AUTO DIESEL 1560 cc ANALISI

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1 HOPE SERGIO BRONDIN DUE CARRARE PADOVA ITALIA AUTO DIESEL 1560 cc ANALISI FRATELLI UMANI

2 pag 1 1) Analizziamo un' auto di media cilindrata ciclo Diesel Mini Cooper D Chili Clubman Dati: a) Motore 4 cilindri in linea anteriore trasversale Alesaggio 75 mm Corsa 88.3 mm Cilindrata 1560 cc Compressione 18 : 1 Potenza max 80 Kw a 4000 giri/min Coppia max 240 Nm da 1750 a 2000 giri/min Iniezione Diretta Common Rail TurboCompressore e InterCooler giri/min Potenza Kw Coppia Nm b) Combustibile : Gasolio Peso Specifico γg = Kg/l Potere Calorifico Inferiore Pci = 8520 Kcal/l Aria Comburente Necessaria 14 KgAria/KgGasolio Aria a 15 C e 760 mmhg Peso Specifico dell' Aria γa = Kg/m³ Densità ρ = Kg* s² / m⁴ Prodotti della Combustione per ogni Kg di Gasolio 3.2 Kg di CO2 / Kg di Gasolio 1.2 Kg di H2O / Kg di Gasolio 10.6 Kg di Azoti / Kg di Gasolio 0.18 Kg di Argo / Kg di Gasolio

3 pag 2 c) Cambio di Velocità Marcia Rapporto al Cambio Rapporto Coppia Finale Riduzione Finale 1ª ª ª ª ª ª RM d) Trazione Anteriore Ripartizione 59% Anteriore 41% Posteriore e) Pneumatici 195 / 55 R H Pressione Portata Pressione Portata Pressione Portata Kg/cm² Kg Kg/cm² Kg Kg/cm² Kg Il diametro esterno De = 19.5 * 0.55 * * 2.54 = 62 cm Il raggio esterno Re = De / 2 = 31 cm

4 pag 3 f) Dimensioni - Lunghezza - Larghezza - Altezza - Passo 3945 mm 1683 mm 1426 mm 2550 mm g) Area Frontale Penetrante A = * * 85 / 100 = 2.04 m² h) Coefficiente di Penetrazione Cx = 0.33 i) Massa della Vettura - di calcolo 1381 Kg - a Vuoto 1175 Kg l) Dati Sensibili Consumo a 90 Km/h 22 Km/l Consumo a 100 Km/h 19.8 Km/l Consumo a 130 Km/h 14.2 Km/l Max V = 180 Km/h ( 50 m/s ) Resistenza a 100 Km/h 15.9 Kw presunto Rendimento a 100 Km/h 30 % presunto

5 pag 4 2) Iniziamo da qui i calcoli necessari in questa fase - La massa della vettura considerata è di 1381 Kg ripartiti al 59% all'anteriore e 41% al posteriore. - Il carico all'anteriore vale : Qa = 1381 * 59 / 100 = 815 Kg che agirà su ogni ruota con un carico Pa = Qa / 2 = 408 Kg - Il carico al posteriore vale : Qp = 1381 * 41 / 100 = 567 Kg che agirà su ogni ruota con un carico Pp = Qp / 2 = 284 Kg Al punto (1e) vediamo che per questi carichi basta una pressione di gonfiaggio di 1.83 Kg/cm². Per avere un migliore rotolamento usiamo una pressione di gonfiaggio di 2.18 (Portata 497 Kg ) - Facciamo un riepilogo dei dati : * Qa = 815 Kg * Pa = 408 Kg * Qp = 567 Kg * Pp = 284 Kg * p = 2.18 Kg/cm² - Avremo al suolo le seguenti impronte : * All'anteriore Sa = Pa / p = 408 / 2.18 = cm² * Al posteriore Sp = Pp / p = 284 / 2.18 = cm² -Calcoliamo ora il raggio reale di rivoluzione dei pneumatici * Pneumatico 195 / 55 R H * Raggio Esterno Pneumatico Re = 31 cm * Larghezza del pneumatico b = 19.5 cm * Impronta all'anteriore Sa = cm * Impronta al posteriore Sp = cm

6 pag 5 R = Raggio Reale di Rivoluzione della Ruota Considero portanti i 4/5 della larghezza del Pneumatico

7 pag 6 - All'anteriore Sa = a * 4/5 b a = ( 5 * Sa ) / (4 * b ) a = 5 * / 4 * 19.5 = 12 cm a / 2 = 6 cm Il raggio reale di rivoluzione della ruota anteriore che è pure MOTRICE vale : R = Rm = ² [Re² - ( a/2 )²] = ² (31² - 6²) = cm Ogni giro della ruota si percorreranno : Lr = 2 * π * Rm = 2 * π * = cm = m/giro - Al posteriore Sp = a * 4/5 b a = ( 5 * Sp ) / ( 4 * b ) a = 5 * / 4 * 19.5 = 8.36 cm a / 2 = cm Il raggio reale di rivoluzione della ruota posteriore vale : R = Rp = ² [Re² - ( a/2 )²] = ² (31² 4.176²) = cm 3) Calcoliamo ora la Forza resistente al Rotolamento Per fare questo abbiamo bisogno di conoscere il raggio del mozzo della ruota Considero tale raggio r = 2.5 cm Ordiniamo i dati necessari - all'anteriore: + Carico all'anteriore Qa = 815 Kg + Raggio all'anteriore Rm = cm + Raggio del perno r = 2.5 cm - al posteriore: + Carico al posteriore Qp = 567 Kg + Raggio al posteriore Rp = cm + Raggio del perno r = 2.5 cm - coefficienti + x = 0.4 Rotolamento Gomma / Asfalto + µ = 0.02 Attrito cuscinetti a rulli / Perno + φ = 1.15 di Planarità della strada ( ondulazioni )

8 pag 7 - Le Forze resistenti al Rotolamento * All'anteriore : Fra = Qa * ( x + μ * r ) * φ / Rm = = 815 * ( * 2.5 ) * 1.15 / = Kg * Al posteriore : Frp = Qp * ( x + μ * r ) * φ / Rp = = 567 * ( * 2.5 ) * 1.15 / = 9.56 Kg Lo sforzo totale al rotolamento Fr = Fra + Frp = = Kg ) Calcoliamo Forza-Coppia-Potenza necessarie alla Velocità di 100 Km/h ( m/s ) - La resistenza opposta dal mezzo attraversato ( Aria ) per l'auto che viaggia a 100 Km/h vale : Fv = ½ * ρ * Cx * A * V² dove ρ = Densità dell'aria = Kg*s² / m⁴ Cx = Coefficiente di Penetrazione = 0.33 A = Area Frontale Penetrante = 2.04 m² V = Velocità del veicolo = m/s Fv = ½ * * 0.33 * 2.04 * 27.78² = Kg - Ricordando che lo sforzo totale al rotolamento vale: Fr = Kg

