Albero motore, bilanciamento, masse alterne, percentuali ecc

[Ponzio Pelato]

Ciao a tutti, so che l'argomento è arcinoto, trito e ritrito forse anche di poca utilità ma qui su duetempi non mi pare di averne letto qualcosa e allora rispolvero il tormentone.

 

Quindi io prendo in esempio il motore largeframe... cilindro orizzontale... percentuale di bilanciamento xyz% che è diversa da un motore a cilindro verticale...

 

Quindi bilancino da cucina e pesare pistone completo in tutto quindi segmenti spinotto fasce e seeger poi albero con testa di biella a ore 15 appoggiato sul tavolo e piede di biella appoggiato sul bilancino e totale del peso ipotizziamo a 500grammi

Bilanciare al 40% delle masse alterne vuol dire appendere al piede di biella un peso di 20 grammi e verificare che l'albero sui coltelli non cada in un punto particolare ma che stia fermo in ogni posizione... giusto?

 

Quindi quelli che pesano il pistone che fa 200grammi e che poi appendono un peso di 200grammi fanno un lavoro un po' a cazzum?

 

Poi andare ad alleggerire per asportazione o per aggiunta di inserti di materiali dall'elevato peso specifico questa è un'altra storia oppure è la stessa storia ma prima deve essere snocciolato il fattore percentuale...

 

Dite la vostra.

[ilovespecial]

Bell argomento, ultimamente mi sono molto interessato...

Qui spiega abbastanza dettagliatamente come fare:

Parte1

http://www.kartcafe.it/showthread.php?t=4265

Parte 2

 

http://www.kartcafe.it/showthread.php?t=4496

 

Sugli alberi a volani tondi ok... Ma sui valvola è abbastanza diverso, prima si devono sistemare i baricentri delle due spalle che in origine non sono in asse e creano già abbastanza squilibri.

[Ponzio Pelato]

La parte 1 già spiega subito perché il mio pensiero era molto fuori strada... 

 

Capra capra capra capra capra 

Edited February 18, 2019 by pulun
modifica

[ilovespecial]

Ovviamente conviene sempre andare ad apportare materiale al posto di toglierlo, visto che già i nostri alberi sono molto più leggeri di quello che dovrebbero essere.

[McKenzie]

Sulla discussion si capisce abbastanza bene come fare per un albero a spalle piene ed alla fine è spiegato che è meglio aggiungere peso nella gran parte dei casi piuttosto che forare (anche se viene fatto perchè è una lavorazione più economica).

Anzi in alcuni casi assotigliare molto le spalle e togliere parecchio materiale lascia un maggior passaggio per i lamellari al carter.

 

Cmq sia sarebbe da fare delle prove e capire quali sono i nostri obiettivi, credo che un vespista che fa un elaborazione non cerchi per forza la massima prestazione possibile, ma abbia soprattutto a cuore la faccenda che l'albero generi poche vibrazioni.

 

Per fare in modo che questo avvenga sarebbe il caso di pensare bene bene alle cose principali che innescano vibrazioni su un motore come quello della vespa small:

 

Volano: Esistono delle ditte che sono in grado di farne un equilibratura come gli originali se sono stati torniti per vari motivi possono essere riequilibrati, ne giovano le vibrazioni totali e un pochino la sofferenza del cuscinetto lato volano senza dubbio.

 

Primaria: Il cestello delle small avendo un'asola più larga è spesso sbilanciato a meno che non se ne monti uno pensato per essere equilibrato ovvero ricavato dal pieno come sulle primarie costose, o anche quello DRT che è forato... si può anche far da se...

 

 

In questo modo già si attenuano molto le vibrazioni ed il tutto dovrebbe girare molto meglio con beneficio per i cuscinetti.

 

Resta l'albero...

Mi sembra di capire che per quanto riguarda l'albero si pensa sempre appunto a spalle uguali su cui eseguire le stesse lavorazioni in modo da ottenere un risultato equilibrato e che non dia problemi ai cuscinetti di banco.

