Motore per alta quota autoraffreddatore (I)

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Alessandra Mattei
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1 Motore per alta quota autoraffreddatore (I) DKI.L' ING. LUIGI STIPA. RIASSUNTO: L 'A. chiarisce e illustra alcuni punti di una sua precedente comunicazione al IV Congresso Inte.nazionale di Navigazione Aerea, rela.tiva. a 1m tipo di motore da lui ideato, a sei tempi, con rn.ft'rcddamento affidato alla. miscela. aspiratnta, atto al funziolll.unento ad alta quota. Al Congresso Internazionale di Navigazione Aerea tenutosi a Roma ebbi l'onore di presentare una memoria riguardante precisamente il «Motore per alta quota autoraffreddatore. La mia comunicazione dette origine ad una discussione, a seguito della quale mi è sembrato opportuno completare e chiarire i concetti allora espressi. Per quanto riguarda il funzionamento del motore, si supponga che la camera aggiunta sia posta lateralmente e si supponga di trovarsi a quota di circa 550 metri. I~ pistone inizia la prima aspirazione, partendo dal punto morto superiore, aprendosi la valvola di aspirazione a; (fig. 1) nel ciclo si percorre il tratto F - G (fig. 2). Il pistone comprime la miscela aspirata risalendo dal punto morto inferiore al superiore, e mentre risale si apre la valvola c della camera B, cosicchè la compressione avviene nello spazio morto e nella camera B che ha un volume di circa 4/ 10 di A. AI termine di questa fase si avrà nella camera laterale la pressione di due atmosfere; cioè nel ciclo si è percorso il tratto G - H. Sempre al termine di questa fase si clùude la valvola c della (1) Comunicazione pl'esejjtntn al Congresso Annuale dell'a. I. D. A. - Torit\o, settembre 1928 (VI).

Al Congresso Internazionale di Navigazione Aerea tenutosi a Roma ebbi l'onore di presentare una memoria riguardante precisamente il «Motore per alta quota autoraffreddatore.

2 dell'associazione lialiana di Acrotecnica 1037 camera B e dopo un intervallo che corrispontle allo spazio che occorre ah 'espansione del gas rimasto nella camera. di scoppio c compresso a 2 atmosfere, si riapre la valvola a di aspu"azione e quindi llllovq gas entrerà ]Jel cilindro. Nel ciclo si percorre la linea H -il' - G, cioè ci si ritrova come prima alla fine della prima aspirazio,ne. Terminata la seconda aspirazione e mentre il pistone è per iniziru'e la corsa di salita verso il punto morto superiore, la valvola c della camera B si apre e il gas che si trova alla pressione di due atmosfere, si riversa Del cilindro_ La pressiode della mi.cela che è Del cilindro si porta a circa 0,9 atmosfere; cioè nel ciclo si sale nel punto v- II pistone segue la sua COrsa e comprillle la miscela sino al punto superiore sino a portarla a 7 atmosfere, cioè a quella stessa compressione ch"e un motore può a,-ere a quota 0_ Nel ciclo sino a1 punto L. Poscia avviene lo scoppio e la pressione sale sino al punto N. Lo stantuffo esegue la fase di espansione e poi lo scarico. Nel ciclo si palma da N ad M ad F. 11 motore orclinario a 4 tempi che ftlllziona a quota 5500 metri invece realizza il ciclo seguente. Da F a G aspirazione; da G ad L' compressione; da U ad N' scoppio j da N' ad ~1' espansione j da M' ad ~.., scarico. Dal funzionamento ad alta quota si passa a quello a baf;sa quota llel motore a 6 tempi, regolando l'entrata della miscela nel cilindro. Dal raffronto dei due cicli, si vede subito quale è il guadagno di potenza nel ciclo che si verifica con 6 tempi. Il motore a 6 tempi però perde rispetto al motore a 4 tempi un terzo di potenza, il che equivale aù avere un motore che ha un peso specifico alullentato rispetto al 4 tempi. 1m porta principalmente il peso specifico e non tanto la quantità di potenza di un motore poichè la mancanza di potenza si può supplire con più motori purchè resti però invariato il peso totale dei motori per unità di potenza. Si cerca di correggere l'inconveniente sopra accennato e riportare il motore ad avere lo stesso peso specifico adottando la seguente disposizione della camera aggiunta. (Fig. 3). Si metta la camera concentricamente al cilindro motore, sì da sostituire la camicia d'acqua e da farne le funzioni.