9 pag 8 La Potenza necessaria a questa velocità considerando un rendimento meccanico ηm = 0.86 N100 = ( Fv + Fr ) * V / ( 102 * ηm ) = = ( ) * / ( 102 * 0.86 ) = 17.7 Kw - Per fare 100 Km in 1 h alla velocità di 100 Km/h occorre impegnare 17.7 Kw * 1 h = 17.7 Kwh pari a 17.7 * 1000 / 100 = 177 Wh / Km poiché 1 Kwh = 860 Kcal per fare i 100 Km in 1 h alla velocità di 100 Km/h saranno necessarie : 17.7 * 860 = Kcal / 100 Km Nella realtà a questa velocità si percorrono 19.8 Km con 1 litro di Gasolio. Occorreranno perciò 100 / 19.8 = 5.05 litri di Gasolio/100 Km poiché ogni litro di Gasolio vale 8520 Kcal/l abbiamo dovuto usare realmente 5.05 * 8520 = Kcal / 100 Km pari a / 100 = 430 Kcal / Km Possiamo ora stendere la seguente tabella di riepilogo Kwh/100 Km Kcal/100 Km Wh/Km Kcal/Km Necessari Usati Avremo un rendimento termico ηte = / = % poiché abbiamo considerato un rendimento meccanico ηm = 0.86 avremo un rendimento totale ηt = * 0.86 = %

10 pag 9 Per questa velocità ( 100 Km/h ) -- il Motore con la trasmissione devono esprimere i seguenti valori minimi: Rm = 30.4 cm = m Forza minima necessaria F = Fv + Fr = = 55.9 Kg Coppia minima necessaria M = F * Rm = 55.9 * = 17 Kgm - Descriviamo ora i dati in tabella: Kwh/100 Km---è l'energia necessaria al veicolo per percorrere 100 Km in 1 h alla velocità di 100 Km/h Kwh / 1h = 17.7 Kw è la potenza necessaria al motore sia che sia Elettrico che a Combustione Interna Kcal / 100 Km---è una equivalenza da Kwh a Kcal per avere in Kcal il valore della energia necessaria per compiere questo lavoro.questa equivalenza è necessaria per calcolare il rendimento Kcal / 100 Km---è l'energia termochimica fornita dal Gasolio bruciato nel motore a Combustione Interna in oggetto per compiere questo lavoro. Per compiere questo lavoro erano necessarie Kcal ne sono state usate Kcal.

11 pag 10 La quantità Q = Kcal / 100 Km Queste Kcal vanno perdute: + Parte nei gas di scarico. + Parte nel radiatore e poi espulse dall'aria. + Parte per irraggiamento del motore. Queste Kcal perciò vanno a riscaldare l'aria circostante. Vediamo per quanta aria -- viene elevata la temperatura di 1 C con questa quantità di Energia. Dalla formula Q = Cm * G * ( tf ti ) dove Q = Quantità di energia = Kcal Cm = Calore specifico medio dell'aria a Pressione Costante = Kcal / Kg * C G = Peso di Aria scaldata -- Kg ( tf - ti ) = Differenza di temperatura = 1 C G = Q / [Cm * ( tf - ti ) ] = / (0.238 * 1) = Kg di Aria Dato che 1 m³ di Aria pesa Kg ( a 15 C e 760 mmhg ) saranno stati scaldati / = m³ pari alla superficie di 1 Ettaro per una altezza di 15 m Ad ogni Km aumenteranno di 1 C / 100 = 1808 Kg di Aria / Km / 100 = 1475 m³ di Aria / Km Questi dati ci dicono chi e cosa produce il Riscaldamento Globale Wh / Km--- è il consumo al Km che si avrebbe se il motore da 17.7 Kw fosse elettrico Kcal / Km è il consumo specifico reale, del motore a Combustione Interna in oggetto, a questa Velocità.

12 pag 11 --Ora riportiamo in primo piano i litri di Gasolio consumati. Per fare 100 Km in 1h alla velocità di 100 Km/h occorrono 5.05 litri di Gasolio. Poiché 1 litro di Gasolio pesa Kg ( vedi punto 1b ) occorreranno 5.05 * = Kg di Gasolio. Dai dati riportati al punto 1b, per bruciare 1 Kg di Gasolio occorrono 14 Kg di Aria. Servono in totale * 14 = 59 Kg di Aria pari a 59 / 100 = 0.59 Kg di Aria / Km Dalla combustione di Kg di Gasolio con 59 di Aria si produrranno : * = 13.5 Kg di CO2 / 100 Km ( 135 g / Km ) 1.2 * = 5 Kg di Acqua ( H2O ) / 100 Km 10.6 * = 44.7 Kg di Azoti / 100 Km ( N2, Nox ) 0.18 * = 0.76 Kg di Argo / 100 Km ) Calcoliamo Forza-Coppia-Potenza necessarie alla Velocità di 90 Km/h ( 25 m/s ) - La resistenza opposta dal mezzo attraversato ( Aria ) per l'auto che viaggia a 90 Km/h vale : Fv = ½ * ρ * Cx * A * V² dove ρ = Densità dell'aria = Kg*s² / m⁴ Cx = Coefficiente di Penetrazione = 0.33 A = Area Frontale Penetrante = 2.04 m² V = Velocità del veicolo = 25 m/s Fv = ½ * * 0.33 * 2.04 * 25² = 26.3 Kg - Ricordando che lo sforzo totale al rotolamento vale: Fr = Kg

13 pag 12 La Potenza necessaria a questa velocità considerando un rendimento meccanico ηm = 0.86 N90 = ( Fv + Fr ) * V / ( 102 * ηm ) = = ( ) * 25 / ( 102 * 0.86 ) = Kw - Per fare 90 Km in 1 h alla velocità di 90 Km/h occorre impegnare Kw * 1 h = Kwh pari a * 1000 / 90 = Wh / Km poiché 1 Kwh = 860 Kcal per fare i 90 Km in 1 h alla velocità di 90 Km/h saranno necessarie : * 860 = Kcal / 90 Km Nella realtà a questa velocità si percorrono 22 Km con 1 litro di Gasolio. Occorreranno perciò 90 / 22 = 4.09 litri di Gasolio/90 Km poiché ogni litro di Gasolio vale 8520 Kcal/l abbiamo dovuto usare realmente 4.09 * 8520 = Kcal / 90 Km pari a / 90 = Kcal / Km Possiamo ora stendere la seguente tabella di riepilogo Kwh/90 Km Kcal/90 Km Wh/Km Kcal/Km Necessari Usati Avremo un rendimento termico ηte = / = % poiché abbiamo considerato un rendimento meccanico ηm = 0.86 avremo un rendimento totale ηt = * 0.86 = %

14 pag 13 Per questa velocità ( 90 Km/h ) -- il Motore con la trasmissione devono esprimere i seguenti valori minimi: Rm = 30.4 cm = m Forza minima necessaria F = Fv + Fr = = Kg Coppia minima necessaria M = F * Rm = * = Kgm - Descriviamo ora i dati in tabella: Kwh/90 Km---è l'energia necessaria al veicolo per percorrere 90 Km in 1 h alla velocità di 90 Km/h Kwh / 1h = Kw è la potenza necessaria al motore sia che sia Elettrico che a Combustione Interna Kcal / 90 Km---è una equivalenza da Kwh a Kcal per avere in Kcal il valore della energia necessaria per compiere questo lavoro.questa equivalenza è necessaria per calcolare il rendimento Kcal / 90 Km---è l'energia termochimica fornita dal Gasolio bruciato nel motore a Combustione Interna in oggetto per compiere questo lavoro. Per compiere questo lavoro erano necessarie Kcal ne sono state usate Kcal.

