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Cause Grippaggi [Topic "scientifico"]


26 risposte a questa discussione

#1 AndreaNSR125

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Inviato 02 aprile 2012 - 17:05

Visto che non era possibile discutere costruttivamente nell'altro topic, e visto che più persone erano interessate, ho deciso di riprendere il topic.

ovviamente chiunque voglia contribuire costruttivamente è calorosamente invitato a farlo.

ho recuperato i messaggi censurati dalla vecchia discussione e verranno riproposti qua, ripuliti da fronzoli per migliorarne la leggibilità:

{mRk}, dice:

600°C sono assolutamente troppi, devi restare sotto i 550°C in fondo al rettilineo più lungo della pista perché in staccata le temperature salgono. In ogni caso non superare i 600°. L'alluminio ha il punto di fusione a 660°C!!!
In strada puoi restare sotto i 500°C.

AndreaNSR125, dice:

la temperatura dei gas di scarico è la temperatura dei gas e non quella delle pareti dei cilindro/pistone, quindi la temperatura di fusione dell'alluminio non è da paragonare direttamente con quella dei gas di scarico.
Per fare un esempio: in camera di combustione ci sono temperature che superano i 2000°C, ma non per questo ad ogni combustione si fonde pistone e testa

Brio, dice:

P.S. Giusto per aggiungere qualcosa a quanto detto da Andrea, tali temperature (2000°C) sono raggiunte per intervalli temporali nell'ordine del 10^-5 secondi, ovvero nell'arco temporale tra l'inizio della combustione (che può essere approssimato alla scintilla della candela) e la sua fine (di non facile interpretazione, nè deducibilità). Questo intervallo è talmente piccolo da non permettere la fusione della superficie metallica in quantità rilevanti.
Inoltre lavorando in atmosfera non inerte l'alluminio tende a reagire con l'ossigeno presente nella camera (in maniera molto ridotta e del tutto trascurabile al fine di un'analisi energetica del sistema o della combustione) formando un sottilissimo strato di allumina, o ossido di alluminio, sulla sua superficie, la cui temperatura di fusione è superiore ai 2000°C.

Ergo: prima di fondere qualcosa vai tranquillo che hai già distrutto tutto ciò che non era indistruttibile

{mRk}, dice:

La temperatura dei gas di scarico rilevata con una termocoppia si può mettere in relazione diretta con la temperatura di fusione dell'alluminio, non per niente si usa proprio per evitare i grippaggi in caso di carburazioni magre. Quando rilevi 650° gradi il tuo cilindro è già pronto per la ricromatura perché con questa temperatura dei gas di scarico i traversini di scarico del cilindro i 650° gradi gli hanno tutti, cominciano a deformarsi con conseguente grippaggio lato scarico.
Inoltre la termocoppia non misura un valore istantaneo di picco della temperatura dei gas di scarico nella camera di combustione.

Brio, dice:

Marko capisco si possano usare le temperature di scarico in relazione alla temperatura di fusione dell'alluminio per poter avere un sistema di riferimento più o meno valido per valutare le temperature del motore, ma da qui a dire che a 650 misurati dalla termocoppia i traversini hanno superato la temperatura di fusione e subiscono perciò delle deformazioni irreversibili (non il fluido che li avvolge, ma i traversini in sè).....beh mmm detta così da buono studente di ingegneria non la accetto tanto facilmente

Innanzitutto non so che tipo di dato rappresenti la temperatura registrata dalla termocoppia, è un picco all'interno di un intervallo di n giro del motore? È il valor medio tra gli istanti che vanno dall'apertura alla chiusura dello scarico? È il valor medio su di un'intera rotazione dell'albero? (e se qui puoi darmi qualche informazione te ne sarei molto grato )

Non sto dicendo che non avviene, ma che vorrei capire un po' di più che avviene realmente

{mRk}, dice:

Più che gli studi conta la pratica e l'esperienza. Quando arrivi a leggere i 650°C dei gas di scarico hai già fatto danni su cilindro e pistone lato scarico. Ti ritrovi il mantello del pistone fuso (vedasi le foto di cervatillo1985) e nel peggior dei casi il riporto in nikasil rovinato.

