Ford Fiesta Italia

Anche io metto folle su un tratto di autostrada 5 km circa vicino a casa mia e il computer di bordo
mi dice sempre (via via che vado) che i consumi scendono, non sono un ingegnere ma suppongo
che un pistone che sale piu volte su e giu (giri motore piu alti)debba far esplodere piu benzina,
e la quantità di benzina immessa ad ogni ciclo e la stessa
cioe a 1000 giri la benzina immessa nel cilindro e di meno rispetto che a 3000 giri

Quindi giri piu alti, piu esplosioni, piu consumi.


Ho capito cosa vuoi dire sugli attriti di un motore ,ma un motore al minimo fa girare

l'albero motore a 1000 giri i pistoni saliranno x volte per x eplosioni

in marcia in discesa a 3000 giri (però) l'albero motore fa 3000 giri i pistoni saliranno xxx volte per xxx esplosioni

Flat Eric ha scritto:bene o male è la stessa situazione che ci si trova dalle mie parti, con la differenza che chi voleva buttarsi sull'automotive è andato a fare la magistrale a Modena perchè qui non c'era questa specializzazione....
l'andazzo è lo stesso, si punta molto sull'automazione aziendale e di processo, ecco spiegata la mia scelta della specialistica.... mi piacerebbe andare all'estero ma bisogna anche vedere cosa ci offrono qui..

Slevin ha scritto:
Se hai l'iniziativa di andare all'estero, e sai abbastanza bene l'inglese (e magari anche il tedesco), vai...stipendi più alti e molta più possibilità.
Io sono ancora in Italia perché ho la fidanzata e ho fatto delle precise scelte per il mio (nostro) futuro, altrimenti sarei o negli US o a Stoccarda (tra l'altro mia nonna è di Stoccarda ).

Ora mi ripiglio un attimo e poi comincio a spiegare Purtroppo la cosa non è eccessivamente intuitiva, cercherò di essere il più divulgativo possibile, senza dimenticare qualche equazione per i più scafati

Flat Eric ha scritto:
Credo che questo basti, il discorso coppia e' ignorato da tutti (io l'ho studiato per caso), figuriamoci il concetto di coppia negativa (parolone!).
Probabilmente la differenza e' minima ma c'e' a livello scientifico!

Vediamo cosa riesco a fare per farvi comprendere al meglio il problema. Cercherò di essere sia "rigoroso", utilizzando formule, sia divulgativo, cercando di spiegare cosa significano i vari contributi e le formule.
Nota: alcune formule di principio potrebbero avere dei fattori omessi per renderle più comprensibili. Sono in genere delle costanti, che non cambiano le carte in tavola. Spero abbiate abbastanza fiducia di ciò che vi dico


Partiamo da un dato fondamentale, sul quale tra l'altro verte tutta la discussione: il consumo di carburante da parte del veicolo.
Il consumo istantaneo di carburante di un veicolo con motore a combustione interna dipende dalla potenza richiesta al motore. Se è positiva, si consuma, se è nulla o negativa non si consuma (questo sia in linea teorica che pratica, dato che esistono delle modalità di cut-off della benzina in questi ultimi due casi). Attenzione che però ora dovremo definire quali sono le richieste in termini di potenze che vanno soddisfatte dal motore.

Per iniziare, e chiarire subito alcune cose, vediamo la potenza richiesta al motore da parte di sè stesso, cioè per fare in modo di vincere gli attriti e far sì che esso aspiri aria e la comprima per far avvenire le esplosioni nel cilindro (queste ultime vengono chiamate perdite di pompaggio).
Le perdite per attrito sono in genere proporzionali alla velocità di rotazione, quindi potremmo riassumere la potenza persa con la seguente formula:



Dove Cfri è un coefficiente di frizione, mentre omega_m è la velocità di rotazione del motore (il numero di giri in poche parole).
Le perdite di pompaggio invece sono proporzionali al quadrato dei giri del motore, quindi molto più importanti, tanto che al massimo règime del motore avremo quasi il 20% della potenza massima impegnata a vincere le perdite di pompaggio e attrito. La formula, similmente a prima, è :




Quindi, ricapitolando, avremo che il nostro motore, solo per far funzionare sè stesso, deve fornire la seguente potenza, e quindi di un consumo di carburante commisurato:



Che è sempre più alta all'aumentare dei giri, e viene sempre richiesta ad esempio in folle.
Ma se esistesse qualcosa che abbia la stessa potenza, ma che agisse in modo contrario in modo tale da annullare o addirittura rendere negativa la potenza richiesta al motore, avremmo un consumo nullo, perché sarebbe questa forza esterna al motore a provvedere la potenza necessaria far aspirare aria ai cilindri ed a muoverli. Se questo fosse possibile, il consumo sarebbe nullo, dato che le centraline odierne "riconoscono" questa situazione e bloccano l'afflusso di benzina al motore.
La nostra "fonte" di potenza contrastante ovviamente può venire solamente dalle ruote.