15 pag 14 La quantità Q = Kcal / 90 Km Queste Kcal vanno perdute: + Parte nei gas di scarico. + Parte nel radiatore e poi espulse dall'aria. + Parte per irraggiamento del motore. Queste Kcal perciò vanno a riscaldare l'aria circostante. Vediamo per quanta aria -- viene elevata la temperatura di 1 C con questa quantità di Energia. Dalla formula Q = Cm * G * ( tf ti ) dove Q = Quantità di energia = Kcal Cm = Calore specifico medio dell'aria a Pressione Costante = Kcal / Kg * C G = Peso di Aria scaldata -- Kg ( tf - ti ) = Differenza di temperatura = 1 C G = Q / [Cm * ( tf - ti ) ] = / (0.238 * 1) = Kg di Aria Dato che 1 m³ di Aria pesa Kg ( a 15 C e 760 mmhg ) saranno stati scaldati / = m³ pari alla superficie di 1 Ettaro per una altezza di 12 m Ad ogni Km aumenteranno di 1 C / 90 = 1627 Kg di Aria / Km / 90 = 1327 m³ di Aria / Km Questi dati ci dicono chi e cosa produce il Riscaldamento Globale Wh / Km--- è il consumo al Km che si avrebbe se il motore da Kw fosse elettrico Kcal / Km è il consumo specifico reale, del motore a Combustione Interna in oggetto, a questa Velocità.

16 pag 15 --Ora riportiamo in primo piano i litri di Gasolio consumati. Per fare 90 Km in 1h alla velocità di 90 Km/h occorrono 4.09 litri di Gasolio. Poiché 1 litro di Gasolio pesa Kg ( vedi punto 1b ) occorreranno 4.09 * = Kg di Gasolio. Dai dati riportati al punto 1b, per bruciare 1 Kg di Gasolio occorrono 14 Kg di Aria. Servono in totale * 14 = 47.8 Kg di Aria pari a 47.8 / 90 = 0.53 Kg di Aria / Km Dalla combustione di Kg di Gasolio con 47.8 di Aria si produrranno : * = Kg di CO2 / 90 Km ( g / Km ) * = 4.1 Kg di Acqua ( H2O ) / 90 Km * = 36.2 Kg di Azoti / 90 Km ( N2, Nox ) * = 0.62 Kg di Argo / 90 Km ) Calcoliamo Forza-Coppia-Potenza necessarie alla Velocità di 130 Km/h ( m/s ) - La resistenza opposta dal mezzo attraversato ( Aria ) per l'auto che viaggia a 130 Km/h vale : Fv = ½ * ρ * Cx * A * V² dove ρ = Densità dell'aria = Kg*s² / m⁴ Cx = Coefficiente di Penetrazione = 0.33 A = Area Frontale Penetrante = 2.04 m² V = Velocità del veicolo = m/s Fv = ½ * * 0.33 * 2.04 * 36.12² = 54.9 Kg - Ricordando che lo sforzo totale al rotolamento vale: Fr = Kg

17 pag 16 La Potenza necessaria a questa velocità considerando un rendimento meccanico ηm = 0.86 N130 = ( Fv + Fr ) * V / ( 102 * ηm ) = = ( ) * / ( 102 * 0.86 ) = Kw - Per fare 130 Km in 1 h alla velocità di 130 Km/h occorre impegnare Kw * 1 h = Kwh pari a * 1000 / 130 = 248 Wh / Km poiché 1 Kwh = 860 Kcal per fare i 130 Km in 1 h alla velocità di 130 Km/h saranno necessarie : * 860 = Kcal / 130 Km Nella realtà a questa velocità si percorrono 14.2 Km con 1 litro di Gasolio. Occorreranno perciò 130 / 14.2 = 9.16 litri di Gasolio/130 Km poiché ogni litro di Gasolio vale 8520 Kcal/l abbiamo dovuto usare realmente 9.16 * 8520 = Kcal / 130 Km pari a / 130 = Kcal / Km Possiamo ora stendere la seguente tabella di riepilogo Kwh/130 Km Kcal/130 Km Wh/Km Kcal/Km Necessari Usati Avremo un rendimento termico ηte = / = % poiché abbiamo considerato un rendimento meccanico ηm = 0.86 avremo un rendimento totale ηt = * 0.86 = %

18 pag 17 Per questa velocità ( 130 Km/h ) -- il Motore con la trasmissione devono esprimere i seguenti valori minimi: Rm = 30.4 cm = m Forza minima necessaria F = Fv + Fr = = Kg Coppia minima necessaria M = F * Rm = * = Kgm - Descriviamo ora i dati in tabella: Kwh/130 Km---è l'energia necessaria al veicolo per percorrere 130 Km in 1 h alla velocità di 130 Km/h Kwh / 1h = Kw è la potenza necessaria al motore sia che sia Elettrico che a Combustione Interna Kcal / 130 Km---è una equivalenza da Kwh a Kcal per avere in Kcal il valore della energia necessaria per compiere questo lavoro.questa equivalenza è necessaria per calcolare il rendimento Kcal / 130 Km---è l'energia termochimica fornita dal Gasolio bruciato nel motore a Combustione Interna in oggetto per compiere questo lavoro. Per compiere questo lavoro erano necessarie Kcal ne sono state usate Kcal.

19 pag 18 La quantità Q = Kcal / 130 Km Queste Kcal vanno perdute: + Parte nei gas di scarico. + Parte nel radiatore e poi espulse dall'aria. + Parte per irraggiamento del motore. Queste Kcal perciò vanno a riscaldare l'aria circostante. Vediamo per quanta aria -- viene elevata la temperatura di 1 C con questa quantità di Energia. Dalla formula Q = Cm * G * ( tf ti ) dove Q = Quantità di energia = Kcal Cm = Calore specifico medio dell'aria a Pressione Costante = Kcal / Kg * C G = Peso di Aria scaldata -- Kg ( tf - ti ) = Differenza di temperatura = 1 C G = Q / [Cm * ( tf - ti ) ] = / (0.238 * 1) = Kg di Aria Dato che 1 m³ di Aria pesa Kg ( a 15 C e 760 mmhg ) saranno stati scaldati / = m³ pari alla superficie di 1 Ettaro per una altezza di 27 m Ad ogni Km aumenteranno di 1 C / 130 = 2522 Kg di Aria / Km / 130 = 2058 m³ di Aria / Km Questi dati ci dicono chi e cosa produce il Riscaldamento Globale Wh / Km--- è il consumo al Km che si avrebbe se il motore da Kw fosse elettrico Kcal / Km è il consumo specifico reale, del motore a Combustione Interna in oggetto, a questa Velocità.

20 pag 19 --Ora riportiamo in primo piano i litri di Gasolio consumati. Per fare 130 Km in 1h alla velocità di 130 Km/h occorrono 9.16 litri di Gasolio. Poiché 1 litro di Gasolio pesa Kg ( vedi punto 1b ) occorreranno 9.16 * = 7.65 Kg di Gasolio. Dai dati riportati al punto 1b, per bruciare 1 Kg di Gasolio occorrono 14 Kg di Aria. Servono in totale 7.65 * 14 = Kg di Aria pari a / 130 = Kg di Aria / Km Dalla combustione di 7.65 Kg di Gasolio con di Aria si produrranno : * 7.65 = Kg di CO2 / 130 Km ( g / Km ) * 7.65 = 9.18 Kg di Acqua ( H2O ) / 130 Km * 7.65 = 81.1 Kg di Azoti / 130 Km ( N2, Nox ) * 7.65 = 1.38 Kg di Argo / 130 Km A questo punto sono curioso di conoscere i valori di Forza Coppia Potenza alla massima velocità dichiarata di 180 m/s ( 50 m/s ) e alle velocità di 150 Km/h ( m/s ), di 70 Km/h ( m/s ) e di 50 Km/h ( m/s ). Sarà istruttivo conoscere i valori a 50 Km/h e 70 Km/h nella prospettiva di pensare questa auto a Trazione Elettrica a bassa velocità e corto/medio raggio. Per calcolare questi valori ci manca un dato fondamentale quale il consumo al Km a quelle velocità. Per calcolare questi valori ci appoggiamo ai rendimenti termici noti. I rendimenti termici noti sono: ηte = a 90 Km/h ηte = a 100 Km/h ηte = a 130 Km/h

