Come premesso nella presentazione, l'idea di questi topic (che spero gradirete) è quella di spiegare nel modo più semplice possibile, tematiche che ritengo interessanti e su cui potrebbe esser bello discutere.
Non so se sia il posto giusto dove pubblicare! Comunque essendo il mio secondo topic, siate clementi!
Sapete perché nei motori di F1 i condotti di aspirazione sono estremamente corti?
Una delle ragioni principali (non è l'unica) risiede nella possibilità di sfruttare un fenomeno, che prende il nome di effetto d'onda a valvola aperta!
Senza scendere in troppi tecnicismi (se vi interessa sono disposto a farlo!), il fenomeno è dovuto al fatto che, a causa della comprimibilità dell'aria, nel condotto di aspirazione si vengono a generare delle onde di pressione che si propagano all'interno del condotto stesso.
Partiamo da un presupposto: esistono onde positive di compressione (chiaramente legate ad un innalzamento della pressione) e onde negative di espansione (o depressione, legate invece ad una riduzione di pressione).
Nel momento in cui si apre la valvola di aspirazione, si viene a creare una depressione in prossimità della valvola stessa (in A con riferimento all'immagine di sotto). Questa depressione corrisponde ad un'onda di espansione che risale il condotto di apirazione e risalendo, giunge fino all'estremità opposta che corrisponde all'ingresso del condotto stesso (in B nell'immagine di sotto).
A questo punto occorre introdurre un ulteriore concetto (anche questo perfettamente dimostrabile): quando un'onda incontra una parete aperta, viene riflessa con il segno opposto (ad esempio se era un onda di espansione viene riflessa come onda di compressione); viceversa quando incontra una parete chiusa è riflessa con lo stesso segno.
Ritornando quindi al nostro caso, l'onda di depressione che si era creata con l'apertura della valvola, dopo aver risalito tutto il condotto di aspirazione si trova di fronte l'ingresso del condotto di aspirazione, ovvero l'ambiente (parete aperta) e pertanto verrà riflessa con il segno opposto, ovvero come onda di compressione.
Quest'onda di compressione ritornerà indietro verso la valvola di aspirazione e se troverà la valvola ancora aperta determinerà un innalzamento della pressione in prossimità della valvola stessa, ovvero nel cilindro. Chiaramente questo è positivo perché si traduce in un maggiore riempimento!
Per fare in modo che quest'onda riesca a risalire il condotto e tornare in tempo utile, prima cioè che la valvola di aspirazione si chiuda, occorre che il condotto sia sufficientemente corto e la lunghezza del condotto deve essere tanto più piccola quanto più alta è la velocità di rotazione dell'albero motore!
In generale si può dimostrare la seguente formula "magica":
dove a è la velocità del suono, n il numero di giri ed L la lunghezza del condotto!
Possiamo diagrammare questa relazione:
Come potete vedere la lunghezza del condotto ottimale per numeri di giri elevatissimi è estremamente bassa!
Non so se sia il posto giusto dove pubblicare! Comunque essendo il mio secondo topic, siate clementi!
Sapete perché nei motori di F1 i condotti di aspirazione sono estremamente corti?
Una delle ragioni principali (non è l'unica) risiede nella possibilità di sfruttare un fenomeno, che prende il nome di effetto d'onda a valvola aperta!
Senza scendere in troppi tecnicismi (se vi interessa sono disposto a farlo!), il fenomeno è dovuto al fatto che, a causa della comprimibilità dell'aria, nel condotto di aspirazione si vengono a generare delle onde di pressione che si propagano all'interno del condotto stesso.
Partiamo da un presupposto: esistono onde positive di compressione (chiaramente legate ad un innalzamento della pressione) e onde negative di espansione (o depressione, legate invece ad una riduzione di pressione).
Nel momento in cui si apre la valvola di aspirazione, si viene a creare una depressione in prossimità della valvola stessa (in A con riferimento all'immagine di sotto). Questa depressione corrisponde ad un'onda di espansione che risale il condotto di apirazione e risalendo, giunge fino all'estremità opposta che corrisponde all'ingresso del condotto stesso (in B nell'immagine di sotto).
A questo punto occorre introdurre un ulteriore concetto (anche questo perfettamente dimostrabile): quando un'onda incontra una parete aperta, viene riflessa con il segno opposto (ad esempio se era un onda di espansione viene riflessa come onda di compressione); viceversa quando incontra una parete chiusa è riflessa con lo stesso segno.
Ritornando quindi al nostro caso, l'onda di depressione che si era creata con l'apertura della valvola, dopo aver risalito tutto il condotto di aspirazione si trova di fronte l'ingresso del condotto di aspirazione, ovvero l'ambiente (parete aperta) e pertanto verrà riflessa con il segno opposto, ovvero come onda di compressione.
Quest'onda di compressione ritornerà indietro verso la valvola di aspirazione e se troverà la valvola ancora aperta determinerà un innalzamento della pressione in prossimità della valvola stessa, ovvero nel cilindro. Chiaramente questo è positivo perché si traduce in un maggiore riempimento!
Per fare in modo che quest'onda riesca a risalire il condotto e tornare in tempo utile, prima cioè che la valvola di aspirazione si chiuda, occorre che il condotto sia sufficientemente corto e la lunghezza del condotto deve essere tanto più piccola quanto più alta è la velocità di rotazione dell'albero motore!
In generale si può dimostrare la seguente formula "magica":
dove a è la velocità del suono, n il numero di giri ed L la lunghezza del condotto!
Possiamo diagrammare questa relazione:
Come potete vedere la lunghezza del condotto ottimale per numeri di giri elevatissimi è estremamente bassa!
! In questi casi però l'effetto si può ottenere con condotti più lunghi, poiché le velocitá sono più basse! 
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