Per il resto se ci ragioni un po' su ci arrivi da solo a quello che succede. La termocoppia rileva la temperatura dei gas di scarico. Per avere un riferimento valido si installa a 10cm dal mantello del pistone. La distanza non è scelta a casaccio proprio perché le temperature lette in quel punto forniscono indicazione precise per prevenire il grippaggio. Se l'alluminio avesse un punto di fusione più alto il motore potrebbe girare anche con temperature più alte. A 11.000giri/minuto (mi tengo basso, i motori sotto carico girano a regimi più alti) hai già più di 180 rotazioni al secondo. Vista l'inerzia termica della termocoppia e quella delle altre componenti (cilindro, boccola di scarico, scarico) la termocoppia non può in nessun modo leggere temperature "pulsanti". Inoltre ai fini pratici letture di temperature di altro tipo non sono nemmeno utili per l'utilizzo della Mito.

AndreaNSR125, dice:

Grazie Brio per l'ulteriore precisazione

rispondo invece a mrk:
La dilatazione dei traversini non ha nulla a che vedere con la temperatura di fusione ma è solo in correlazione con il coefficiente di dilatazione termica.
Questo vuol dire che il tuo materiale può anceh fondere a 15000°C che gripperai lo stesso raggiunta una certa temperatura.
Correggo in particolar modo questa tua frase, che è una pura assurdità.
"Quando rilevi 650° gradi il tuo cilindro è già pronto per la ricromatura perché con questa temperatura dei gas di scarico i traversini di scarico del cilindro i 650° gradi gli hanno tutti, cominciano a deformarsi con conseguente grippaggio lato scarico."
Se i traversini arrivassero a 650°, il grippaggio dovuto alla deformazione sarebbe l'ultimo dei problemi di cui preoccuparsi, di fatto i traversini restano a temperature ben più basse.

Il problema temperatura non è per nulla legato alla temperatura di fusione del materiale, quanto invece alle sue prestazioni meccaniche: se il pistone arriva al grippaggio, non è certo perchè raggiunge la temperatura di fusione e anzi, il mantello si trova a temperature notevolmente inferiori a quest'ultima (diciamo 200° giusto per buttar giù un numero).
Quello che succede è che le caratteristiche meccaniche del materiale (resistenza, durezza) decrescono notevolmente con la temperatura, e di fatto quando si grippa non è per il raggiungimento della tempeartura di fusione, quanto invece del raggiungimento del limite di resistenza del materiale, che quindi si "spalma" sul cilindro.
In seguito, a causa dell'elevato attrito di questa condizione, si può arrivare alla fusione del metallo, ma è solo una conseguenza e i gas di scarico non c'entrano nulla.
Per dare un informazione in più, è proprio per questo motivo che si utilizzano leghe con alte quantità di silicio: il silicio infatti migliora la resistenza meccanica ad alte temperature, mentre se il pistone venisse realizzato in ergal (la più resistente delle leghe di alluminio), avrebbe vita breve, perchè ad alta temperatura la sua resistenza meccanica è inferiore a quella delle leghe a base di silicio (che a temperatura ambiente hanno resistenza bassa, circa la metà rispetto all'ergal)

Questo senza nulla togliere all'utilità fondamentale della lettura, cosa che non ho mai messo in dubbio.

Nei 4 tempi i traversini di scarico tra le valvole sono nelle stesse condizioni di quelli dei 2 tempi (pensiamo ad esempio al traversino allo scarico delle Honda)... eppure la temperatura allo scarico è sensibilmente più alta.
chissà in quale lega di alluminio vengono realizzate le teste, visto che a tuo dire, la temperatura dei traversin è confrontabile con quella dei gas di scarico...


{mRk}, dice:

[ndr:non avendo ben capito cosa intendesse dire con questo messaggio, l'ho riproposto così come era, togliendo solo la parte di sproloqui]
Peccato che l'alluminio con cui è realizzato il pistone fonde, come da perché supera la temperatura di fusione e le proprietà meccaniche comincia a perderle già ben prima dei 650°... Chi sa perché si supera il materiale cede, sarà mica un problema di temperatura...

Brio, dice:

Sinceramente Marko anche dopo la tua spiegazione, non ho ancora capito che cosa rappresenti la temperatura letta dalla termocoppia, nel senso: ok a 650° sono fottuto, a 600° non è il massimo, a 550° sto a posto, ma all'atto pratico quella temperatura cosa mi rappresenta e in che modo è misurata? In quanto la pressione in quel tratto di espansione varia e non di poco nel tempo (e per tempo in questo caso intendo una singola rotazione) e con essa anche le temperature.....

Secondariamente è vero che l'esperienza in questo campo è praticamente tutto, ma questi valori sono validi per determinati motori e determinati materiali, una volta che si esce da questa nicchia come fai a muoverti? Se non sai come varia quel dato e da cosa dipende prima di riuscire ad ottenere dei valori validi con cui confrontarti di soldi nè hai già tirati fuori parecchi.....