21 pag 20 Di solito il rendimento termico scende alla massima velocità e scende ancora di più andando verso le velocità minime. Sceglieremo perciò i seguenti rendimenti termici : ηte = ηte = ηte = ηte = alla massima velocità di 185 Km/h ---- alla velocità di 150 Km/h ---- alla velocità di 70 Km/h ---- alla velocità di 50 Km/h ) Calcoliamo Forza-Coppia-Potenza necessarie alla Velocità di 150 Km/h ( m/s ) - La resistenza opposta dal mezzo attraversato ( Aria ) per l'auto che viaggia a 150 Km/h vale : Fv = ½ * ρ * Cx * A * V² dove ρ = Densità dell'aria = Kg*s² / m⁴ Cx = Coefficiente di Penetrazione = 0.33 A = Area Frontale Penetrante = 2.04 m² V = Velocità del veicolo = m/s Fv = ½ * * 0.33 * 2.04 * 41.67² = 73 Kg - Ricordando che lo sforzo totale al rotolamento vale: Fr = Kg La Potenza necessaria a questa velocità considerando un rendimento meccanico ηm = 0.86 N150 = ( Fv + Fr ) * V / ( 102 * ηm ) = = ( ) * / ( 102 * 0.86 ) = Kw

22 pag 21 - Per fare 150 Km in 1 h alla velocità di 150 Km/h occorre impegnare Kw * 1 h = Kwh pari a * 1000 / 150 = Wh / Km poiché 1 Kwh = 860 Kcal per fare i 150 Km in 1 h alla velocità di 150 Km/h saranno necessarie : * 860 = Kcal / 150 Km A questa velocità si presume un rendimento termico di ηte = Occorreranno perciò * 100 / 35.8 = Kcal pari a / 150 = 734 Kcal / Km inoltre poiché ogni litro di Gasolio vale 8520 Kcal/l presumiamo di usare / 8520 = litri di gasolio / 150 Km pari a 150 / = Km/l Possiamo ora stendere la seguente tabella di riepilogo Kwh/150 Km Kcal/150 Km Wh/Km Kcal/Km Necessari Usati Avremo un rendimento termico ηte = / = % poiché abbiamo considerato un rendimento meccanico ηm = 0.86 avremo un rendimento totale ηt = * 0.86 = %

23 pag 22 Per questa velocità ( 150 Km/h ) -- il Motore con la trasmissione devono esprimere i seguenti valori minimi: Rm = 30.4 cm = m Forza minima necessaria F = Fv + Fr = = Kg Coppia minima necessaria M = F * Rm = * = Kgm - Descriviamo ora i dati in tabella: Kwh/150 Km---è l'energia necessaria al veicolo per percorrere 150 Km in 1 h alla velocità di 150 Km/h Kwh / 1h = Kw è la potenza necessaria al motore sia che sia Elettrico che a Combustione Interna Kcal / 150 Km---è una equivalenza da Kwh a Kcal per avere in Kcal il valore della energia necessaria per compiere questo lavoro.questa equivalenza è necessaria per calcolare il rendimento Kcal / 150 Km---è l'energia termochimica fornita dal Gasolio bruciato nel motore a Combustione Interna in oggetto per compiere questo lavoro. Per compiere questo lavoro erano necessarie Kcal ne sono state usate Kcal.

24 pag 23 La quantità Q = Kcal / 150 Km Queste Kcal vanno perdute: + Parte nei gas di scarico. + Parte nel radiatore e poi espulse dall'aria. + Parte per irraggiamento del motore. Queste Kcal perciò vanno a riscaldare l'aria circostante. Vediamo per quanta aria -- viene elevata la temperatura di 1 C con questa quantità di Energia. Dalla formula Q = Cm * G * ( tf ti ) dove Q = Quantità di energia = Kcal Cm = Calore specifico medio dell'aria a Pressione Costante = Kcal / Kg * C G = Peso di Aria scaldata -- Kg ( tf - ti ) = Differenza di temperatura = 1 C G = Q / [Cm * ( tf - ti ) ] = / (0.238 * 1) = Kg di Aria Dato che 1 m³ di Aria pesa Kg ( a 15 C e 760 mmhg ) saranno stati scaldati / = m³ pari alla superficie di 1 Ettaro per una altezza di 38 m Ad ogni Km aumenteranno di 1 C / 150 = 3082 Kg di Aria / Km / 150 = 2515 m³ di Aria / Km Questi dati ci dicono chi e cosa produce il Riscaldamento Globale Wh / Km--- è il consumo al Km che si avrebbe se il motore da Kw fosse elettrico Kcal / Km è il consumo specifico reale, del motore a Combustione Interna in oggetto, a questa Velocità.

25 pag 24 --Ora riportiamo in primo piano i litri di Gasolio consumati. Per fare 150 Km in 1h alla velocità di 150 Km/h occorrono litri di Gasolio. Poiché 1 litro di Gasolio pesa Kg ( vedi punto 1b ) occorreranno * = 10.8 Kg di Gasolio. Dai dati riportati al punto 1b, per bruciare 1 Kg di Gasolio occorrono 14 Kg di Aria. Servono in totale 10.8 * 14 = 151 Kg di Aria pari a 151 / 150 = 1 Kg di Aria / Km Dalla combustione di 10.8 Kg di Gasolio con 151 di Aria si produrranno : * 10.8 = Kg di CO2 / 150 Km ( g / Km ) 1.2 * 10.8 = Kg di Acqua ( H2O ) / 150 Km 10.6 * 10.8 = Kg di Azoti / 150 Km ( N2, Nox ) 0.18 * 10.8 = 1.96 Kg di Argo / 150 Km ) Calcoliamo Forza-Coppia-Potenza necessarie alla Velocità di 180 Km/h ( 50 m/s ) - La resistenza opposta dal mezzo attraversato ( Aria ) per l'auto che viaggia a 180 Km/h vale : Fv = ½ * ρ * Cx * A * V² dove ρ = Densità dell'aria = Kg*s² / m⁴ Cx = Coefficiente di Penetrazione = 0.33 A = Area Frontale Penetrante = 2.04 m² V = Velocità del veicolo = 50 m/s Fv = ½ * * 0.33 * 2.04 * 50² = Kg

26 pag 25 - Ricordando che lo sforzo totale al rotolamento vale: Fr = Kg La Potenza necessaria a questa velocità considerando un rendimento meccanico ηm = 0.86 N180 = ( Fv + Fr ) * V / ( 102 * ηm ) = = ( ) * 50 / ( 102 * 0.86 ) = Kw - Per fare 180 Km in 1 h alla velocità di 180 Km/h occorre impegnare Kw * 1 h = Kwh pari a * 1000 / 180 = Wh / Km poiché 1 Kwh = 860 Kcal per fare i 180 Km in 1 h alla velocità di 180 Km/h saranno necessarie : * 860 = Kcal / 180 Km A questa velocità si presume un rendimento termico di ηte = Occorreranno perciò * 100 / 35.5 = Kcal pari a / 180 = 987 Kcal / Km inoltre poiché ogni litro di Gasolio vale 8520 Kcal/l presumiamo di usare / 8520 = litri di gasolio / 180 Km pari a 180 / = 8.64 Km/l Possiamo ora stendere la seguente tabella di riepilogo Kwh/180 Km Kcal/180 Km Wh/Km Kcal/Km Necessari Usati

27 pag 26 Avremo un rendimento termico ηte = / = % poiché abbiamo considerato un rendimento meccanico ηm = 0.86 avremo un rendimento totale ηt = * 0.86 = % Per questa velocità ( 180 Km/h ) -- il Motore con la trasmissione devono esprimere i seguenti valori minimi: Rm = 30.4 cm = m Forza minima necessaria F = Fv + Fr = = Kg Coppia minima necessaria M = F * Rm = * = 39.1 Kgm - Descriviamo ora i dati in tabella: Kwh/180 Km---è l'energia necessaria al veicolo per percorrere 180 Km in 1 h alla velocità di 180 Km/h Kwh / 1h = Kw è la potenza necessaria al motore sia che sia Elettrico che a Combustione Interna.