Nel ciclo si percorre la linea H -il' - G, cioè ci si ritrova come prima alla fine della prima aspirazio,ne.

3 ~~ d - :,r-r;~ Fig. 1. Fig, 3. zo 1 " " "". " 'l N' \ u," 7 6 ~ 4 l I L L' \,,,,,,, f I-.f ",, "- " '- -- M'.:~ ~F~::==::::~-:-::-:-:-::-::~~::==~G ~~ li'ig.2.

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4 deli'as.c;odqzù'ne Jtrrliana di Aerotecnica 1039 Intanto si esamini la quantitiì di calorie che si debbono asportare; all'uopo si prenda un motore ~'iat A. 20. n motore Fiat A. 20 normale a 4 tempi ha le seguenti caratteristic!.e ricavate da esperimenti diretti: Numero dei giri Potenza sviluppata Cilindrata totale. Consumo orario di combu::itibile. Portata della pompa acqua»»»» Litri per HP Temperatura d.ll' acqua (entrata)»» (usoita) Differenza Giri della pompa Calorie asportate per ora al millut.o primo HP 4'~() It. 18,70 gr. jhp.or~ 240 It. 21J fi l luiuutu primo It. 1284,,11'ora 30,60 65' 75' lo' 2575 al miulilo pnmo Le caratteristiche òel nuovo motore Fiat A. 20 modificato sa ranno: N. dei gm. Potenza. Consumo orario di combustibile Ci I i udrata totale. HP. 280 X Kg. 0,120 = Kg. 33,60ù al loinuto pl'lmo HP 2fl() gr.jhl:'. or It. 18,70 Si suppone eh..:! solo tm 'aspirazione concorra al raffreddamento del motore; cioè la. prima aspirazione. Quantità d 'aria che concorre al raffreddamento, tenendo solo conto di lilla aspirazione: Gh~ 2060 : 3 = 687 giri al 1'. 687 X 60 = (numcro dellc aspirazioni all'ora) X 18,70 = It It = mc.770,814. mc. 70,8H X 1,29 = Kg. 994,332 (peso totale dell 'ada per ora). Kg. 994, ,600 = Kg. 1027,932 (quantità totale che con corre al raffreddamento). TI calore specifico della miscela si assume eguale a 0,4 (si tenga

Portata della pompa acqua»»»» Litri per HP Temperatura d.ll' acqua (entrata)»» (usoita) Differenza Giri della pompa Calorie asportate per ora.. 2060 al millut.o primo HP 4'~() It. 18,70 gr. jhp.

5 1040 " L'Aerotecllica,. - Giornale ed Atti presente che questo coefficiente è giustamente raddoppiato avvenendo variazione di pressioni nella camera ed anche essendo aria miscelata). Se si ammette che la miscela può assorbire 210" (adoperando benzine meno volatili), le calorie asportate dalla miscela ristùtano: Kg X 210 X 0,4 = calorie/ora. La quantità di calorie asportate dall 'acqua di raff"eddamento nel caso del motore modificato ma raffreddato ad acqua è di 2/~ di quella del motore normale e cioè: 2/3 X = calorie. Tel.uto cento dell'anmento della temperatura della miscela per effetto della compressione si ftvl'à in definitiva uua temperatura massima della miscela di 250'. Rimane ora da determujare quale dovrà essere la superficie di raffredrbmento del cilindro che permette di realizzare la condizione di raffrcjdampnto ~opl'a pre-rista. PriaUl di far ciò OCCOrre tuttavia che la converuellza e po!:;sibilità del ciclo a sei tempi con autoraff"eddamento sia definitivamente e sicuramente accertat.a, in relazione con le proprietà fisiche del lubrificante e con le proprietà chimiche della miscela. Trattasi di punti fostanziali per la risoluzione integrale del problema, ed io spero che jj breve cenno fattone in questa riunione possa servire di stimolo ai competenti a voler approfondire con studi ed e sperimenti la possibilità prlllica di tale risoluzione che, se attuata, apporterebbe non trascul'abili vantaggi, fra i quali l'utilizzazione del calore che oggi si perde col raffreddamento ad acqua o con quello ad aria libera.

La quantità di calorie asportate dall 'acqua di raff"eddamento nel caso del motore modificato ma raffreddato ad acqua è di 2/~ di quella del motore normale e cioè: 2/3 X 128.400 = 85.600 calorie. Tel.

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