Ultima cosa sempre per quanto riguarda il mio campo, un valore fondamentale in questo caso assieme al coefficiente di dilatazione termica è il punto di rammollimento e di sicuro non quello di fusione, in quanto è il punto in cui un materiale inizia a perdere le proprie caratteristiche fisiche modificando il proprio stato di aggregazione, il silicio viene utilizzato in questo campo a causa della sua struttura atomica che permette la formazione di legami molto forti con diversi elementi(date un occhiata a chi ha sopra nella tavola periodica e se capite un po' di chimica capirete il motivo......)

AndreaNSR125, dice:

@ Brio: la termocoppia misura una temperatura "mediata" all'interno del condotto, pressione e relative onde non influenzano la misura.
Per entrare più nel dettaglio: la temperatura letta in realtà non è la media esatta delle temperature dei gas di scarico, ma si tratta di un puro problema di trasmissione del calore: la sonda della termocoppia viene riscaldata per convezione dai gas di scarico mentre fluiscono (fase di scarico), ma cede calore ai gas durante il resto del tempo.
Contemporaneamente cede calore per conduzione attraverso il suo stesso stelo, e cede calore per irragiamento, questi due fenomeni avvengono sempre, ma: la sonda è realizzata in acciaio inox che è ben poco conduttivo, per cui questo termine può essere trascurato.
l'irragiamento c'è sempre, ma è relativamente un contributo comunque relativamente piccolo, quindi trascuriamolo.
Ora quindi concentriamoci sulla parte convettiva: quando i gas vengono scaricati, sono molto veloci e cedono molto calore alla termocoppia, mentre invece nelle altre fasi i gas possiamo considerarli praticamente fermi (si muovono sempre, ma le velocità sono molto inferiori, quindi trascurabili), quindi riescono ad asportare solo poco calore dalla sonda.
La temperatura finale della sonda (quindi della termocoppia) risulta di fatto molto simile alla temperatura massima dei gas.
A seguito di quanto detto, diverse sonde danno misure diverse per via della loro costruzione.

Per quanto riguarda il punto di rammollimento, questo non viene raggiunto (in realtà l'alluminio ha un punto di fusione proprio, quindi il punto di rammollimento coincide praticamente con la temperatura di fusione), ma quando si fanno danni, succede già a temperature più basse (diciamo che a 400° il pistone è bello che spalmato)

Brio, dice:

Grazie per la spiegazione Andre

Giocchicchiando prima con gli appunti di fisica sperimentale mi sono chiesto se per caso esistessero delle sonde che sfruttino la variazione di resistività all'interno di un ipotetico materiale (conduttore o semiconduttore) immerso nel flusso dei gas di scarico per la misurazione, bah idee a caso....

Per quanto riguarda il punto di rammollimento io sapevo (più che sapere ne ero convinto dalle ultime lezioni di scienza dei materiali) che nelle varie leghe di alluminio, come nella maggior parte dei materiali composti da piu elementi, esso avesse una certa importanza in quanto, al variare della composizione percentuale esso poteva discostarsi anche di molti gradi dal punto di fusione.

Messaggio modificato da AndreaNSR125 il 02 aprile 2012 - 17:06

Se qualcosa non viene utilizzato ai massimi livelli non significa che non sia conveniente farlo.
Allo stesso modo non Ŕ vero che qualunque cosa Ŕ stata giÓ pensata, provata e giudicata negativa.

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#2 AndreaNSR125

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Inviato 02 aprile 2012 - 17:14

@Brio: si quelle sonde esistono sono le classiche termoresistenze, come ad esempio quella della temperatura dell'acqua. Lavorano però a temperature troppo basse per questi usi (mi sembra che le più evolute arrivino ai 400°)

Per il punto di rammollimento dell'alluminio sinceramente non saprei darti dei numeri (non è del mio campo), si dovrebbero consultare i manuali o magari datasheet del materiale... in ogni caso quando il pistone cede avviene comunque a temperature ben più basse, perchè comuqnue deve sostenere degli sofrzi notevoli
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#3 PrizeGold

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Inviato 02 aprile 2012 - 17:32

Interessante...si potrebbe fare anche una specie di elenco di altre possibili cause (certo so che variano da motore a motore e molte volte sono conseguenze o cause di altre cose) generali per le quali è possibile grippare? Con relativa spiegazione e diagnosi? O è una cosa troppo da libro? :D
"Idem per spuntare in salita, io riesco a spuntare con il motore ad appena 2000 giri, con il 2T devi stare come minimo al doppio dei giri! E da quì se ne deduce anche l'affidabilità e la durata del motore perchè la mia frizione non viene sollecitata come nel 2T e per di più il motore avendo 4 fasi ansichè 2, durerà come minimo il DOPPIO!"
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#4 AndreaNSR125