28 pag Kcal / 180 Km---è una equivalenza da Kwh a Kcal per avere in Kcal il valore della energia necessaria per compiere questo lavoro.questa equivalenza è necessaria per calcolare il rendimento Kcal / 180 Km ---è l'energia termochimica fornita dal Gasolio bruciato nel motore a Combustione Interna in oggetto per compiere questo lavoro. Per compiere questo lavoro erano necessarie Kcal ne sono state usate Kcal. La quantità Q = Kcal / 180 Km Queste Kcal vanno perdute: + Parte nei gas di scarico. + Parte nel radiatore e poi espulse dall'aria. + Parte per irraggiamento del motore. Queste Kcal perciò vanno a riscaldare l'aria circostante. Vediamo per quanta aria -- viene elevata la temperatura di 1 C con questa quantità di Energia. Dalla formula Q = Cm * G * ( tf ti ) dove Q = Quantità di energia = Kcal Cm = Calore specifico medio dell'aria a Pressione Costante = Kcal / Kg * C G = Peso di Aria scaldata -- Kg ( tf - ti ) = Differenza di temperatura = 1 C G = Q / [Cm * ( tf - ti ) ] = / (0.238 * 1) = Kg di Aria Dato che 1 m³ di Aria pesa Kg ( a 15 C e 760 mmhg ) saranno stati scaldati / = m³ pari alla superficie di 1 Ettaro per una altezza di 60 m

29 pag 28 Ad ogni Km aumenteranno di 1 C / 180 = 4146 Kg di Aria / Km / 180 = 3383 m³ di Aria / Km Questi dati ci dicono chi e cosa produce il Riscaldamento Globale Wh / Km--- è il consumo al Km che si avrebbe se il motore da Kw fosse elettrico Kcal / Km è il consumo specifico reale, del motore a Combustione Interna in oggetto, a questa Velocità. --Ora riportiamo in primo piano i litri di Gasolio consumati. Per fare 180 Km in 1h alla velocità di 180 Km/h occorrono litri di Gasolio. Poiché 1 litro di Gasolio pesa Kg ( vedi punto 1b ) occorreranno * = Kg di Gasolio. Dai dati riportati al punto 1b, per bruciare 1 Kg di Gasolio occorrono 14 Kg di Aria. Servono in totale * 14 = Kg di Aria pari a / 180 = Kg di Aria / Km Dalla combustione di Kg di Gasolio con di Aria si produrranno : * = 55.7 Kg di CO2 / 180 Km ( g / Km ) 1.2 * = 20.9 Kg di Acqua ( H2O ) / 180 Km 10.6 * = Kg di Azoti / 180 Km ( N2, Nox ) 0.18 * = 3.13 Kg di Argo / 180 Km

30 pag 29 9) Calcoliamo Forza-Coppia-Potenza necessarie alla Velocità di 70 Km/h ( m/s ) - La resistenza opposta dal mezzo attraversato ( Aria ) per l'auto che viaggia a 70 Km/h vale : Fv = ½ * ρ * Cx * A * V² dove ρ = Densità dell'aria = Kg*s² / m⁴ Cx = Coefficiente di Penetrazione = 0.33 A = Area Frontale Penetrante = 2.04 m² V = Velocità del veicolo = m/s Fv = ½ * * 0.33 * 2.04 * 19.45² = Kg - Ricordando che lo sforzo totale al rotolamento vale: Fr = Kg La Potenza necessaria a questa velocità considerando un rendimento meccanico ηm = 0.86 N70 = ( Fv + Fr ) * V / ( 102 * ηm ) = = ( ) * / ( 102 * 0.86 ) = Kw - Per fare 70 Km in 1 h alla velocità di 70 Km/h occorre impegnare Kw * 1 h = Kwh pari a * 1000 / 70 = Wh / Km poiché 1 Kwh = 860 Kcal per fare i 70 Km in 1 h alla velocità di 70 Km/h saranno necessarie : * 860 = 7504 Kcal / 70 Km A questa velocità si presume un rendimento termico di ηte = Occorreranno perciò 7504 * 100 / 34.5 = Kcal pari a / 70 = Kcal / Km inoltre

31 pag 30 poiché ogni litro di Gasolio vale 8520 Kcal/l presumiamo di usare / 8520 = litri di gasolio / 70 Km pari a 70 / = Km/l Possiamo ora stendere la seguente tabella di riepilogo Kwh/70 Km Kcal/70 Km Wh/Km Kcal/Km Necessari Usati Avremo un rendimento termico ηte = 7504 / = % poiché abbiamo considerato un rendimento meccanico ηm = 0.86 avremo un rendimento totale ηt = * 0.86 = % Per questa velocità ( 70 Km/h ) -- il Motore con la trasmissione devono esprimere i seguenti valori minimi:

32 pag 31 Rm = 30.4 cm = m Forza minima necessaria F = Fv + Fr = = Kg Coppia minima necessaria M = F * Rm = * = Kgm - Descriviamo ora i dati in tabella: Kwh/70 Km---è l'energia necessaria al veicolo per percorrere 70 Km in 1 h alla velocità di 70 Km/h Kwh / 1h = Kw è la potenza necessaria al motore sia che sia Elettrico che a Combustione Interna Kcal / 70 Km---è una equivalenza da Kwh a Kcal per avere in Kcal il valore della energia necessaria per compiere questo lavoro.questa equivalenza è necessaria per calcolare il rendimento Kcal / 70 Km---è l'energia termochimica fornita dal Gasolio bruciato nel motore a Combustione Interna in oggetto per compiere questo lavoro. Per compiere questo lavoro erano necessarie 7504 Kcal ne sono state usate Kcal. La quantità Q = Kcal / 70 Km Queste Kcal vanno perdute: + Parte nei gas di scarico. + Parte nel radiatore e poi espulse dall'aria. + Parte per irraggiamento del motore. Queste Kcal perciò vanno a riscaldare l'aria circostante. Vediamo per quanta aria -- viene elevata la temperatura di 1 C con questa quantità di Energia. Dalla formula Q = Cm * G * ( tf ti ) dove Q = Quantità di energia = Kcal

