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nelson66
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Uhm... su Autosprint di stamattina c'è scritto, a corredo delle foto del propulsore Mercedes turbo 2014,
che "la turbina è mossa da un solo collettore di scarico..."
Possibile?
E' così per regolamento?
Ciò significa che avremo delle vetture con scarichi (treminali) decisamente asimmetrici: uno centrale che esce dal turbo e uno laterale...
personalmente la ritengo una "minchiata" di Autosprint
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fama032+1 .
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Uhm... su Autosprint di stamattina c'è scritto, a corredo delle foto del propulsore Mercedes turbo 2014,
che "la turbina è mossa da un solo collettore di scarico..."
Possibile?
E' così per regolamento?
Ciò significa che avremo delle vetture con scarichi (terminali) decisamente asimmetrici: uno centrale che esce dal turbo e uno laterale...
... dalle foto (ripropongo quella "interpretata" di domenica scorsa) ...
... la turbina ha un unico ingresso (da sotto) ... e ciò significa anche che ci sarà collegato "un unico collettore di scarico"(come dice AS) ... ma questo non vuol dire che la turbina sia alimentata solo da una delle bancate, bensì sta a significare che la Mercedes ha scelto di avere uno schema dei tubi di scarico che preveda due collettori 3-in-1 (uno per bancata) e successivamente, prima del'ingresso in turbina, un ulteriore 2-in-1 ...
Una scelta differente da quella operata (o meglio: da quella presentata dai rendering) da Renault che parrebbe aver preferito la turbina con due diversi "ingressi" (anche qui ripropongo il particolare)
... con ciò credo che sia risolto anche il problema della "asimmetria degli scarichi" ...
... anche dal punto di vista regolamentare (eventualmente ci fosse) ...... ... ...
personalmente la ritengo una "minchiata" di Autosprint
Per una volta sembra solo (spero!) una formulazione della frase un po' "nebulosa", ma non del ... "Granchio"
:il solo pensare a tre cilindri con scarico libero e tre con la contropressione generata dalla presenza della turbina mi sembra folle più che illogico ... anche per l'attuale AS 
Edited by fama032 - 16/1/2013, 12:20. -
fama032 .
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P.S. ... a occhio direi che la soluzione Mercedes della turbina con un'unico ingresso (i.e.: con un unico collettore) è più "semplice" di quella Renault dal punto di vista tecnico: credo sia più semplice "accordare" i sei scarichi su una sola "luce di accesso" che "sincronizzare" le onde di pressione sui due diversi accessi in turbina ... . -
Giando74 .
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P.S. ... a occhio direi che la soluzione Mercedes della turbina con un'unico ingresso (i.e.: con un unico collettore) è più "semplice" di quella Renault dal punto di vista tecnico: credo sia più semplice "accordare" i sei scarichi su una sola "luce di accesso" che "sincronizzare" le onde di pressione sui due diversi accessi in turbina ...
Forse si.
Però anche far passare i 3 tubi - o comunque il terminale unico risultante - là in mezzo per raccordarsi al collettore del turbo potrebbe essere penalizzante per lo studio dei volumi della carrozzeria... oltre che necessitare di un attento studio termico onde evitare problemi di affidabilità!. -
fama032 .
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P.S. ... a occhio direi che la soluzione Mercedes della turbina con un'unico ingresso (i.e.: con un unico collettore) è più "semplice" di quella Renault dal punto di vista tecnico: credo sia più semplice "accordare" i sei scarichi su una sola "luce di accesso" che "sincronizzare" le onde di pressione sui due diversi accessi in turbina ...
Forse si.
Però anche far passare i 3 tubi - o comunque il terminale unico risultante - là in mezzo per raccordarsi al collettore del turbo potrebbe essere penalizzante per lo studio dei volumi della carrozzeria... oltre che necessitare di un attento studio termico onde evitare problemi di affidabilità!
... io penso che la soluzione dei "3-in-1" di ciascuna bancata possa essere abbastanza semplice (meno complicato dell'attuale "4-in-1", poi il problema sarà quello di trovare un passaggio "logico" per il collettore dalla bancata "lontana", ma viste le dimensioni del motore (sembra estremamente compatto!) lo spazio lo troveranno ... Insomma, potendo contare su qualche "artista" della saldatura, si tratterà di risolvere il "problema statico" del lay-out di due "tubi": se non si sono spaventati di "portare a spasso" per la macchina i tubi di scarico quando c'era da alimentare il diffusore soffiato (inclusi i risuonatori!) ...
Certamente (quasi) non ci saranno le mappature "da compressore", nè i gas roventi da "post-combustione" ... e lo scarico vero (quello a valle della turbina, per capirci) sarà parecchio più freddo di quelli cui siamo abituati oggi ...