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Inviato 02 aprile 2012 - 17:41

per me è solo un piacere parlarne e imparare cose nuove ;)
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#5 a7n8x

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Inviato 04 aprile 2012 - 14:52

qui (pagina 34) vengono riportate le temperature di funzionamento di un pistone per motori diesel (sempre in alluminio), non è proprio uguale, ma aiuta a farsi un idea
Non si effettuano consulenze private.
Questa CITAZIONE ispira sia la politica che il commercio (Joseph Goebbels ministro della propaganda di Adolf Hitler):
"Con sufficiente ripetitivitÓ e conoscenza psicologica delle persone coinvolte, non sarebbe difficile dimostrare loro che un quadrato in realtÓ Ŕ un cerchio".

#6 mitico92

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Inviato 04 aprile 2012 - 14:57

300 e spicci gradi...

#7 AndreaNSR125

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Inviato 04 aprile 2012 - 15:13

diciamo che il pistone 2tempi assomiglia più a quello di pagina 34 che non a quello di pagina 35, quindi sui 290°, in ogni caso le condizioni sono profondamente diverse quindi 290 o 330 non significano nulla, ma sono ottimi per far capire che il pistone (o i traversini, o quant'altro) non raggiunge certo la temperatura di fusione.
Grazie a7n8x per il pdf, ho dato una veloce lettura ma sembra molto interessante!!
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#8 {mRk}

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Inviato 04 aprile 2012 - 16:25

Visualizza Messaggioa7n8x, il 04 aprile 2012 - 14:52, ha scritto:

qui (pagina 34) vengono riportate le temperature di funzionamento di un pistone per motori diesel (sempre in alluminio), non è proprio uguale, ma aiuta a farsi un idea
Prova a cercare quali sono le temperature d'esercizio dei punti caldi di un motore quattro tempi, ovvero le parti lambite dai gas di scarico in uscita dal cilindro. Per il motore 2T tempi Mito sono i traversini tra luce di scarico principale e i booster di scarico, per il motore 4T sono le valvole di scarico. Così chi ha meno pratica di motori può farsi un'idea... ;) io già lo so.

Da quel che so io le temperature che raggiungono le valvole di scarico sono decisamente più alte rispetto alle temperature che può raggiungere il cielo del pistone, più del doppio. Lo stesso discorso vale per i motori 2T relativamente ai condotti di scarico confrontati con quelle del cielo del pistone.
Quindi inutile che qualche sapientone aerospaziale prenda le temperature del cielo pistone come riferimento per supportare le balle che scrive.
Anzi, per tagliare la testa al toro vi posto io due link:
http://it.wikipedia....Valvola_a_fungo
http://climeg.poliba...appunti_mci.pdf (pagina 56)

Non volevo intervenire in questa discussione però non mi piace che per smentire quello che ho scritto lo studentello di turno citi il colore dei sui calzini o la temperatura del cielo pistone preso a casaccio (tra le due cose non c'è particolare differenza).

Messaggio modificato da {mRk} il 04 aprile 2012 - 16:25

NO PM per consulenze tecniche, grazie! La critica è l'imposta che l'invidia percepisce sul merito (Cit.Duca de Levis) Chi sa fa e chi non sa insegna (proverbio)
We never did such tests. And we never had sophisticated instruments. 'Try and see' was always used. And no simulations! (CIT. Jan Thiel)

#9 AndreaNSR125

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Inviato 04 aprile 2012 - 17:12

gentilmente evitiamo di tenere un atteggiamento da bambini della 4° asilo? Visto che segnalare i tuoi messaggi non porta a nulla perchè ti autocancelli le segnalazioni (o per via di mod compiacenti), te lo chiedo per l'ennesima volta, in tono del tutto gentile.

Tornando alla discussione, l'esempi che riporti è -nuovamente- inadeguato e chiarezza è presto fatta: non mi sembra che una valvola di scarico abbia molto in comune con un traversino di scarico.
La prima è realizzata in materiale termicamente poco conduttivo, ha un elevatissima superficie esposta rispetto al volume, la geometria è quanto di migliore c'è per OSTACOLARE lo smaltimento del calore ed è un oggetto che si muove.
Il traversino di scarico è realizzato in materiale termicamente ben conduttivo, geometricamente è molto meglio predisposto a smaltire il calore (rispetto alla valvola), è sottoposto a temperature dei gas di scarico più basse (riportando dei numeri, su un 4 tempi si leggono oltre 700° allo scarico)
ed è fisso al cilindro.

ergo, la temperatura del traversino di scarico è sicuramente più bassa rispetto alla temperatura di una valvola di scarico di un 4 tempi, e fuori ogni dubbio non arriva alla temperatura di fusione.