Nel caso della vespa sia small che large in genere si usano spesso alberi a valvola con le spalle molto diverse l'una dall'altra... nel tempo si sono viste varie forme e metodi per cercare di avere un equilibratura e bilanciamento.

 

Mi sembra di capire anche che sia possibile ottenere risultati anche esternamente al motore facendo delle prove magari sul volano stesso... per contro si avrebbe una massa sbilanciata a sbalzo che può far molto male al cuscinetto oltre che ad essere pericolosa se si fissano dei pesetti in maniera precaria su un organo rotante veloce... cmq potrebbe essere un metodo utile per qualche prova se si vole capire un po' cosa si ottiene senza bucare e modificare l'albero in maniera spesso irreversibile.

 

 

 

 

[McKenzie]

Per quanto riguarda gli alberi vespa a valvola nel caso Small... ma credo che ci si possa applicare anche su Large c'era un documento scritto da un certo Vespamatteo:

 

           

 

 

PDF SCARICABILE

 

Bilanciamento Albero by Vespamatteo.pdf

[Ponzio Pelato]

31 minuti fa, McKenzie dice:

Cmq sia sarebbe da fare delle prove e capire quali sono i nostri obiettivi, credo che un vespista che fa un elaborazione non cerchi per forza la massima prestazione possibile, ma abbia soprattutto a cuore la faccenda che l'albero generi poche vibrazioni.

 

Per forza di cose meno vibrazioni uguale più prestazioni oltre a maggior affidabilità confort ecc ecc...

[McKenzie]

Nel tempo gli alberi a valvola si sono visti di diverse forme e con varie lavorazioni atte a trovarne un equilibratura e bilanciamento...

Il metodo precedente fa capire che se si è in grado di usare dei software 3d evoluti si possono trovare volumi e baricentri in quella maniera.

 

Mi piacerebbe capire se sia vero che una volata diviso l'albero nelle sue due metà applicando in maniera corretta il peso della masse alterne ad ogni metà si possa agire singolarmente e poi richiuderle ottenendo il risultato finale corretto.

 

Cmq gli esempi vari sono questi:

 

Albero standard dove si vede uan spalla lato volano fatto a pera o triangolo in modo da avere il peso opposto allo spinotto e poi la spalla lato valvola che viene scavata per ottenere il risultato voluto

 

 

Sempre da mamma piaggio versione di albero con fori (non passanti)

 

 

Poi esempi vari di lavorazioni eseguite su alberi di questo tipo aggiungendo peso dove serve ed asportandolo anche in maniera similare agli alberi originali

 

 

 

 

Poi ci sono gli alberi che usano lato volano una spalla piena come appunto quelle degli spalle piene su cui si fanno dei fori o si aggiungono facilmente delle "pastiglie" in basso e sembra l'ultima tendenza sia per praticità perchè appunto basta fare solo il lato valvola diverso, sia perchè si ha un peso complessivo maggiore ed il volume occupato nel carter in zona "nociva" è maggiore con queste soluzioni:

 

 

Si vede come nel tempo DRT abbia migliorato il prodotto dalla versione più economica... a seguire altri

 

 

 

 

 

 

 

[McKenzie]

Sarebbe da capire un po' se il metodo è solo empirico e si prova fin che viene il risultato voluto ovvero che prima giri a zero e poi aggiungi per il bilanciamento.

 

In alcuni casi non si usa tungsteno, ma si fanno dei semplici tappi in materiale più leggero ed appunto è come se si andasse ad asportare materiale

 

Altra cosa legata all'esperienza è un consiglio sulle percentuali che è meglio usare nel nostro caso ovvero senza contralbero e per motori che fanno un certo numero di giri tenendo conto pure dell'inclinazione del cilindro small e large girano al meglio con percentuali differenti credo... poi una percentuale esatta non è possibile determinarla sarebbe appunto da provare e in fine magari la si ricava e la si copia magari da un albero con cui ci si è trovati bene.

[Dany86]

Le percentuali sono la cosa più difficile da comprendere e scoprire.