Probemi di affidabilità ci saranno, ma io non li vedo tanto connessi all'impianto di scarico .... -
fama032 .
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... eppure c'è!
... non sarà quella del collettore, ma la "svista" (lo so ... sono buono) c'è: l'articolo dice che "i nuovi propulsori dovranno utilizzare non più di 100kg (circa 140 litri) di benzina per tutta la gara" ... mentre nel 2014 sarà limitata la "portata massima" del sistema di iniezione a 100 kg/ora di carburante, ma non ci sarà un "limite di capienza" dei serbatoi ...
Infatti il regolamento dice:
Art. 5.1.4 Fuel mass flow must not exceed 100kg/h. (definizione del flusso massimo di carburante)
- questo serve, insieme ai limiti di rotazione e di sovralimentazione, per limitare la potenza massima dei nuovi motori, ma anche a "stimolare" i motoristi a perseguire lo sviluppo di tutte le potenzialità della iniezione diretta ad alta pressione per ottenere il massimo dell'efficienza ... un aspetto che certamente potrà avere domani un ritorno importante anche per le macchine di "tutti i giorni", ed un ulteriore miglioramento delle tecnologie per il "downsizing" dei motori ...
Edited by fama032 - 16/1/2013, 14:48. -
fama032 .
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Sempre parlando di carburante e di regolamento ...
Oltre al limite massimo di flusso per il carburante definito nell'articolo 5.1.4, nel regolamento, è anche prescritto che:
Art. 5.1.5 Below 10500 rpm the fuel mass flow must not exceed Q (kg/h) = 0.009 N(rpm)+ 5.5.
... a prima vista sembrerebbe una limitazione orientata a impedire lo sviluppo di sistemi di "post-combustione" (i.e.: combustione a valle delle valvole di scarico, come quello adottato con le mappature "furbe" per generere una grande massa di gas caldi con cui "soffiare l'estrattore"), ma se provate a fare il calcolo, a 10400 rpm, Q è uguale a ... 99,1 kg/h (!!??): una quantità di carburante "esagerata" a 2/3 (circa) del regime di rotazione, quando la potenza erogata dovrebbe essere parecchio inferiore al massimo disponibile ...
Riflettendo su questo punto, mi chiedo: a che serve così tanto carburante anche a basso numero di giri ?? ... non dovrebbe più esserci la possibilità di "soffiare" l'estrattore con i gas di scarico, e la FIA vuole perseguire l'elevata efficienza dei motori ... quindi: a che pro una alimentazione ricca e/o la combustione "fuori camera di scoppio", negli scarichi o in turbina?
... si potrebbe pensare ci utilizzare la "post-combustione" per generare energia con la turbina anche a basso numero di giri (nel caso sarebbe da accumulare attraverso la MUGH) ma andrebbe comunque a ridurre l'efficienza del sistema, visto che le batterie e l'impiego dell'energia recuperata restano limitate ...
... resto perplesso e dubbioso: voi che ne pensate
Edited by fama032 - 16/1/2013, 17:59. -
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che regolamenti del menga... tanto vale fare il monomotore . -
<Gilles> .
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Art. 5.1.5 Below 10500 rpm the fuel mass flow must not exceed Q (kg/h) = 0.009 N(rpm)+ 5.5.
... a prima vista sembrerebbe una limitazione orientata a impedire lo sviluppo di sistemi di "post-combustione" (i.e.: combustione a valle delle valvole di scarico, come quello adottato con le mappature "furbe" per generere una grande massa di gas caldi con cui "soffiare l'estrattore"), ma se provate a fare il calcolo, a 10400 rpm, Q è uguale a ... 99,1 kg/h (!!??): una quantità di carburante "esagerata" a 2/3 (circa) del regime di rotazione, quando la potenza erogata dovrebbe essere parecchio inferiore al massimo disponibile ...
Riflettendo su questo punto, mi chiedo: a che serve così tanto carburante anche a basso numero di giri ?? ... non dovrebbe più esserci la possibilità di "soffiare" l'estrattore con i gas di scarico, e la FIA vuole perseguire l'elevata efficienza dei motori ... quindi: a che pro una alimentazione ricca e/o la combustione "fuori camera di scoppio", negli scarichi o in turbina?
Mi ero perso questo messaggio, domanda interessantissima.
Il prossimo anno ci sarà veramente un cambiamento epocale e che farà fiorire idee diversissime nella gestione del sistema motore-recupero d'energia e credo anche nella sua progettazione.
Il regolamento è stimolante e prevede un limite al flusso di carburante e non semplicemente del carburante, per cui non saranno gare a risparmio di carburante ma qualcosa di assai diverso e più complicato.