Vediamo invece quale sarebbe stato un esempio corretto: i traversini che separano i condotti di scarico dei 4 tempi sono geometricamente e fisicamente equiparabili ai traversini di scarico dei 2 tempi, ed è quindi ragionevole che siano soggetti a temperature simili.
Ora dal momento che nel 4 tempi le temperature allo scarico sono nettamente più elevate rispetto al 2 tempi, così come il flusso di calore, e questi condotti non fondono, non vedo come i traversini del 2 tempi possano fondere....

Resto quindi in attesa di una spiegazione ragionevole....

P.S. cavolo, ora che mi viene in mente, avevo un documento con un analisi termica di un cilindro (dove chiaramente non si legge da nessuna parte un valore nemmeno vagamente vicino a 600°C), se ce l'ho ancora lo posto.
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#10 a7n8x

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Inviato 04 aprile 2012 - 17:36

Ritornando al discorso dei motori a 2 tempi tipo quello della Mito e RS, oltre ai punti caldi citati da {mRk}, sarebbe da considerare anche il mantello del pistone lato scarico, che è esposto alla luce di scarico e ai relativi gas.

Dato che in presenza di carburazione magra, si hanno temperature dei gas di scarico particolarmente elevate, i quali poi si abbattono anche sul pistone quando questo risale verso il PMS, infatti per i pistoni di quei motori così tarati si può vedere come quel lato sia imbrunito o più scuro del normale.

Bisogna poi vedere in che modo e maniera influiscono, anche per quanto riguarda la lubrificazione.
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#11 {mRk}

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Inviato 04 aprile 2012 - 17:41

Visualizza MessaggioAndreaNSR125, il 04 aprile 2012 - 17:12, ha scritto:

gentilmente evitiamo di tenere un atteggiamento da bambini della 4° asilo? Visto che segnalare i tuoi messaggi non porta a nulla perchè ti autocancelli le segnalazioni (o per via di mod compiacenti), te lo chiedo per l'ennesima volta, in tono del tutto gentile.

Tornando alla discussione, l'esempi che riporti è -nuovamente- inadeguato e chiarezza è presto fatta: non mi sembra che una valvola di scarico abbia molto in comune con un traversino di scarico.
La prima è realizzata in materiale termicamente poco conduttivo, ha un elevatissima superficie esposta rispetto al volume, la geometria è quanto di migliore c'è per OSTACOLARE lo smaltimento del calore ed è un oggetto che si muove.
Il traversino di scarico è realizzato in materiale termicamente ben conduttivo, geometricamente è molto meglio predisposto a smaltire il calore (rispetto alla valvola), è sottoposto a temperature dei gas di scarico più basse (riportando dei numeri, su un 4 tempi si leggono oltre 700° allo scarico)
ed è fisso al cilindro.

ergo, la temperatura del traversino di scarico è sicuramente più bassa rispetto alla temperatura di una valvola di scarico di un 4 tempi, e fuori ogni dubbio non arriva alla temperatura di fusione.

Vediamo invece quale sarebbe stato un esempio corretto: i traversini che separano i condotti di scarico dei 4 tempi sono geometricamente e fisicamente equiparabili ai traversini di scarico dei 2 tempi, ed è quindi ragionevole che siano soggetti a temperature simili.
Ora dal momento che nel 4 tempi le temperature allo scarico sono nettamente più elevate rispetto al 2 tempi, così come il flusso di calore, e questi condotti non fondono, non vedo come i traversini del 2 tempi possano fondere....

Resto quindi in attesa di una spiegazione ragionevole....

P.S. cavolo, ora che mi viene in mente, avevo un documento con un analisi termica di un cilindro (dove chiaramente non si legge da nessuna parte un valore nemmeno vagamente vicino a 600°C), se ce l'ho ancora lo posto.
Questa me la devi spiegare proprio.
Come può un traversino posizionato tra booster di scarico e luce di scarico principale essere cosi ben predisposto a smaltire il calore? Ha una superficie di scambio elevata con i gas di scarico, il traversino non è lambito dall'acqua dell'impianto di raffreddamento e ha una superficie limitata di contatto con il corpo principale del cilindro.
Spiegami anche la logica del "il cielo pistone di un motore "X" ha 300 gradi quindi i booster non possono raggiungere i 600 o più gradi. Questo sarebbe il topic "scientifico"?