Il COME si bilancia un albero è capibile senza grossi problemi, Vespamatteo spiega come bilanciare le singole spalle in modo da non generare vibrazioni "parassite" date dallo spostamento del baricentro rispetto l'asse spinotto-centro albero. Centrato il baricentro si può chiudere l'albero e bilanciarlo sulla % voluta del peso delle masse alterne.

La domanda è: qual'è una buona percentuale per un motore small? e per un motore large?

Qualcuno che ha motori che non vibrano può misurare questi valori?

[ilovespecial]

5 minuti fa, Dany86 dice:

Le percentuali sono la cosa più difficile da comprendere e scoprire.

Il COME si bilancia un albero è capibile senza grossi problemi, Vespamatteo spiega come bilanciare le singole spalle in modo da non generare vibrazioni "parassite" date dallo spostamento del baricentro rispetto l'asse spinotto-centro albero. Centrato il baricentro si può chiudere l'albero e bilanciarlo sulla % voluta del peso delle masse alterne.

La domanda è: qual'è una buona percentuale per un motore small? e per un motore large?

Qualcuno che ha motori che non vibrano può misurare questi valori?

E io invece che non ho un buon PC per lanciare il CAD 3D e di conseguenza dovrei calcolare la massa da piazzare sulla carta, è possibile?

Intendo per centrare il baricentro.

 

Per la percentuale si può sempre provare.

[Dany86]

Senza pc la soluzione è solo una, smontare un albero e fare delle prove fino a quando non si bilancia ad "ore 12" ogni singola spalla. Magari applicando dei pesetti da gommista con l'adesivo sulla spalla per arrivarci senza forare, poi si fanno i conti e si bilancia.

 

Per la % invece si rischia solo di buttare alberi e mi girerebbero le pelotas "far fuori" l'albero del mio motore...

 

 

[ilovespecial]

31 minuti fa, Dany86 dice:

Senza pc la soluzione è solo una, smontare un albero e fare delle prove fino a quando non si bilancia ad "ore 12" ogni singola spalla. Magari applicando dei pesetti da gommista con l'adesivo sulla spalla per arrivarci senza forare, poi si fanno i conti e si bilancia.

 

Per la % invece si rischia solo di buttare alberi e mi girerebbero le pelotas "far fuori" l'albero del mio motore...

 

 

Ah quindi nulla di estremamente complesso... Fattibile, basta ingegnarsi un po' anche con qualche calamita.

Anzi piuttosto facile.

 

Far fuori un albero non penso, dico va bene provare, ma basta stare dentro a certi valori per evitare problemi... Se si cerca qualche numero lo si trova, di certo non credo che chi abbia provato e riprovato si metta qui a dire che % "x" vada bene per motore da range "y".

 

Io ero perfettamente disposto a provare e rischiare da diverso tempo, l'unica cosa che non mi era chiara, era appunto il discorso dei baricentri.

[McKenzie]

Il discorso dei baricentri è dovuto al fatto che se le spalle avessero la stessa forma risulterebbero pesantemente sbilanciate creando non pochi problemi...

Anche accoppiare forme diverse crea problemi... gli alberi di tipo "originale" credo abbiano il foro opposto alla parte tagliata per riportare il baricentro sull'asse e poi calcolando il momento delle forze si dimensiona la spalla lato volano di conseguenza simmetrica e portando il baricentro ed il peso della spalla stessa (fattore di forma) al valore di quella lato valvola.

 

Infatti dalla trattazione si vede bene che incide la distanza del baricentro dall'asse di rotazione e poi il peso della spalla stessa per determinare il momento...

 

Le cose su uno spalle piene sono abbastanza semplificate per simmetria (ad esempio il fatto che le spalle siano scavate nella parte alta è per ottenere un bilanciamento nella maniera più economica)

 

Detto questo credo sia interessante pensare a quel metodo come il migliore per gli alberi che hanno spalle differenti...