33 pag 32 Cm = Calore specifico medio dell'aria a Pressione Costante = Kcal / Kg * C G = Peso di Aria scaldata -- Kg ( tf - ti ) = Differenza di temperatura = 1 C G = Q / [Cm * ( tf - ti ) ] = / (0.238 * 1) = Kg di Aria Dato che 1 m³ di Aria pesa Kg ( a 15 C e 760 mmhg ) saranno stati scaldati / = m³ pari alla superficie di 1 Ettaro per una altezza di 7.5 m Ad ogni Km aumenteranno di 1 C / 70 = 1305 Kg di Aria / Km / 70 = 1065 m³ di Aria / Km Questi dati ci dicono chi e cosa produce il Riscaldamento Globale Wh / Km--- è il consumo al Km che si avrebbe se il motore da Kw fosse elettrico Kcal / Km è il consumo specifico reale, del motore a Combustione Interna in oggetto, a questa Velocità. -- Ora riportiamo in primo piano i litri di Gasolio consumati. Per fare 70 Km in 1h alla velocità di 70 Km/h occorrono litri di Gasolio. Poiché 1 litro di Gasolio pesa Kg ( vedi punto 1b ) occorreranno * = Kg di Gasolio. Dai dati riportati al punto 1b, per bruciare 1 Kg di Gasolio occorrono 14 Kg di Aria. Servono in totale * 14 = Kg di Aria pari a / 70 = Kg di Aria / Km Dalla combustione di Kg di Gasolio con di Aria si produrranno :

34 pag * = 6.82 Kg di CO2 / 70 Km ( 97.5 g / Km ) 1.2 * = 2.56 Kg di Acqua ( H2O ) / 70 Km 10.6 * = 22.6 Kg di Azoti / 70 Km ( N2, Nox ) 0.18 * = Kg di Argo / 70 Km ) Calcoliamo Forza-Coppia-Potenza necessarie alla Velocità di 50 Km/h ( m/s ) - La resistenza opposta dal mezzo attraversato ( Aria ) per l'auto che viaggia a 50 Km/h vale : Fv = ½ * ρ * Cx * A * V² dove ρ = Densità dell'aria = Kg*s² / m⁴ Cx = Coefficiente di Penetrazione = 0.33 A = Area Frontale Penetrante = 2.04 m² V = Velocità del veicolo = m/s Fv = ½ * * 0.33 * 2.04 * 13.89² = 8.12 Kg - Ricordando che lo sforzo totale al rotolamento vale: Fr = Kg La Potenza necessaria a questa velocità considerando un rendimento meccanico ηm = 0.86 N50 = ( Fv + Fr ) * V / ( 102 * ηm ) = = ( ) * / ( 102 * 0.86 ) = 5 Kw - Per fare 50 Km in 1 h alla velocità di 50 Km/h occorre impegnare 5 Kw * 1 h = 5 Kwh pari a 5 * 1000 / 50 = 100 Wh / Km poiché 1 Kwh = 860 Kcal per fare i 50 Km in

35 pag 34 1 h alla velocità di 50 Km/h saranno necessarie : 5 * 860 = 4300 Kcal / 50 Km A questa velocità si presume un rendimento termico di ηte = 0.33 Occorreranno perciò 4300 * 100 / 33 = Kcal pari a / 50 = Kcal / Km inoltre poiché ogni litro di Gasolio vale 8520 Kcal/l presumiamo di usare / 8520 = 1.53 litri di gasolio / 50 Km pari a 50 / 1.53 = 32.7 Km/l Possiamo ora stendere la seguente tabella di riepilogo Kwh/50 Km Kcal/50 Km Wh/Km Kcal/Km Necessari Usati Avremo un rendimento termico ηte = 4300 / = % poiché abbiamo considerato un rendimento meccanico ηm = 0.86 avremo un rendimento totale ηt = 0.33 * 0.86 = % Per questa velocità ( 50 Km/h ) -- il Motore con la trasmissione devono esprimere i seguenti valori minimi:

36 pag 35 Rm = 30.4 cm = m Forza minima necessaria F = Fv + Fr = = Kg Coppia minima necessaria M = F * Rm = * = 9.6 Kgm - Descriviamo ora i dati in tabella: + 5 Kwh/50 Km---è l'energia necessaria al veicolo per percorrere 50 Km in 1 h alla velocità di 50 Km/h. 5 Kwh / 1h = 5 Kw è la potenza necessaria al motore sia che sia Elettrico che a Combustione Interna Kcal / 50 Km---è una equivalenza da Kwh a Kcal per avere in Kcal il valore della energia necessaria per compiere questo lavoro.questa equivalenza è necessaria per calcolare il rendimento Kcal / 50 Km---è l'energia termochimica fornita dal Gasolio bruciato nel motore a Combustione Interna in oggetto per compiere questo lavoro. Per compiere questo lavoro erano necessarie 4300 Kcal ne sono state usate Kcal.

37 pag 36 La quantità Q = Kcal / 50 Km Queste Kcal vanno perdute: + Parte nei gas di scarico. + Parte nel radiatore e poi espulse dall'aria. + Parte per irraggiamento del motore. Queste Kcal perciò vanno a riscaldare l'aria circostante. Vediamo per quanta aria -- viene elevata la temperatura di 1 C con questa quantità di Energia. Dalla formula Q = Cm * G * ( tf ti ) dove Q = Quantità di energia = Kcal Cm = Calore specifico medio dell'aria a Pressione Costante = Kcal / Kg * C G = Peso di Aria scaldata -- Kg ( tf - ti ) = Differenza di temperatura = 1 C G = Q / [Cm * ( tf - ti ) ] = / (0.238 * 1) = Kg di Aria Dato che 1 m³ di Aria pesa Kg ( a 15 C e 760 mmhg ) saranno stati scaldati / = m³ pari alla superficie di 1 Ettaro per una altezza di 4.4 m Ad ogni Km aumenteranno di 1 C / 50 = 1095 Kg di Aria / Km / 50 = 893 m³ di Aria / Km Questi dati ci dicono chi e cosa produce il Riscaldamento Globale Wh / Km--- è il consumo al Km che si avrebbe

38 pag 37 se il motore da 5 Kw fosse elettrico Kcal / Km è il consumo specifico reale, del motore a Combustione Interna in oggetto, a questa Velocità. -- Ora riportiamo in primo piano i litri di Gasolio consumati. Per fare 50 Km in 1h alla velocità di 50 Km/h occorrono 1.53 litri di Gasolio. Poiché 1 litro di Gasolio pesa Kg ( vedi punto 1b ) occorreranno 1.53 * = 1.28 Kg di Gasolio. Dai dati riportati al punto 1b, per bruciare 1 Kg di Gasolio occorrono 14 Kg di Aria. Servono in totale 1.28 * 14 = Kg di Aria pari a / 50 = 0.36 Kg di Aria / Km Dalla combustione di 1.28 Kg di Gasolio con di Aria si produrranno : * 1.28 = 4.1 Kg di CO2 / 50 Km ( 82 g / Km ) 1.2 * 1.28 = 1.54 Kg di Acqua ( H2O ) / 50 Km 10.6 * 1.28 = 13.6 Kg di Azoti / 50 Km ( N2, Nox ) 0.18 * 1.28 = 0.23 Kg di Argo / 50 Km Stendiamo ora una tabella di riepilogo finale

39 pag 38 Velocità Km/h 50 Potenza Necessaria KW 5 Coppia Necessaria Kgm Forza Necessaria Kg Forza Dovuta al Rotolamento Kg Forza Resistente dell'aria Kg Energia Necessaria Wh/Km Energia Usata Kcal/Km Gasolio Litri/100 Km Rendimento Totale % Aria Necessaria Kg/Km 0.36 Calore Perduto Kcal/Km Aumento 1 C Kg Aria/Km Aumento 1 C m³aria/km CO2 Prodotti g/km Azoti Prodotti g/km