Ho documentato che i gas di scarico dei motori 4T superano i 700 gradi e che le valvole di scarico in condizioni ordinarie lavorano a temperature analoghe.
Ora spiegami perché nel caso del motore Mito quando rilevo con una termocoppia posizionata a 10 cm dal mantello del pistone (10cm !!) 650 gradi la temperatura dei traversini di scarico non dovrebbe raggiungere temperature analoghe. Qualche spiegazione migliore rispetto all'associazione della temperatura del cielo pistone alla temperatura dei traversini di scarico.

Visualizza Messaggioa7n8x, il 04 aprile 2012 - 17:36, ha scritto:

Ritornando al discorso dei motori a 2 tempi tipo quello della Mito e RS, oltre ai punti caldi citati da {mRk}, sarebbe da considerare anche il mantello del pistone lato scarico, che è esposto alla luce di scarico e ai relativi gas.

Dato che in presenza di carburazione magra, si hanno temperature dei gas di scarico particolarmente elevate, i quali poi si abbattono anche sul pistone quando questo risale verso il PMS, infatti per i pistoni di quei motori così tarati si può vedere come quel lato sia imbrunito o più scuro del normale.

Bisogna poi vedere in che modo e maniera influiscono, anche per quanto riguarda la lubrificazione.
haha, non scrivergli queste cose.
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#12 a7n8x

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Inviato 04 aprile 2012 - 17:57

Ho trovato qualcosa d'interessante per quanto riguarda i punti caldi della testata di un motore a quattro tempi.

Ecco

Ho trovato anche di meglio, ecco

Messaggio modificato da a7n8x il 04 aprile 2012 - 18:01

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#13 beppe_mito

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Inviato 04 aprile 2012 - 19:34

non a caso nelle automobili di grande cilindrata di conseguenza con una potenza maggiore si usa mettere la guarnizione di testata in rame

#14 AndreaNSR125

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Inviato 04 aprile 2012 - 23:19

@Mrk: mi vien da dubitare che tu sia un ingegnere...
la questione è relativamente semplice:
una valvola di scarico di 40mm (=1250mmq) raccoglie calore dal flusso di gas sulla faccia interna della valvola, sulla parte posteriore e lungo il gambo (quando il motore scarica, il gambo è molto esposto alla corrente) e può dissiparlo solamente attraverso il suo gambo, che ha una misura di circa 8mm (=50mmq): il calore viene raccolto dalla testa della valvola e poi deve essere trasmesso lungo tutto lo stelo valvola per arrivare ad essere dissipato attraverso il contatto con la guida valvola. La superficie esposta è quindi di più di 2500 mmq, ovvero per ciascun mm di superficie dissipante ci sono 50mmq di superficie riscaldata.
Una parte del calore viene anche dissipata dal contatto con la sede valvola, ma in motori performanti questa area di appoggio è ridotta quasi ad una linea,quindi relativamente poco influente.
Il gas è in moto molto turbolento e pertanto ci sarà un elevato flusso termico verso la valvola, che tenderà a scaldarsi rapidamente.
Il materiale però ha una conducibilità termica molto bassa, e questo gli impedisce di dissipare il calore che accumula durante la fase di scarico, per questo la temperatura salirà fintanto che raggiunge un livello di equilibrio a temperatura elevata (la quantità di calore dissipata dipende dal gradiente di temperatura, ovvero dalla differenza di temperatura tra i due corpi).
Altra cosa che va considerata è che il calore viene dissipato per conduzione, e per quanto siano precise le sedi delle valvole rispetto ai gambi valvola, ci sarà sempre dello spazio che limita la trasmissione di calore, si chiama resistenza di contatto.

Sul traversino di scarico, prendiamo come esempio quello honda gp che è il più critico: altezza di circa 30mm, spessore 3mm, e possiamo assimilarlo ad un parallelepipedo.
Il traversino riceve calore dalle due facce laterali e lo smaltisce attraverso la superficie superiore ed inferiore: per ogni millimetro di lunghezza c'è una superficie di 60mmq che riceve calore e una superficie di 6mmq che lo smaltisce, ovvero un rapporto di soli 10:1 contro i 50:1 della valvola.
L'alluminio è termicamente un buon conduttore pertanto riuscirà a dissipare più calore rispetto alla valvola. (conducibilità termica alluminio = 4-5 volte la conducibilità termica dell'acciaio.)
già qua si capisce come il traversino di scarico abbia temperature massime sicuramente più basse di quelle delle valvole dei 4t.

