inoltre spesso è dichiarato senza radiatori e senza liquido refrigerante) e dato che i cilindri hanno in genere una cubatura maggiore anche minori consumi specifici (ovviamente se non si esagera con geometrie alla ricerca di potenze elevate anche ai bassi regimi, come per esempio angolo delle valvole o rapporto alesaggio corsa).

Nel caso della F1 poi la differenza è ancora più accentuata dato che il raffreddamento a liquido utilizza soluzioni che gli permettono lo smaltimento di molto calore e a temperature elevate, in genere un motore stradale non va oltre i 120-125 gradi (non so a quanto arrivi quello di una F1 ma non credo superi la temperatura di un motore ad aria, generalmente di 170 gradi il quale però, ripeto, riesce a smaltire meno calore).

Se ve lo state chiedendo la risposta è si, la potenza di un motore ad aria (ma anche ad acqua in fin dei conti) come valore assoluto dipende oggi (sottolineo oggi) quasi esclusivamente dalla capacità di smaltire il calore (e resistere alle temperature senza danneggiarsi, ma questo oggi è facile ed alla portata di tutti), la prova di ciò potrebbe essere il confronto tra un motore 2 valvole come il Desmodue Ducati e quello a 4 valvole boxer BMW, ambedue 1000 cc e ambedue raffreddati ad aria, il primo dichiara 95 CV il secondo 98 CV, 3 CV in più, 4 valvole in un motore ad acqua significa 1,5-1,6 volte la potenza di un 2 valvole grazie alla migliore "respirazione" (quando si ricerca la potenza ovviamente e senza far crollare il rendimento, in tal caso il 2 valvole ha la potenza di un 4, e anche di più, ma oggi non si sfruttano più i due valvole come nel passato, vedi motore Gilera Saturno), nel caso del BMW pur avendo 4 valvole (con testata costosissima tra l'altro per poter avere 4 fori senza che si deformi) non si è potuti sfruttarle per ottenere 150 CV ma le si sono sfruttate per avere più potenza ai bassi e quindi un motore elastico e adatto al turismo (caratteristiche superflue in un motore sportivo come quello Ducati).

Almeno questo è quello che ho capito io.

Scusate la lunghezza ma il motore e le sue leggi non sono cose che si possono spiegare in due righe.

 

Appunto, un sogno: nell'era del downsizing, non avrebbe molto senso una F1 con motori 8.000 (per quanto, a mio modesto parere, il downsizing è una cagata pazzesca).

 

Concordo, anche per me il downsizing è una cagata.

Forse quando le assicurazioni si decideranno a "rubare" i soldi in base alla potenza reale o meglio al costo del mezzo invece che alla cilindrata la moda del downsizing sparirà.

Edited by Raphael

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spiegazione eccellente :up:

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Mi sembra che ci siano due grossi problemi: il primo è di carattere strutturale, il secondo nell'essenza stessa del motore, cioè il raffreddamento.

Nelle F1 odierne il motore è portante e subisce direttamente le sollecitazioni derivanti dal movimento della monoposto e ho molti dubbi che possa essere abbastanza resistente avendo i cilindri singoli e testate singole, quindi probabilmente avrà bisogno di un telaio supplementare aggravandone il peso e l'ingombro.

Mi viene in mente il motore Renault V10 a 111° che aveva problemi simili.

IL raffreddamento: dunque hai detto che l'aria per il raffreddamento deve passare dal basso e andare verso l'alto. I condotti di aspirazione e di scarico verranno anch'essi investiti dal'aria calda proveniente dai cilindri, perchè con una architettura di questo tipo i condotti mi pare che inevitabilmente si intrecceranno tra loro.

Condotti di cui quelli di aspirazione dovranno confluire in uno comune per essere collegati con il filtro e quelli di scarico altrettanto per essere diretti all'esterno.

L'aria calda potrebbe surriscaldare quelli di aspirazione, riscaldando a sua volta l'aria che ci passa attraverso e riducendo fortemente la capacità volumentrica del motore.

Poi penso ai condotti idraulici del cambio, ai cavi elettrici e cosi vià...non mi sembra fattibile

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Ecco la versione 16 cilindri in tutto il suo splendore.

 

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Per Marcof4:

come puoi notare i cilindri non sono proprio isolati, le alette di raffreddamento si intersecano e varrebbe la pena realizzare un gruppo radiante unico che legherebbe meccanicamente in una maglia tutti i cilindri ottenendo la rigidezza strutturale da te richiesta.

I condotti di aspirazione che potrebbero essere investiti dall'aria calda sono quelli dei cilindri superiori mentre quelli inferiori starebbero "al fresco" in ogni caso non credo sia un problema, neppure per quelli superiori che sono investiti dall'aria passante in mezzo ai cilindri inferiori. (Nota, i collettori di aspirazione sono quelli corti lo scarico è quello lungo e curvo, questa è una configurazione naturale considerando il flusso d'aria canalizzata proveniente dal basso).

Per quanti riguarda gli altri tuoi dubbi io potrei aggiungere anche la difficoltà nella realizzazione del sistema di distribuzione per le valvole (non saprei proprio come mettere un sistema ad aste e bilancieri, temo bisognerà ripiegare in un meno elegante, in questo motore, sistema a monoalbero in testa), di problemi ce ne sono ma dalle mie parti si dice che i problemi in realtà non esistono, esistono solo le persone che non li sanno risolvere.

Edited by Raphael

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