Per iniziare a rispondere alla domanda, riporto un articolo del regolamento 2014:
5.8.2 Al di sopra dell'80% del flusso di carburante massimo permesso, almeno il 75% del flusso di carburante deve essere immesso direttamente nei cilindri. Ci potrà essere solo un iniettore nel cilindro e non sono ammessi iniettori a valle delle valvole di scarico.
Questa specifica blocca già le possibilità dell'utilizzo del carburante per finalità che non sono propriamente di generazione di lavoro termodinamico, è chiara l'intenzione della FIA, secondo me, di indirizzare gli sforzi dei progettisti verso qualcosa che possa essere teoricamente trasferibile anche sulla produzione di serie.
Passando oltre la questione post-combustione, la soluzione del dubbio sui motivi per cui ci possa essere una relativamente grande quantità di carburante a basso numero di giri risiede, sempre secondo il mio parere, nella prospettiva opposta, cioè la risposta sta sull'altra faccia della stessa medaglia.
Mi spiego meglio, voglio dire che il fulcro della questione è che la FIA non vuole che si passino i 100 kg/h - calcolati puntualmente - tra i 10.500 ed i 15.000 g/min del massimo regime di rotazione regolamentare, posto che qualcuno vorrà/potrà costruire un motore che raggiungerà quel limite.
Non è tanto l'80 kg/h a 8.333 g/min o il 99.1 kg/h a 10.400 g/min che la FIA vuole regolamentare, ma è invece il declino della coppia massima a partire da 10.500 g/min e la potenza costante sopra lo stesso regime, che la FIA vuole ottenere.
Credo che infatti la lezione dell'incremento brutale delle potenze vista nei decenni precedenti della F1 sia stata ben assimilata sia dal gruppo di tutti i progettisti delle squadre che hanno, sostanzialmente, concepito il regolamento tecnico, sia dalla FIA che l'ha avallato e pubblicato.
Quando la FIA cercò di limitare le potenze dei turbo sia con il contingentamento del carburante, sia con il controllo della pressione prodotta dalla girante, tutto quello che si ottenne furono costi di ricerca esasperati per aggirare i controlli, per esempio tentativi di far entrare in risonanza la pop-off, ricerche nell'acustica per ottenere treni di onde di pressione che superassero l'isteresi della pop-off, shock di sovraccarico col quale produrre una zona di bassa pressione ecc., perchè l'incremento di potenza che si poteva raggiungere, sopratutto in una F1 che vedeva ancora tanti circuiti con lunghi rettilinei, era comunque pagante.
Il prossimo anno invece, pur senza ovviamente conoscere quali saranno le curve di efficienza dei motori, si può tendenzialmente ipotizzare che proprio al regime di 10.500 g/min vi sarà il dato di coppia massima, poichè per valori di rotazione dell'albero superiori aumenteranno gli attriti senza che per regolamento si possa aumentare il lavoro in camera di combustione.
Allo stesso modo, si può pensare che la potenza erogata tra i 10.500 g/min ed il limite massimo che il motorista deciderà essere ottimale, con 15.000 come massimo regolamentare, rimarrà costante.
Vista da questa prospettiva, la questione assume in effetti un altro significato.
Infine, le cose si complicheranno progettualmente ancora di più per via della possibilità lasciata aperta sotto gli 8.333 g/min di come utilizzare il flusso di carburante, perchè potrebbe far venire idee originali a qualcuno, anche se la FIA pensa che quel regime è troppo basso per poter effettivamente utilizzare il motore e naturalmente per tutta la faccenda del MGHU.
Se a questo aggiungiamo che l'anno prossimo le sicurezze aerodinamiche raggiunte in anni di sviluppo costante attorno agli stessi concetti andranno riviste, a causa della necessità di disegnare cofani motori più bassi e pance diverse, il quadro è piuttosto elettrizzante, di una F1 dei tempi andati.. -
fama032 .
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... ok, coppia massima dalle parti dei 10500 rpm ci stà, ma ... a me qualche dubbio resta.
in particolare la domanda: perchè tutta quella benzina a circa 2/3 del regime di rotazione? ... è vero che quella è una condizione migliore sia per un miglior riempimento del cilindro, sia per una migliore e più completa combustione, però c'è da considerare che iniettare la stessa quantità di carburante nell'unità di tempo, significa anche iniettare un 30% in più di carburante per ogni ciclo ... a meno che a pieno regime non ci si trovi in una condizione di combustione molto men che stechiometrica (miscela mooooolto magra!), la scelta mi lascia ancora qualche dubbio. (tra l'altro: con una combustione così magra, sai che temperatura di esercizio per pistoni e valvole, senza quel minimo di raffreddamento per l'evaporazione del carburante ... e son motori che dovrebbero durare più di quattro GP ciascuno!)