Altra considerazione: nel 4 tempo la fase di scarico occupa più di 200°, ovvero più di metà giro, ovvero più di 1/4 di ciclo.
Nel 2 tempi invece l'angolo di scarico è sostanzialmente limitato a circa 30-35° gradi di manovella (differenza tra apertura scarico e apertura travasi), ovvero 1/12 di ciclo.
Questo significa che i gas hanno in percentuale meno tempo per riscaldare il traversino = meno calore trasmesso = minore temperatura.
Anche considerando l'intera fase di scarico (98°), si arriva a poco più di 1/4 di ciclo, come nel caso del 4t, quindi potremmo escluderlo dai parametri (nb:è una forzatura, in realtà non è così e questo va tutto a vantaggio della valvola)

Spero che con questo il discorso possa essere chiuso, oppure vogliamo inventare altre storielle? (sia chiaro, se qualcosa non è chiaro o si vuole intervenire costruttivamente, sarà molto apprezzato!)

NUOVAMENTE, per le teste dure, cito il caso del traversino tra le valvole di scarico dei 4 tempi, che arriva ad essere più sottile rispetto a quelli del 2 tempi, ed è sottoposto a temperature (e pressioni) ben maggiori, eppure..vardaunpotè, non fonde! (in genere cedono prima le valvole)

@Beppe: le guarnizioni di rame sono un ricordo del passato o del campo "artigianale", ma ci sono sistemi migliori e più efficaci (almeno da 20 anni per i "comuni mortali", mentre in altri campi si usano da ben più decenni)

Messaggio modificato da AndreaNSR125 il 04 aprile 2012 - 23:19

Se qualcosa non viene utilizzato ai massimi livelli non significa che non sia conveniente farlo.
Allo stesso modo non Ŕ vero che qualunque cosa Ŕ stata giÓ pensata, provata e giudicata negativa.

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#15 beppe_mito

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Inviato 05 aprile 2012 - 01:04

guarda attualmente ci sono ancora molte auto che hanno ancora la guarninizione di testa in rame, oltre a questo viene utilizzato anche alluminio e metallo
sulla mia auto l'ho sostituita io ed è di metallo

per quanto riguarda il resto sarebbe bello riuscire a fare una recensione sulle diverse temperature raggiunte dal motore 2 tempi rispetto al motore 4 tempi, 4 tempi benzina perchè il diesel è un discorso più complesso

#16 AndreaNSR125

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Inviato 05 aprile 2012 - 01:44

si, sono in metallo (tutte direi, almeno... tutte quelle che miè capitato di vedere di sicuro), ma non in rame.
Si usa una sottile lastra di acciaio con una bugnatura sagomata (ma questo già lo sai), rivestite in gomma: costano meno e fanno miglior tenuta.
Io stesso ho sperimentato la guarnizione di rame, di alluminio, in acciaio (quella originale) e quella in acciaio è quella che ha dato i risultati migliori.
Tu sai per certo di motori che escono di serie con guarnizioni di testa in rame? Se si, sarebbe interessante capire come mai escono così.
Se qualcosa non viene utilizzato ai massimi livelli non significa che non sia conveniente farlo.
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#17 beppe_mito

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Inviato 05 aprile 2012 - 12:57

Visualizza MessaggioAndreaNSR125, il 05 aprile 2012 - 01:44, ha scritto:

si, sono in metallo (tutte direi, almeno... tutte quelle che miè capitato di vedere di sicuro), ma non in rame.
Si usa una sottile lastra di acciaio con una bugnatura sagomata (ma questo già lo sai), rivestite in gomma: costano meno e fanno miglior tenuta.
Io stesso ho sperimentato la guarnizione di rame, di alluminio, in acciaio (quella originale) e quella in acciaio è quella che ha dato i risultati migliori.
Tu sai per certo di motori che escono di serie con guarnizioni di testa in rame? Se si, sarebbe interessante capire come mai escono così.


esatto la lastra di metallo con la sagoma di gomma, vedo che conosci bene questi dettagli, e come ben saprai i punti critici della tenuta della guarnizione sono i lati dove si genera una maggiore "pressione" fra il basamento e la testata,
come hai detto con esattezza 20 anni fa le guarnizioni erano tutte in rame, ora quasi tutte sono sostituite con quelle di metallo, però i fuoristrada tipo il lada niva monta ancora la guarnizione di rame,(credo sia ancora in listino ), chiaramente il progetto è dell epoca degli anni 80, però mi viene il dubbio ci siano ancora altre auto che le montano


detto questo avrei piacere se mi spiegassi il motivo che le guarnizioni di metallo resistono meglio rispetto a quelle di rame :) centra il fatto della diversa composizione chimica ?