 

Mi piacerebbe capire se con un metodo empirico si riesce a trovare qualcosa di simile... non credo succeda perchè alla fin fine con l'albero chiuso TEORICAMENTE si può mettere un peso anche solo lato volano ed ottenere il risultato finale desiderato, ma non sistemerebbe la faccenda dei baricentri...

 

Forse per step si riesce a fare la stessa cosa... ovvero prima si fa in modo di riportare il baricentro lato valvola in asse e poi se si aggiunge peso sull'asse stesso si trova l'equilibrio dell'albero intero e si lavora prima lato valvola... forse si riesce

[ilovespecial]

Ecco MC, quindi non è la semplice bilanciatura statica di ogni spalla...

Ancora non ci ho ragionato bene bene, ma mi sembra una cosa più complessa.

 

C'è un modo di farlo su carta o praticamente?

[McKenzie]

Secondo me la spalla lato valvola cade sempre dove ha il baricentro , se aggiungendo peso in un punto riesci a farla cadere in asse dovresti essere già a buon punto

[solovalvola]

Attenzione a non mischiare due discorsi : l'equilibratura di una massa che ruota e la bilanciatura delle masse alterne in movimento. La prima crea vibrazioni fastidiose e dannose per il banco, la seconda crea vibrazioni fastidiose, dannose e che assorbono potenza.

La percentuale ideale di bilanciatura , dato un manovellismo e un pistone, è una sola. Questo non vuol dire che poi non avrò vibrazioni in assoluto, ma che non le avrò lungo l'asse della corsa.

Chi è veramente addentrato al discorso, riesce a variare la percentuale in maniera minima per modificare l'erogazione del motore, fermo restando che rispetto all'ottimale si perde sempre prestazione.

Sempre chi è molto pratico, riesce a calcolare con precisione come , dove e quanto peso aggiungere per equilibrare e bilanciare. Su un albero vespa credo sia molto ma molto complesso e spesso i prodotti commerciali che si vedono mi danno l'idea di essere lavori fatti a spanne, specialmente su alberi con la spalla lato volano a pera. Su quelli con spalla piena credo  siano già lavori migliori.

 

Ciao

[ilovespecial]

2 ore fa, McKenzie dice:

Secondo me la spalla lato valvola cade sempre dove ha il baricentro , se aggiungendo peso in un punto riesci a farla cadere in asse dovresti essere già a buon punto

Ho cercato di riflettere un po' e credo anch'io che ci dovrebbero essere dei miglioramenti, anche se magari sarà approssimativo.

[Dany86]

8 ore fa, solovalvola dice:

Attenzione a non mischiare due discorsi : l'equilibratura di una massa che ruota e la bilanciatura delle masse alterne in movimento. La prima crea vibrazioni fastidiose e dannose per il banco, la seconda crea vibrazioni fastidiose, dannose e che assorbono potenza.

La percentuale ideale di bilanciatura , dato un manovellismo e un pistone, è una sola. Questo non vuol dire che poi non avrò vibrazioni in assoluto, ma che non le avrò lungo l'asse della corsa.

Chi è veramente addentrato al discorso, riesce a variare la percentuale in maniera minima per modificare l'erogazione del motore, fermo restando che rispetto all'ottimale si perde sempre prestazione.

Sempre chi è molto pratico, riesce a calcolare con precisione come , dove e quanto peso aggiungere per equilibrare e bilanciare. Su un albero vespa credo sia molto ma molto complesso e spesso i prodotti commerciali che si vedono mi danno l'idea di essere lavori fatti a spanne, specialmente su alberi con la spalla lato volano a pera. Su quelli con spalla piena credo  siano già lavori migliori.

 

Ciao

 

Ed ora ti faccio la domanda da 1 milione di €.

Quanto vale questa %?

[Ponzio Pelato]

Ho alzato sicuramente un polverone più alto di me ... per il meccanico da pollaio come me credo conti soprattutto l'equilibratura per ridurre le vibrazioni ... la percentuale di bilanciamento credo proprio che sia per chi fa competizioni probabilmente anche endurance e che vuole avere un risultato in più degli altri fermo restando in ambito Vespa ... ovvio che se si va su Kart da 15000 giri il discorso cambia anche per chi gira solo la domenica ...