P.S.: per quanto riguarda le curve di coppia e di potenza, sono quasi convinto che sia possibile "disegnare" un motore turbo a iniezione diretta ad alta pressione, con una curva di coppia "quasi" piatta sopra i 10500 ( e con un massimo regime target dalle parti del 15000), ma che ciò sia anche a "potenza costante" credo sia termodinamicamente improponibile ...
Edited by fama032 - 6/2/2013, 11:38. -
<Gilles> .
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Ne sono convinto anch'io, ma quello che mettevo in luce è che probabilmente la coppia massima è stata pensata dalla FIA (o meglio, dal gruppo di lavoro tecnico) per essere a 10.500 g/min.
Infatti è lì che si avranno a disposizione tutti i 100 kg/h e sopra a quel regime, essendo vietato superare quel flusso, la coppia non potrà più crescere.
A quel punto è segnata anche la potenza massima raggiungibile, che probabilmente sopra i 10.500 g/min rimarrà stabile o lentamente crescente.
Questo ovviamente ipotizzando che a 10.500 g/min il cilindro e lo stantuffo possano "accettare" e quindi sfruttare in pieno i 100 kg/h.
Se questo invece avverrà a regimi superiori, allora avremo la curva di coppia quasi piatta che ipotizzi, ma io credo che sia stato fatto tutto per averla invece intorno ai 10.500 oppure appena un pò più in là.. -
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10.000 giri ? Roba da anni 60-70 . -
fama032+1 .
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... la velocità di rotazione di un motore non è l'unico parametro che permette di avere un'idea sulla "vetustà" di un motore o sui contenuti tecnologici di un propulsore ...
E' vero che già all'inizio degli anni '70 i motori tre litri Cosworth avevano un regime di rotazione di 10-11 krpm, mentre i 12 cilindri BRM, Ferrari e Matra arrivavano oltre i 12 krpm, ma la situazione era tecnologicamente ben diversa: allora la "limitazione" fisica che impediva di accedere a regimi di rotazione più alti stava nelle molle valvola e questo "mascherava" tante altre "inefficenze" (iniezione, accensione, aerodinamica dei condotti di aspirazione e chi più ne ha più ne metta) che portavano i propulsori ad avere potenze specifiche che oggi definiremmo "ridicole" (attorno ai 150-170 cv/litro), con consumi di carburante "esagerati" (a piena potenza oltre il litro per km !) ... e che tendenzialmente erano propensi all' "esplosione" scenografica in una nube di vapore ed olio!
Da quando la Renault introdusse il richiamo pneumatico delle valvole, di fatto eliminando quella barriera, i motori sono molto progrediti, affinando quelle caratteristiche che precedentemente erano almeno in parte trascurate dai progettisti: riempiento ottimale dei cilindri, turbolenza della miscela in camera di combustione, accensione e propagazione del fronte di fiamma, variazione continua della fase, etc. hanno portato a motori in grado di superare la barriera dei 300 cv/l (i 2.4 l attuali con circa 760 cv superano i 310 cv/l, con un regime di rotazione limitato per regolamento!) con consumi specifici di molto inferiori, ed affidabilità/durata di gran lunga superiori ...
Il regolamento per il 2014 (che comunque introdurrà un regime di rotazione "limitato" a 15000 rpm, non 10000) richiede un ulteriore passo avanti del sistema propulsivo (globalmente inteso) sia in termini di durata del singolo propulsore, sia in termini di efficenza di combustione (solo 100 kg/h a piena potenza), andando a premiare anche l'omogeneità di erogazione (coppia massima attorno ai 10500 rpm) richiedendo specificamente di seguire la tendenza attuale del "downsizing" e lo sviluppo di tecnologie come quelle della iniezione diretta ad alta pressione, del "energy management", e perchè no, del controllo dei motori a ciclo Otto senza ghigliottine e/o valvola a farfalla ... tutte tecnologie utili, se non fondamentali per i motori di domani.
... scusa se è poco!. -
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Per carità non è poco. ma acusticamente temo saranno delle chiaviche... . -
fama032 .
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Per carità non è poco. ma acusticamente temo saranno delle chiaviche...
... forse il suono del 6 cilindri a 15000 rpm sarà meno magico degli 8 bcilindri a 18000 rpm, ma io aspetterei di sentirlo con l'aggiunta del sibilo della turbina a 125000 giri prima di emettere giudizi ... del resto niente ha ancora eguagliato il rombo pieno del 12 cilindri 3500 Ferrari di un po' di anni fa, nè quello degli ultimi 10 cilindri 3000.
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F1 2014 (e nuovi combustibili) |
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