40 pag 39 Vediamo ora, grazie al cambio di velocità, le Forze - Coppie Potenze ai vari numeri di giri espressi dal Motore. Caratteristiche del motore giri/min Potenza Kw Coppia Nm Caratteristiche del Cambio Marcia 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª RM Rapporto Valori minimi necessari alle varie velocità Velocità Km/h Potenza Necessaria KW Coppia Necessaria Kgm Forza Necessaria Kg

41 pag 40 Grafico delle Performance del motore Potenza max. 80 Kw a 4000 giri/min Coppia max. 240 Nm a 2000 giri/min

42 pag 41 Calcoliamo ora la massima velocità alle varie marce con il motore a 4000 giri/min. ( Ricordando che Rm = m e Lr = m/giro ) V = n * Lr * 60 / (1000 * τ ) dove 60 è per passare a giri/h e = Km/h 1000 è per passare a Km/h τ è il rapporto al cambio 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª Marcia Marcia Marcia Marcia Marcia Marcia 4000 * * 60 / ( 1000 * ) = ~ 37 Km/h 4000 * *60 / ( 1000 * 6.82 ) = ~ 67 Km/h 4000 * * 60 / ( 1000 * ) = ~ 103 Km/h 4000 * * 60 / ( 1000 * 3.23 ) = ~ 142 Km/h 4000 * * 60 / ( 1000 * ) = ~171 Km/h 4000 * * 60 / ( 1000 * ) = ~ 208 Km/h Calcoliamo ora per ogni singola marcia Potenze,Coppie, Forze di Trazione espresse dal motore+cambio+ruota ai vari numeri di giri/min Legenda 33 Kw Potenza del motore a 1500 giri/min 1500 giri/min velocità di rotazione albero motore 215 Nm Coppia espressa dal motore a 1500 giri/min 9.81 per passare da Nm a Kgm Kgm risultato del valore della coppia in Kgm m Raggio ( Rm ) di rivoluzione della ruota motrice 883 Kg Forza di trazione al contatto gomma/asfalto vedi valori completi pagine successive

43 pag 42 1ª Marcia 33 Kw g/min Nm * / 9.81 = Kgm / = 883 Kg 50.5 Kw g/min Nm * / 9.81 = 300 Kgm / = 986 Kg 59.5 Kw g/min Nm * / 9.81 = 285 Kgm / = 937 Kg 68 Kw g/min Nm * / 9.81 = 272 Kgm / = 896 Kg 75.8 Kw g/min Nm * / 9.81 = 260 Kgm / = 855 Kg 80 Kw g/min Nm * / 9.81 = 240 Kgm / = 789 Kg

44 pag 43 2ª Marcia 33 Kw g/min Nm * 6.82 / 9.81 = Kgm / = 491 Kg 50.5 Kw g/min Nm * 6.82 / 9.81 = Kgm / = 548 Kg 59.5 Kw g/min Nm * 6.82 / 9.81 = Kgm / = 521 Kg 68 Kw g/min Nm * 6.82 / 9.81 = Kgm / = 498 Kg 75.8 Kw g/min Nm * 6.82 / 9.81 = Kgm / = 475 Kg 80 Kw g/min Nm * 6.82 / 9.81 = Kgm / = 439 Kg

45 pag 44 3ª Marcia 33 Kw g/min Nm * / 9.81 = 97 Kgm / = 319 Kg 50.5 Kw g/min Nm * / 9.81 = Kgm / = 356 Kg 59.5 Kw g/min Nm * / 9.81 = Kgm / = 338 Kg 68 Kw g/min Nm * / 9.81 = 98.3 Kgm / = 323 Kg 75.8 Kw g/min Nm * / 9.81 = 93.8 Kgm / = 308 Kg 80 Kw g/min Nm * / 9.81 = 86.6 Kgm / = 284 Kg

46 pag 45 4ª Marcia 33 Kw g/min Nm * 3.23 / 9.81 = 70.8 Kgm / = 232 Kg 50.5 Kw g/min Nm * 3.23 / 9.81 = 79 Kgm / = 260 Kg 59.5 Kw g/min Nm * 3.23 / 9.81 = 75 Kgm / = 247 Kg 68 Kw g/min Nm * 3.23 / 9.81 = 71.8 Kgm / = 236 Kg 75.8 Kw g/min Nm * 3.23 / 9.81 = 68.4 Kgm / = 225 Kg 80 Kw g/min - 192Nm * 3.23 / 9.81 = 63.2 Kgm / =208 Kg

47 pag 46 5ª Marcia 33 Kw g/min Nm * / 9.81 = 58.5 Kgm / = 192 Kg 50.5 Kw g/min Nm * / 9.81 = 65.3 Kgm / = 215 Kg 59.5 Kw g/min Nm * / 9.81 = 62.1 Kgm / = 204 Kg 68 Kw g/min Nm * / 9.81 = 59.3 Kgm / = 195 Kg 75.8 Kw g/min Nm * / 9.81 = 56.6 Kgm / = 186 Kg 80 Kw g/min - 192Nm * / 9.81 = 52.3 Kgm / =172 Kg

48 pag 47 6ª Marcia 33 Kw g/min Nm * / 9.81 = 48.4 Kgm / = 159 Kg 50.5 Kw g/min Nm * / 9.81 = 54 Kgm / = 177 Kg 59.5 Kw g/min Nm * / 9.81 = 51.3 Kgm / = 168 Kg 68 Kw g/min Nm * / 9.81 = 49 Kgm / = 161 Kg 75.8 Kw g/min Nm * / 9.81 = 46.8 Kgm / = 154 Kg 80 Kw g/min - 192Nm * / 9.81 = 43.2 Kgm / =142 Kg

49 pag 48

50 pag 49 DATI CONCLUSIVI ** Vediamo ora, per ognuna delle velocità trattate ( 50 / 70 / 90 / 100 / 130 / 150 / 180 Km/h ), le marce migliori da usare. Vedremo le caratteristiche di Potenza, Coppia, Forza di trazione disponibili ( a quella marcia e a quel numero di giri al minuto ) e le confronteremo con quelle che abbiamo calcolato essere necessarie. Calcoleremo inoltre il Consumo Specifico di Gasolio in g/kw * h (grammi di Gasolio per ogni Kw per ogni Ora ) relativo sia alla Potenza disponibile che a quella necessaria. Velocità 50 Km/h Guardando il diagramma delle Forze di Trazione alle varie marce vedi pag 47 - ( avremo potuto portare sulle ordinate i valori della Coppia, avremo ottenuto curve equivalenti ) vediamo che questa velocità è possibile in : 2ª Marcia Migliore a 2974 g/min ( 68 Kw 218 Nm ) 3ª Marcia Possibile a 1930 g/min Ho considerato migliore la 2ª Marcia, perchè ha un buon range sia in accelerazione che in decellerazione, senza bisogno di essere cambiata. Questa marcia infatti ha un range di velocità compresa tra 26 Km/h e 67 Km/h. La 3ª Marcia avrebbe un range di velocità compresa tra 39 Km/h e 103 Km/h -troppo facile superare il limite dei 50 Km/h oppure essere obbligati a passare in 2ª Marcia. Usando la 2ª Marcia a 2974 g/min il motore fornisce

