Info compensatore di fluidi

[gastaxxx]

L’airbox come risonatore di Helmholtz
I vantaggi garantiti dall’airbox derivano dalla sua funzione di cassa risonante.
Accordando la frequenza di risonanza del cassone di aspirazione con quella di aspirazione del motore a determinati regimi, possono essere ottenuti vantaggi innegabili in termini di incremento del rendimento volumetrico: la risonanza di Helmholtz è il fenomeno fisico che regola il funzionamento di questo componente in questo senso.
Il suono prodotto da un flauto peruviano, o quello che si ottiene semplicemente soffiando nel collo di una bottiglia, è dovuto appunto alla risonanza di Helmholtz, il fisico che per primo studiò la risonanza dell’aria introdotta forzatamente all’interno di una cavità. Quando l’aria viene forzata in eccesso all’interno di un contenitore attraverso un’apertura, viene incrementata la pressione interna del contenitore stesso. Quando viene a mancare la forza che ha determinato il riempimento forzato del contenitore, l’aria in esso contenuta tende a fuoriuscire dall’apertura da cui è entrata. Il flusso d’aria in uscita dal contenitore, però, crea un’onda di depressione all’interno del contenitore stesso. Questo fenomeno pulsatorio si ripete all’interno del contenitore con intensità decrescente sino a smorzarsi definitivamente. Il fenomeno pulsatorio dell’aria in un risonatore di Helmholtz è simile a quello che avviene legando un peso ad un elastico: l’oscillazione generata tende a smorzarsi lentamente dopo aver teso e mollato l’elastico una prima volta. La definizione di questo tipo di fenomeni rientra in quello che viene comunemente definito “moto armonico smorzato”.

La formula che regola questa legge fisica, e che permette ai nostri motori di erogare qualche cavallo in più, è la seguente:


in cui v è una costante di proporzionalità caratterizzata da un’unità di misura della velocità, A è l’area di apertura del contenitore, V è il volume del contenitore e l è la lunghezza del pertugio.
La formula indica chiaramente che la risonanza di Helmholtz è direttamente proporzionale alla radice quadra dell’area dell’apertura del contenitore e inversamente proporzionale al volume e alla lunghezza del pertugio (che può essere un collo di bottiglia o il nostro boccaglio dell’airbox).

Sappiamo che il corretto funzionamento di un propulsore a regimi di rotazione elevati avviene grazie allo sfruttamento di fenomeni di pompaggio all’interno dei condotti di aspirazione e scarico, ovvero il ram-jet: l’inerzia delle colonne gassose nei condotti all’aprirsi e chiudersi delle valvole (che siano un disco rotante, un pacco lamellare, un pistone di un 2 tempi o una valvola a fungo di un 4 tempi). Quando la valvola si apre, la colonna gassosa subisce una forte accelerazione all’interno del condotto di aspirazione che genera, a sua volta, un’onda di depressione con velocità sonica all’interno del condotto stesso. Quest’onda sonica si propaga fino al boccaglio del carburatore e all’imbocco dell’airbox. Al chiudersi della valvola la colonna gassosa si comprime generando un’onda di compressione con le stesse caratteristiche di quella di depressione, ma di verso evidentemente opposto. Lo stesso fenomeno si genera ciclicamente nel condotto di scarico in relazione all’apertura e chiusura della valvola di scarico stessa. La frequenza di queste onde di pressione e depressione varia in rapporto alla lunghezza dei condotti: condotti corti sono ideali per motori destinati a girare a regimi di rotazione elevati e condotti lunghi sono ideali per motori destinati a girare a bassi regimi. E’ evidente a questo punto quanto possa essere di aiuto la possibilità di variare la lunghezza dei condotti, sia di aspirazione che di scarico, per poter ottenere una curva di erogazione più ampia possibile. L’airbox è quindi un risonatore di Helmholtz, con il suo pertugio e con aria immessa forzatamente per via della velocità con cui la moto avanza e fende l’aria. Se il volume, la lunghezza e l’area del pertugio sono accordati per entrare in risonanza con il motore a un determinato regime di rotazione e a una determinata velocità, il gioco è fatto e si possono così capire le ragioni per le quali su certe moto la potenza massima sale di oltre 10 CV a velocità superiori ai 250 km/h. E’ evidente che, dopo aver digerito un simile concetto, nessuno toglierà più l’airbox dalla sua moto… Per adeguare la portata di benzina agli alti regimi e sfruttare questo surplus di aria aspirata dal motore, nei 2 tempi viene usato il power jet elettronico, un dispositivo che apre un getto supplementare di benzina agli alti regimi, mentre nei moderni 4 tempi è la stessa centralina elettronica a essere programmata per assicurare la giusta portata di benzina a certi regimi e a certe velocità.
 
       
 
 
   
 
 ne4r  Inviato il: 23/2/2011, 10:50   
 

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 ma questo concetto non funziona solo negli air box dinamici, cioè quelli che prendono l'aria direttamente dal movimento di avanzamento della moto?

sennò non riesco a capire come si possa creare una pressione all'interno dell'airbox.