Analizziamo quindi cosa ostacola o favorisce il movimento di un'automobile, e permette alla nostra Fiestina (e non solo) di viaggiare allegramente sulle strade. Queste prime considerazioni sono fatte "alla ruota", cioè pensando alle forze che agiscono sul veicolo e dimenticandoci un attimo di come queste forze sono viste del motore, che è il nostro amico fidato che dà (o prende) potenza.
Come convenzione per facilitare le cose, consideriamo le forze che agiscono contro il moto con il segno negativo (- F) mentre quelle che aiutano il modo con segno positivo (+ F).

- Drag aerodinamico
L'automobile si muove nell'aria, la quale oppone una resistenza che dipende principalmente all'area frontale del veicolo (Af), da un coefficiente che dipende dalla forma aerodinamica (il famoso Cx) ed in modo quadratico dalla velocità con la quale l'auto si muove nell'aria (V).
Il drag può essere sintetizzato così



La deduzione che ci è più utile a proposito del drag aerodinamico è che la sua dipendenza al quadrato dalla velocità lo rende più importante ad alta velocità che a basse velocità: infatti la resistenza aerodinamica di un veicolo a 100 km/h è 4 volte superiore rispetto alla resistenza a 50 km/h, per fare un esempio.
Per concludere, il drag si oppone sempre al moto dell'automobile.

- Rotolamento degli pneumatici
Gli pneumatici oppongono resistenza al rotolamento. Questa resistenza dipende principalmente dalla massa del veicolo (M) - che và considerato con l'accelerazione della gravità g -, dalla pendenza della strada (alfa) e da un coefficiente di rotolamento ( Cr(V)) che dipende dalla velocità.
In sintesi



Quindi possiamo dire che il rotolamento per i nostri fini dipende principalmente dalla pendenza (in salita o discesa è minore, in piano è maggiore) ed aumenta con la velocità.
Concludiamo dicendo che il rotolamento si oppone sempre al moto dell'auto.

- Pendenza
Ovviamente come sappiamo andando in salita l'auto incontra maggiore resistenza, mentre in discesa viene "aiutata" dalla gravità. Possiamo sintetizzare questa forza che agisce sull'auto con la seguente:



Deduciamo che se la strada è piana questa forza non c'è, se la strada in salita è una forza che si oppone al moto, mentre se è in discesa aiuta il moto della nostra Fiestina

- Inerzia (accelerazione) del veicolo
Accelerare con un auto come ben sappiamo richiede del lavoro, e quindi una forza. Come il caro vecchio Newton insegnava, una forza può essere definita (sommariamente) come ciò che serve ad accelerare una data massa, arrivando alla famosissima formula F = M x a, dove M è la massa ed a l'accelerazione.
Quindi, anche per la nostra auto, la forza necessaria a cambiare la velocità del veicolo (quindi l'accelerazione) è




Bene, ora abbiamo definito le forze che agiscono sulla nostra Fiestina tutte le volte che la prendiamo ed andiamo a farci un bel giretto. Sommiamole e trasformiamole in potenza, quello che a noi serve.



Come vediamo, la potenza alle ruote richiesta per far muovere la Fiesta è la somma di tutte le precedenti forze, il tutto moltiplicato ancora per la velocità, in modo da trasformale in potenza. Tutte queste moltiplicazioni per la velocità dovrebbero farvi intuire meglio come mai per andare ad alte velocità servano enormi potenze da parte dei motori.
Avremo quindi che Pw è generalmente negativa su tutti i percorsi, cioè viene chiesta potenza, mentre nell'unico caso in cui c'è un termine positivo, cioè in discesa, si potrebbero avere condizioni in cui la potenza non viene chiesta dalle ruote (segno negativo) ma data dalle ruote (segno positivo di Pw).


Ora, tornando al fatto che il consumo di carburante è dato dalle potenze richieste, dovremmo soddisfare la seguente equazione (fate un piccolo sforzo e riesumate un pò di matematica ):



Se succede che Ploss e Pw sono uguali e contrarie (ricordandoci che Ploss è vista come negativa), Pmot = 0 e quindi non c'è consumo di carburante (anche grazie al cut-off della centralina). Questo succede nell'unico caso in cui Pw è positivo, cioè in discesa e senza richieste di accelerazione dal guidatore, ma per fare questo il motore deve essere collegato al motore, e quindi la marcia innestata.
Siccome per continuare nella spiegazione dovrei introdurre un pò di concetti abbastanza complessi e poco intuitivi per chi non è abituato a vederli, per farla semplice vi posso assicurare che se selezionate una marcia adeguata e lasciate l'acceleratore sentirete la macchina decelerare ed assestarsi ad una velocità tale che Ploss = Pw (ricordate che entrambe dipendono dalla velocità? La velocità raggiunta esce dalla soluzione dell'equazione Ploss = Pw - opportunamente rimaneggiata - con incognita la velocità).

Per venire incontro alle osservazioni di Slevin, la situazione in autostrada è particolare. La velocità è alta, quindi lo è anche il drag aerodinamico: scendendo con marcia innestata e non accelerando si avrebbe probabilmente un calo di velocità (se siamo a velocità da codice), dato che la forza positiva dovuta alla gravità deve sovrastare quella negativa dovuta al drag, ed a pendenza costante l'unico modo è diminuire il drag (e quindi diminuire la velocità).