51 pag Kw e 218 Nm. 68 Kw 2974 g/min 218 Nm * 6.82 /9.81 = Kgm / = 498 Kg 68 Kw di Potenza Kgm di Coppia 498 Kg di Forza Per questa velocità abbiamo calcolato che servono : 5 Kw di Potenza 9.6 Kgm di Coppia Kg di Forza A questa velocità abbiamo presunto un consumo di 1.28 Kg Gasolio / 50 Km che alla velocità di 50 Km/h vuol dire anche 1.28 Kg/h * 1000 / 68 = g/kw*h riferito alla Potenza fornibile dal motore 1.28 * 1000 / 5 = 256 g/kw*h riferito alla Potenza necessaria calcolata Velocità 70 Km/h Guardando i diagrammi delle Forze di trazione alle varie marce vedi Pag. 47 (avremo potuto portare nelle ordinate i valori della coppia, avremo ottenute curve equivalenti ) vediamo che questa velocità è possibile in : 3ª Marcia Migliore a 2701 g/min (64 Kw 223 Nm ) 4ª Marcia Possibile a 1972 g/min Ho considerato migliore la 3ª Marcia perchè ha un buon range, sia in accelerazione che in decellerazione, senza bisogno di essere cambiata. Questa marcia infatti ha un range di velocità compreso tra 39 Km/h e 103 Km/h quindi è facile modularla

52 pag 51 per rispettare il limite dei 70 Km/h. Usando la 3ª Marcia a 2700 g/min il motore fornisce 63 Kw e 226 Nm. 63 Kw 2700 g/min 226 Nm * / 9.81 = 102 Kgm / = 335 Kg 63 Kw di Potenza 102 Kgm di coppia 335 Kg Forza Traente Per questa velocità abbiamo calcolato che servono : Kw di Potenza Kgm di Coppia Kg di Forza A questa velocità abbiamo presunto un consumo di Kg di Gasolio / 70 Km che alla velocità di 70 Km/h vuol dire anche Kg/h * 1000 / 63 = g/kw*h riferito alla Potenza fornibile dal motore * 1000 / = g/kw*h riferito alla Potenza necessaria calcolata Velocità 90 Km/h Guardando i diagrammi delle Forze di trazione alle varie marce vedi Pag. 47 (avremo potuto portare nelle ordinate i valori della coppia, avremo ottenute curve equivalenti ) vediamo che questa velocità è possibile in : 3ª Marcia in fine marcia --- da evitare 4ª Marcia Migliore a 2535 g/min ( 59.5 Kw e 228 Nm ) 5ª Marcia Possibile a 2100 g/min 6ª Marcia Inizio marcia da evitare Ho considerato migliore la 4ª Marcia perchè ha un buon range di velocità sia in accelerazione che in decellerazione.

53 pag 52 Questa marcia infatti, ha un range di velocità compreso tra 54 Km/h e 142 Km/h. Usando la 4ª marcia a 2535 g/min il motore fornisce 59.5 Kw 228 Nm Kw 2535 g/min Nm * 3.23 / 9.81 = 75 Kgm / = 246 Kg 59.5 Kw di Potenza 75 Kgm di Coppia 246 Kg Forza Per questa velocità abbiamo calcolato che servono : Kw di Potenza Kgm di Coppia Kg Forza A questa velocità abbiamo un consumo di Kg / 90 Km di Gasolio che alla velocità di 90 Km/hvuol dire anche Kg/h * 1000 / 59.5 = 57.4 g / Kw * h riferito alla Potenza fornibile dal motore * 1000 / = g / Kw * h riferito alla Potenza necessaria calcolata Velocità 100 Km/h Guardando i diagrammi delle Forze di trazione alle varie marce vedi Pag. 47 (avremo potuto portare nelle ordinate i valori della coppia, avremo ottenute curve equivalenti ) vediamo che questa velocità è possibile in : 4ª Marcia - Buona a 2817 g / min 5ª Marcia Migliore a 2330 g /min ( 53 Kw 237 Nm ) 6ª Marcia Possibile a 1926 g / min

54 pag 53 Ho considerato migliore la 5ª marcia perchè copre un range di velocità compreso tra 65 Km/h e 170 Km/h. Praticamente vai in autostrada senza mai cambiare. Avrei potuto scegliere anche la 6ª marcia con un range di velocità da 80 Km/h a 180 Km ma con minori valori di coppia e forza di trazione oppure la 4ª marcia con un range di velocità compreso tra 54 Km/h e 142 Km/h ma troppo vicino a fine marcia per una velocità di crociera in autostrada di Km/h. Usando la 5ª Marcia a 2330 g /min il motore fornisce 53 Kw 237 Nm. 53 Kw 2330 g/min 237 Nm * / 9.81 = 64 Kgm / = 212 Kg 53 Kw di Potenza 64 Kgm di Coppia 212 Kg di Forza Traente Per questa velocità abbiamo calcolato che servono : 17.7 Kw di Potenza 16.7 Kgm di Coppia 55.9 Kg di Forza A questa velocità abbiamo un consumo di Kg di Gasolio / 100 Km che alla velocità di 100 Km/h vuol dire anche Kg / h * 1000 / 53 = 79.6 g / Kw * h riferito alla potenza fornibile dal motore * 1000 / 17.7 = g / Kw * h riferito alla potenza necessaria calcolata

55 pag 54 Velocità 130 Km/h Guardando i diagrammi delle Forze di trazione alle varie marce vedi Pag. 47 (avremo potuto portare nelle ordinate i valori della coppia, avremo ottenute curve equivalenti ) vediamo che questa velocità è possibile in : 4ª Marcia in fine marcia da evitare 5ª Marcia Buona - a 3029 g/min 6ª Marcia Migliore a 2504 g /min ( 59.5 Kw 228 Nm ) Ho considerato migliore la 6ª marcia perchè ha un range da 80 Km/h a 180 Km/h, praticamente in autostrada si tengono tutte le velocità senza mai cambiare. Usando la 6ª marcia a 2504 g /min il motore fornisce 59.5 Kw e 228 Nm Kw 2504 g/min 228 Nm * / 9.81 = 51.3 Kgm /0.304 = 168 Kg 59.5 Kw di Potenza 51.3 Kgm di Coppia 168 Kg di Forza Traente Per questa velocità abbiamo calcolato che servono : Kw di Potenza Kgm di Coppia 168 Kg di Forza A questa velocità abbiamo un consumo di 7.65 Kg di Gasolio / 130 Km che alla velocità di 130 Km/h vuol anche dire 7.65 Kg / h * 1000 / 59.5 = g / Kw * h riferito alla potenza fornibile dal motore 7.65 * 1000 / = g / Kw * h riferito alla potenza necessaria calcolata.

56 pag 55 Velocità 150 Km/h Guardando i diagrammi delle Forze di trazione alle varie marce vedi Pag. 47 (avremo potuto portare nelle ordinate i valori della coppia, avremo ottenute curve equivalenti ) vediamo che questa velocità è possibile in : 5ª Marcia Possibile però verso fine marcia 6ª Marcia Migliore a 2890 g/min ( 67 Kw 222 Nm ) Ho considerato migliore la 6ª marcia perchè ha un range da 80 Km/h a 180 Km/h, praticamente in autostrada si tengono tutte le velocità senza mai cambiare. Usando la 6ª marcia a 2890 g /min il motore fornisce 67 Kw e 222 Nm. 67 Kw 2890 g/min 222 Nm * / 9.81 = 50 Kgm /0.304 = 164 Kg 67 Kw di Potenza 50 Kgm di Coppia 164 Kg di Forza Traente Per questa velocità abbiamo calcolato che servono : Kw di Potenza Kgm di Coppia Kg di Forza A questa velocità abbiamo un consumo di 10.8 Kg di Gasolio / 150 Km che alla velocità di 150 Km/h vuol anche dire 10.8 Kg / h * 1000 / 67 = g / Kw * h riferito alla potenza fornibile dal motore 10.8 * 1000 / = g / Kw * h riferito alla potenza necessaria calcolata.

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