[McKenzie]

Le due cose non sono slegate affatto... un albero che vibra poco o nulla è vicino alla percentuale giusta e se a valvola ha anche i baricentri sull'asse e non induce forze diverse fra una spalla e l'altra

[Architito]

Mi ero addentrato anch’io nel problema bilanciamento è da subito scelsi un albero a spalle piene, e la conseguente tipo di immissione, per evitare il problema dell’asimmetria di quello per la valvola che aggiunge il problema su un terzo asse.

Da quanto ho capito in un albero con 0% di equilibratura si crea una forza alterna sull’asse del moto del pistone (x) dovuta alle masse che si muovono con moto alterno (pistone, spinotto, seger, fasce e porzione della massa della Biella) e una forza centrifuga squilibrante data dalla massa dell’asse di biella, della testa di biella e dalla gabbia a rullini che hanno un moto rotatorio. 

Quest’ultima forza può essere facilmente equilibrata aggiungendo peso dalla parte opposta del volano o togliendola dallo stesso lato (vedi alberi rastremati dove è attaccata la biella.

Per quanto riguarda la forza generata dalle masse alterne, nei nostri motori che non hanno dei contralberi di equilibratura,  si dispongono delle masse rotanti sull’albero che permettono di equilibrare in parte ( appunto % di equilibratura) questo tipo di forza. Perché in parte? Proprio perché se supponessimo di mettere questa massa aggiuntiva pari alla massa alterna (equilibratura 100%), ruotando, genererebbe una forza centrifuga che equilibra le masse alterne appieno solo quando è in asse con la direzione del movimento del pistone (asse x) ma in tutti gli altri angoli del volano si genera una forza alterna rotante sull’ asse y ortogonale ad x. Quindi avremo, quando la massa rotante bilanciante è sull’asse y  una forza x uguale a 0 e quella y uguale al 100%. Di fatto si sarebbe spostato il problema da un asse all’altro.

Allora per bilanciare si adotta un compromesso bilanciando al 50% così il valore massimo della Forza x e y che si ripercuote su tutto il manovvelismo e in generale sulla moto si dimezza. 

Ma allora perché le percentuali di bilanciamento che si sentono sono solitamente inferiori? Perché alla forza x si contrappone, fortunatamente, la compressione in camera e quella al carter ma entrano anche in gioco lo scoppio (ma non sempre è della stessa entità) ma anche la percezione del pilota alle vibrazioni e come queste si trasmettono al telaio. Quest’ ultimo punto quindi varia l’equilibratura in funzione dell’angolo tra asse cilindro (x) e l’orizzontale. 

 

[Architito]

 

Sulle nostre vespa, con un motore posizionato su un braccio oscillante, suppongo, che un equilibratura che porti ad un minimo di forza  sull’ asse verticale sia il miglior modo perché questa venga dissipata.

[Architito]

Altra considerazione che ho pensato è: maggiore è la massa del volano e maggiore sarà l’inerzia di questo quando ruota e minori saranno le vibrazioni trasmesse  e da dissipare. È come tirare un calcio ad un pallone o ad una sfera di piombo di pari volume. Quale si sposta di più?

un bell’anello di tungsteno intorno a volantini credo non sarebbe un cattiva idea per noi che abbiamo poco spazio.

 

Edited January 19, 2020 by Architito

[Architito]

1 ora fa, Architito dice:

 

Sulle nostre vespa, con un motore posizionato su un braccio oscillante, suppongo, che un equilibratura che porti ad un minimo di forza  sull’ asse verticale sia il miglior modo perché questa venga dissipata.

Ho sbagliato, si deve minimizzare la componente orizzontale che si rifletterebbe direttamente sul telaio difficilmente dissipabile a scapito di quella verticale più facilmente dissipabile essendo il braccio libero di oscillare.

Edited January 19, 2020 by Architito