No sono due cose diverse, l'aspirazione crea una depressione e pressione e gioca su quello non sulla pressione positiva da "velocità"

[lo_zarro]

peccato che il gioco dell'airbox in pressione finisca nel momento in cui si scopre che la superficie del foro di aspirazione è parallela all'avanzamento della vespa..
niente pressione di ristagno, niente surplus di pressione nell'airbox!

[AUTOGASTWINS]

No sono due cose diverse, l'aspirazione crea una depressione e pressione e gioca su quello non sulla pressione positiva da "velocità"

Pensala come vuoi....
IO rimango del mio parere e comunque questo cavolo di polmoncino di plastica da ataccare al condottodi aspirazione a valle della fafalla o ghigliottiona traite un foro ed un tubettom lavora come un risuonatore di helmolz ...... come cavolo si scrive.
Poi se lo vuoi provare provalo

[lo_zarro]

secondo me, più che in risonanza lavora come un vaso di espansione..

comunque resto dell'idea che il guadagno sia minimo e che si avvertibile sui 2T e non sui 4T..

[AUTOGASTWINS]

secondo me, più che in risonanza lavora come un vaso di espansione..

comunque resto dell'idea che il guadagno sia minimo e che si avvertibile sui 2T e non sui 4T..

Certo che è minimo l'incremeto come è certo che funzionino sul 2t ma ad oltre certi regimi di giri.
Se si legge attentamente il copia ed incolla che spudoratamente ho fatto si capisce chiaramente come funziona e come si puo' calcolare.
Ripeto in motori Piaggio e similari non credo possa dare risultati aprezzabili a meno che non si decida di utilizzare camere ad espansioni da giri con campi di tilizzo molto limitati.

[lo_zarro]

Certo che è minimo l'incremeto come è certo che funzionino sul 2t ma ad oltre certi regimi di giri.
Se si legge attentamente il copia ed incolla che spudoratamente ho fatto si capisce chiaramente come funziona e come si puo' calcolare.
Ripeto in motori Piaggio e similari non credo possa dare risultati aprezzabili a meno che non si decida di utilizzare camere ad espansioni da giri con campi di tilizzo molto limitati.

quoto!!

si entra in un campo che non conosco bene e che non mi attira nemmeno: motori 2T e per di più spinti!!   

[mikyblade]

Amici ordinato .... Aspettiamo che arrivi .... Montiamolo e vediamo comè e se ci sono miglioramenti....

[gastaxxx]

peccato che il gioco dell'airbox in pressione finisca nel momento in cui si scopre che la superficie del foro di aspirazione è parallela all'avanzamento della vespa..
niente pressione di ristagno, niente surplus di pressione nell'airbox!

Infatti, neppure dove è utilizzato nelle macchine non si basa su un airbox dinamico, ma sfrutta il movimento della colonna d'aria in aspirazione:
Prendendo un singolo condotto di una valvola di aspirazione abbiamo che l'aria dentro accelera fino a quando la valvola si chiude e deve rifermarsi (aumentando la pressione all'interno di questo condottino), quando la valvola riapre o sfrutta la pressione creata prima (ad esempio con uno di quei risuonatori ben calibrato oppure con una aspirazione della lunghezza giusta) oppure si crea una depressione che fa ripartire l'aria...
Però nelle scatole filtro ha senso per cilindrate molto grandi (mi pare la ferrari utilizzi i condotti controllati dalla centralina che cambiano la lunghezza in base al regime di giri), su una vespa non ha senso in quella posizione

(non dando per scontato che ne possa avere in altre...anche io sono molto scettico)

[gastaxxx]

Pensala come vuoi....
IO rimango del mio parere e comunque questo cavolo di polmoncino di plastica da ataccare al condottodi aspirazione a valle della fafalla o ghigliottiona traite un foro ed un tubettom lavora come un risuonatore di helmolz ...... come cavolo si scrive.
Poi se lo vuoi provare provalo

Mi riferivo alla parte dell'aspirazione dinamica nel messaggio quotato!
Comunque anche secondo me in quella posizione e senza lunghezza e diametro calcolati può funzionare solo come vaso di espansione, ma posso benissimo sbagliarmi

[mega]

Se volete spendere soldi inutilmente compratelo..
Non è adatto a questi tipi di motori non avrebbe nessun effetto, è stato fatto per quei motori che hanno una accelerazzione on off molto spinta con giri elevatissimi , motori privi di massa volanica tipo kart motocross motori che girano a 12000 15000 rpm.
Quando questi motori in fase di accelerazione rilasciano il gas con la forte depressione che si fa a chiudere di colpo il pistoncino si  crea molto rifiuto molta benzina va persa questo la recupera o fa in modo che si attuisca tale feniomeno e quando si riapre il gas il motore è + pronto non fa vuoti per mancanza di carburante o al contrario per il troppo.