Qualche numero sui nostri motori

[clAudi]

La mia deformazione professionale mi porta a fare sempre qualche conticino (), così ho pensato di buttare lì qualche numeretto relativo ad un utilizzo medio di una automobile, giusto per curiosità.

Ho ipotizzato un motore con 100 mila km percorsi ...

1) Quanti giri ha compiuto il motore in totale?

Ipotizzando come media 2000 giri al minuto, ed una velocità media di 50 km/h, viene fuori (salvo errori) che i giri totali dell'albero motore sono circa 240 milioni.

2) Quanta strada hanno "percorso" i pistoni?

Qua ho ipotizzato una corsa dei pistoni di 10 cm (qualcuno più esperto potrà aggiustare il tiro, sono andato a occhio)
Se l'albero motore compie 240 milioni di rotazioni complete, lo spazio percorso da cilindri e bielle sarà 240000000*0.2m = 48 milioni di metri = 48 mila km, ossia poco più della circonferenza terrestre.

3) Quanta energia ha prodotto il motore in 100 mila km?

Ipotizzando di "spremere" il motore mediamente alla metà della sua potenza massima (diciamo di 105 kW), quindi 50 kW, abbiamo che in 2000 ore di utilizzo il motore ha dovuto produrre un'energia pari a 50 kW * 2000h = 100000 kWh = 3.6*10^{11} Joule = 2,2 *10^{30} elettronVolt.

[simoneferrari]

mi piace

A4 avant b8 2.0 tdi

[gian8p]

wow! e' simpatico conoscere questi numeri.

mi ha colpito scoprire che il pistone percorre circa la meta' della strada, rispetto alle ruote!

[dalcro]

Beh, la corsa dipende da cosa vuole il progettista ma metterei i valori di un 2000 quadro o quasi: 85-90 mm anzichè 100

in quanto allo "spremere" per conto mio serve molto meno energia per circolare in modo umano come descritto da una velocità media di 50km/h, quando penetrare l'aria costa poco e comunque molto meno di 50kW/h.

Considera calcoli come questo: https://www.greenstart.it/la-relazio...-model-3-23468
Comunque bisogna chiarire se parli dell'energia prodotta dal motore o di energia messa a disposizione alla ruota ipotizzando che l'energia prodotta andrà 35% in calore, 25% in rumore e Max 40% alla trazione

[clAudi]

mi piace

A4 avant b8 2.0 tdi

wow! e' simpatico conoscere questi numeri.

mi ha colpito scoprire che il pistone percorre circa la meta' della strada, rispetto alle ruote!

Aggiungo che in 100 mila km percorsi, una ruota di 55 cm di diametro ( e quindi con una circonferenza di 55 cm * 2 pi = 3,45 metri ) deve compiere 28 milioni di giri

Beh, la corsa dipende da cosa vuole il progettista ma metterei i valori di un 2000 quadro o quasi: 85-90 mm anzichè 100

in quanto allo "spremere" per conto mio serve molto meno energia per circolare in modo umano come descritto da una velocità media di 50km/h, quando penetrare l'aria costa poco e comunque molto meno di 50kW/h.
..
Comunque bisogna chiarire se parli dell'energia prodotta dal motore o di energia messa a disposizione alla ruota ipotizzando che l'energia prodotta andrà 35% in calore, 25% in rumore e Max 40% alla trazione

Sicuramente serve meno del 50% di potenza mediamente per spostarsi.
Per l'energia prodotta, intendevo quella sull'albero motore. Da lì fino ad arrivare sulla ruota, c'è un sacco di dissipazione meccanica, e parte dell'energia viene convertita in calore, aumentando irrimediabilmente l'entropia del sistema.

[dalcro]

Non ho i dati esatti, ma mi pare che nei vecchi Quattroruote ci fosse l'energia consumata a 100 km/h devo vedere.
Comunque è l'energia prodotta dalla combustione da dividere circa per 3 per trovare l'energia che arriva alla ruota. Se trovo dati scritti ti aggiorno.

[gian8p]

... Aggiungo che in 100 mila km percorsi, una ruota di 55 cm di diametro ( e quindi con una circonferenza di 55 cm * 2 pi = 3,45 metri ) deve compiere 28 milioni di giri.

uhm, una ruota con diametro 55 cm, mi sa che ha una circonferenza di circa 1,7 metri. (2pi*r)
rivedi i calcoli.

[clAudi]

uhm, una ruota con diametro 55 cm, mi sa che ha una circonferenza di circa 1,7 metri. (2pi*r)
rivedi i calcoli.

Sorry, hai ragione. Circonferenza dimezzata significa che il numero di giri si moltiplica di un fattore 2.

[dalcro]

Non ho i dati esatti, ma mi pare che nei vecchi Quattroruote ci fosse l'energia consumata a 100 km/h devo vedere.
Comunque è l'energia prodotta dalla combustione da dividere circa per 3 per trovare l'energia che arriva alla ruota. Se trovo dati scritti ti aggiorno.

Aggiornamento: ho trovato un vecchio Quattroruote che dava:
"Potenza assorbita a 100 km/h 12,1 kW" per la Passat di un po' di tempo fa.

Ovviamente se la media è 50 km/h l'assorbimento sarà minore perchè l'energia consumata per viaggiare a 50km/h sarà minore ma avremo un minor rendimento per il diverso rapporto e i cambi marcia.

Immaginando che poggi e buche facciano pari puoi mettere che la macchina abbia fatto i 100.000 km a 12-15 kW di potenza media erogata.

[clAudi]

Aggiornamento: ho trovato un vecchio Quattroruote che dava:
"Potenza assorbita a 100 km/h 12,1 kW" per la Passat di un po' di tempo fa.

Ovviamente se la media è 50 km/h l'assorbimento sarà minore perchè l'energia consumata per viaggiare a 50km/h sarà minore ma avremo un minor rendimento per il diverso rapporto e i cambi marcia.

Immaginando che poggi e buche facciano pari puoi mettere che la macchina abbia fatto i 100.000 km a 12-15 kW di potenza media erogata.

OK il dato di quattroruote, così abbiamo una base sulla quale partire.
Però un conto è viaggiare a 100 km/h costanti, un altro è se metti in conto frenate-ripartenze-accelerazioni varie.
Quindi giustamente come dici tu, io terrei quel valore per una guida mista a 50 km/h.

Il dato di quattroruote è riferito sulla ruota, o parla proprio del motore? In quest'ultimo caso mi sembra un pò pochino come valore, nel senso che basta 1/10 della potenza di un'auto di 120 kW per portarla a 100 km/h ? Ma magari può darsi, visto che al crescere della velocità crescono esponenzialmente gli effetti non lineari (turbolenza, resistenza dell'aria, attrito radente e volvente, etc.)