Camera d'espansione: differenze tra le versioni

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==Funzione==

[[Immagine:Arbeitsweise Zweitakt.gif|thumb|Funzionamento di un motore moderno a 2 tempi, che sfrutta le risonanze dell'espansione]]

La camera d'espansione è un dispositivo che ha la funzione di controllare il periodo di risonanza delle onde di pressione allo scarico, creando le migliori condizioni di funzionamento per il motore. Tale dispositivo, in pratica ha la funzione di aspirare al proprio interno i gas combusti espulsi dal cilindro : grazie al primo tratto della camera di espansione, chiamato, cono divergente, si crea nel cilindro una depressione sfruttata per aspirare una carica fresca di miscela aria-[[benzina]]-[[Olio (lubrificante)|olio]], presente nel [[Carter (meccanica)|carter]]. Dato che una parte della carica fresca uscirà dallo scarico, tutta o parte di questa carica dovrà essere pompata nuovamente nel cilindro, dove contribuirà alla [[combustione|combustione,]] grazie all'onda di pressione che si è creata nella camera di espansione grazie alla sua parte terminale, chiamata cono convergente. Per realizzare questo dispositivo si effettuano calcoli e prove sperimentali grazie ai quali è possibile effetturaeffettuare un corretto dimensionamento dei diversi elementi che la compongono.

==Caratteristiche funzionali==

===Parti dell'espansione===

La camera d'espansione è costituita da più parti che hanno diverse funzioni :

*'''[[Collettore]]''': è un condotto di giunzione utile a raccordare la luce di scarico del cilindro con il cono divergente. Inoltre serve a regolare in modo opportuno il tempo con cui il cono divergente intercetta l'onda di depressione. Generalmente è un tratto leggermente conico, quasi cilindrico.

*'''Cono divergente''': la sua funzione consiste nel facilitare la fuoriuscita dei gas, quando si scoprono le luci di travaso, generando una depressione nel cilindro. In base alle sue misure si può decidere quanto facilitare la fuoriuscita dei gas e l'arco d'utilizzazione del motore : per esempio, un cono molto pronunciato genera un'onda molto forte, ma avrà un arco d'intonazione ristretto.

*'''Cilindro a sezione costante''': questa è una parte semplice, ma molto importante, infatti determina l'istante in cui l'onda di compressione dei gas si presenta alla luce di scarico, cioè nell'istante in cui si chiudono le luci di travaso.

*'''Cono convergente''': il cono convergente determina, a seconda delle sue misure, l'arco temporale e l'intensità dell'onda di compressione dei gas di scarico; per esempio, nel caso di cono con un angolo molto grande si genera un'onda molto forte, ma si avrà un arco d'intonazione ristretto.

*'''Spillo, compreso il ''[[Silenziatore (motore)|silenziatore]]''''' : questa parte è importante, perché determina la velocità di svuotamento della camera d'espansione, andando a modificare anche la temperatura interna della stessa, e di conseguenza la velocità del suono con cui si propagano le onde di pressione : questo influisce sull'intensità dell'onda di risonanza dei gas di scarico. Adoperando spillo/silenziatore corti e/o sezioni grandi si avranno onde di risonanze più deboli, favorendo il funzionamento del motore prima del regime d'intonazione massima, mentre con uno spillo/silenziatori lungo e/o sezioni piccole si avranno onde di risonanze più intense, favorendo il funzionamento del motore oltre il regime d'intonazione massima.

===Misure coni===

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**''[[Valvola di contropressione|'''Valvola di scarico''']]''''':''' presente in ingresso al collettore dell'espansione, modifica la fasatura di scarico, permettendo all'onda di risonanza di arrivare alla luce di scarico nel momento più opportuno.

**'''''Boccole'':''' utilizzando boccole di lunghezza diversa dall'originale si modifica l'intonazione dell'espansione; adoperando una boccola più corta si migliora il funzionamento agli alti regimi, mentre con boccole più lunghe si migliorano le prestazioni ai regimi inferiori.

**'''''Collettore intercambiabile'': il collettore può essere di varie lunghezze;''' si trova incassato all'espansione e generalmente fissato tramite molle. Adoperando un collettore corto si migliora il funzionamento agli alti regimi, mentre con un collettore lungo si migliora aii bassi regimi.

**'''''Gradino''''': il passaggio dei gas di scarico da una sezione dia diametro minore aad una dia diametro maggiore, increa modoquasi netto creaistantaneamente delle turbolenze che rallentano i fumi in uscita dal cilindro (generalmente<ref>Generalmente tra boccola ed espansione).</ref>; questa struttura fisica, soprattutto quando non si ha un'apertura rapida della luce di scarico, (bassi regimi), aumenta l'arco d'intonazione, ma tende a ridurre l'intensità dell'intonazione massima. Generalmente viene usata su veicoli da competizione assieme all'[[ugello di de Laval]].

**'''''Spillo intercambiabile''''': lo spillo viene fissato tramite una fascetta metallica presente sul cono convergente; lo spillo viene, fissato evitando che esso entri nel cono convergente e viene bloccato mediante una vite;. questoQuesto sistema permette d'di utilizzare spilli di variadiversa lunghezza (e senza variarne il diametro), in modo da modificare il comportamento del motore: utilizzando spilli più corti si migliora il funzionamento del motore a regimi inferiori rispetto a quello d'intonazione massima, mentre utilizzando spilli più lunghi si migliora il funzionamento a regimi superiori rispetto a quello d'intonazione massima.

**'''''Scarico dia lunghezza variabile''''': sistema che prevede la modificazionemodifica delle dimensioni dello scarico

***'''''Scarico dia lunghezza variabile in modo continuo''''': è un sistema che richiede uno scarico rettilineo, di difficile posizionamento su un veicolo, per questo difficile da realizzare.

***'''''Scarico di lunghezza variabile in modo discreto''''': è un sistema che prevede due condotti di scarico separati, in cui il flusso di gas viene selettivamente indirizzato mediante dispositivi di sezionamento; si privilegia un condotto rispetto all'altro a seconda della diversa intonazione dei condotti in base al regime di funzionamento del motore.

*'''Termodinamici''': metodi che controllano in modo indiretto la temperatura dei gas di scarico e di conseguenza la velocità di propagazione delle onde di pressione:

**'''''Variazione dell'anticipo''''': questo accorgimento ha un effetto molto ridotto sull'espansione, per questo è generalmente studiatotestato per migliorare solo la combustione.

**'''''Iniezione d'acqua''''': iniettando acqua nell'espansione si rallentano i gas di scarico riducendo la loro temperatura, questo accorgimento ha effetti simili a quelli generati dalla valvola di scarico ed è paragonabile allo "scarico di lunghezza variabile" per quel che riguarda i risultati; questo sistema venne usato sulle moto Honda del [[motomondiale]] a partire dagli anni novanta.

**''Schermo termico copriscarico'': questo schermo può essere costituito da [[carta stagnola]] o da nastro termico, permette di diminuire le perdite termiche e migliora le prestazioni agli alti regimi spostando l'intonazione massima a un regime superiore, andando a modificare la progressione dei gas nello scarico.

***''Schermatura del cono divergente (dall'inizio dell'espansione fino all'inizio della sezione cilindrica)'': si velocizzano i gas in tutto lo scarico, specialmente nella parte iniziale dello stesso, migliorando la loro estrazione dal cilindro senza alterare l'arco d'intonazione e l'intonazione massima, che si sposta a un regime più alto.