Spero riusciate ad arrivare alla conclusione che lungo una discesa lasciare la marcia innestata porta ad un consumo nullo di benzina

Molto.... molto.... convincente!
Perfetto. Davvero.
Solo una cosa non riesco a capire (e ho cercato di arrivarci tramite le formule che hai proposto ma non ci sono riuscito): avendo il cruise control, conviene sempre disinserirlo durante "la nostra" discesa di montagna (ovviamente stiamo parlando di autostrada e in rettilineo... un bel rettilineo per velocità non troppo alte né troppo basse), in quanto bisogna che l'auto stabilizzi la "sua" velocità? in modo che ci sia Pw >= 0? O magari aumentare/diminuire la velocità impostata in modo che Pw sia positivo (vallo a capire col cruise control )

Un'altra cosa. Il cruise control, premesso che tende a far mantenere sempre una velocità costante all'auto ma non è capace di cambiare marcia , è capace di ottimizzare comunque i consumi, logicamente in relazione alla premessa?
Ovvio che ci sono casi che il cruise control consuma una botta se usato impropiamente. In 2a marcia e velocità 50Km/h per esempio. O mi sbaglio? ...ma credo di no.

ringraziando Flat Eric x l'esposizione matematica, aggiungo che in circolazione esistono cmq. additivi + o - buoni in grado di diminuire considerevolmente gli attriti delle parti meccaniche in movimento.
fra i tanti troviamo in rete lo ZX-1 al Fullerene ( C-60 ) che, al sentir di esperti nel settore, pare diminuisca effettivamente gli attriti del 20-25 % rispetto allo stesso motore non trattato, con conseguente miglioramento delle prestazioni, delle vibrazioni, e dei consumi.
sempre trattati con base Fullerene C-60 troviamo anche altri prodotti, come ad es: gli oli della linea Bardahl, veramente OTTIMI, ma costano.

entrambe le indicazioni erano gia' state inserite nella sez. additivi.

una rinfrescata dell'esame di Macchine

Flat Eric ha scritto:curve caratteristiche coppia e potenza, punto di lavoro di equilibrio etc etc??

Flat Eric ha scritto:perdonami Flat..... ma a conti fatti quindi, in autostrada meglio a folle (se si vuole cercar di risparmiare....io non lo farei mai ^^), altrimenti o si arriva un'ora dopo oppure si finisce sotto un tir....

approfitto della tua preparazione magistrale ^^ per una domanda che avevo posto precedentemente che non riguarda motore e consumi...
andare a folle per tratti "medi" e poi innestare le marce può comportare alla lunga problematiche a livello di trasmissione??

agemini ha scritto:
Purtroppo per semplificare le cose, ho dovuto nascondere qualcosa, o meglio non specificare alcuni dettagli.
Se noti, dall'esposizione manca un accenno esplicito alla volontà del pilota, che si manifesta nello schiacciare più o meno l'acceleratore.

Come già detto, se noi non agiamo sull'acceleratore l'automobile si assesta ad una velocità tale da avere Pw=Ploss. Ma se noi vogliamo andare a 130 km/h e questa velocità di equilibrio magari è 90 km/h, avremo che la Pw necessaria a mantenere la velocità di crociera voluta è negativa (quindi richiesta al motore). Per la formula



Avremo che la Pmot richiesta è positiva (le altre sono negative) e quindi è richiesta la potenza al motore. Siccome il motore non dà potenza da solo, c'è bisogno che qualcuno comandi questa immissione di potenza per far sì che la velocità sia mantenuta.

Esistono due oggetti che comandano questa richiesta di potenza:

- Il vostro piede
- Il cruise control

Il cruise control agisce come noi, mantiene una velocità desiderata. Tutto qui. Non potendo cambiare marcia non può portarsi autonomamente al punto di maggiore efficienza possibile del motore per mantenere quella velocità. Dovremmo mettere noi una marcia adeguata a mantenere il motore nel punto di efficienza migliore per il dato punto di lavoro.
Tra l'altro una funzione del genere non avviene neanche sulla stragrande parte dei veicoli con cambio automatico: che io sappia è una strategia che hanno solo i veicoli ibridi più elaborati.

Quindi, se vogliamo mantenere una determinata velocità in discesa, che sia il CC o noi, si consuma uguale (al massimo possiamo usare l'accortezza di selezionare una marcia adeguata in entrambe i casi), mentre se vogliamo consumare meno dobbiamo andare in rilascio (quindi niente acceleratore o CC), e lasciare che l'auto si assesti alla velocità di equilibrio per avere Pw=Ploss.

Eric, se ho ben capito, quando sono in discesa con marcia inserita e le ruote acquistano abbastanza forza da vincere le resistenze nel motore, in quest'ultimo l'iniezione non manda neanche una goccia di benzina, giusto?
Quindi, sempre se ho capito bene, in questa determinata fase saremmo ad inquinamento 0 ?