Messaggio modificato da beppe_mito il 05 aprile 2012 - 12:58


#18 luispeedest

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Inviato 05 aprile 2012 - 18:20

Apparte i battibecchi che di certo non fanno bene al forum, la discussione è molto interessante.. in teoria secondo me le guarnizioni di rame hanno il pregio di condurre meglio il calore e questo aiuterebbe soprattutto nelle fasi critiche (ad esempio tirare il motore da freddo) ed avere un'ermeticità più elevata che si possa adattare anche ad eventuali imperfezioni del piano testata e monoblocco, ma a causa della maggiore malleabilità rispetto il metallo dev'essere studiata per essere più robusta nei lati sx e dx, illuminatemi sulle conseguenze negative rispetto al metallo escludendo il fattore costo che è ovvio.
Passando al discorso moto, per come la vedo io un traversino può raggiungere una temperatura istantanea pari a quella di una valvola, ma nel contempo riesce a diminuirla velocemente dissipando molto meglio di una valvola di scarico.


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#19 AndreaNSR125

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Inviato 05 aprile 2012 - 19:11

@luispeedest: no, la temperatura sale graduatamente a causa dell'"inerzia termica" del materiale.
Per intenderci è come quando metti la pentola dell'acqua per la pasta sul fuoco... impiega tempo a scaldarsi, eppure la fiamma ha temperature di picco di 1200° e una temperatura media di più di 600°.

per le guarnizioni:
il concetto di base su cui funzionano le guarnizioni metalliche è la deformazione: la guarnizione di rame e quella di alluminio (allo stato temprato, stato che dura per un 10-15 minuti dopo la tempra, quindi non sono guarnizioni commerciali) sono molto molto morbide, pertanto una volta serrate si deformano un pò e riempiono le piccole imperfezioni tra testa e cilindro.
il problema è che quando serri la testa, non si applica un carico poi così elevato, quindi la guarnizione si deforma poco ed in maniera omogenea.

Perchè funzionino al meglio bisogna introdurre una deformazione concentrata, ovvero: prendiamo ad esempio testa e cilindro della Mito, là dove ci sono le cave degli OR, anzichè fare una cava si fa uno spessore in rilievo (qualche centesimo, diciamo fino ad 1 decimo).
Quando si vanno a serrare le viti, lo spessore inizia a premere sulla guarnizione prima del resto della testa, creando un impronta che sigilla "perfettamente".
in realtà questo stesso "trucco" viene già usato sulle teste di serie, per esempio della Rotax: sul bordo del cilindro (prima dell'or) la testa ha un paio di centesimi di spessore in più, che vanno a serrarsi sul cilindro. In questo caso non si deforma nulla, ma per l'elasticità del materiale, testa e cilindro hanno un accoppiamento molto molto migliore.
Da rilevamenti che ho potuto fare non su tutte le teste è presente questo "trucco".

Perchè le guarnizioni in lamiera d'acciaio funzionano meglio? Il motivo è molto semplice ed è concettualmente uguale al "trucchetto" appena visto: sulle parti bugnate si scarica il grosso della forza di serraggio, e di conseguenza i materiali vengono meglio a contatto e il sistema ha una tenuta maggiore.
Di fatto quello che si fa è ripartire la forza di serraggio solo sui contorni e non su tutta la superficie, diciamo una sorta di OR metallico.
a livello di "preparazioni" invece visto che le guarnizioni in acciaio costano, si usano dei veri e propri anelli d'acciaio, con varie forme e principi di funzionamento diversi, alcuni riutilizzabili altri meno
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Inviato 06 aprile 2012 - 11:59

sei molto preprarato il tuo ragionamento non fa alcuna piega, quando si va a stringere le viti della testata si stringono con l'ordine preciso proprio per cercare di chiuderla uniformemente senza rovinarla, comunque sempre quando si leva la testata ( ad esempio per cambiare una valvola rovinata ) la guarnizione si cambia sempre anche se è in buono stato

attualmente però vedo molte auto di 20 e passa anni fa con guarnizioni della testa in rame e 200.000 e passa km senza problemi di sovrariscaldamento del motore e consumo di antigelo mentre molte auto con la metà dei km e guarnizioni di metallo che a 150.000 cedono, tralasciando i motori fire che hanno questo difetto della guarnizione che molte sui 100.000 saltano, l'unica pecca di quel piccolo motore italiano, per questo vorrei capire perchè le auto vecchie hanno meno problematiche a questo problema a casa ne ho un esempio,,auto con 25 anni a più di 300.000 km mai aperta la testa e consumo di antigelo quasi niente





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