Lavorazione testata

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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 25/10/2019, 11:12

Teniamo presente che abbassando il valore di squish, si aumenta il rapporto di compressione, quindi ad ogni step di abbassamento dello squish si dovrà verificare:

- rapporto di compressione effettivo
- altezza di squish effettiva
- traferro valvole/pistone

Anzitutto, analizziamo la forma del cielo pistone dei motori Ducati moderni:

Pistone motori Desmodue - DS - EVO originale:
Pistoni 2V DS ori 2.jpg
Pistoni 2V DS ori.jpg
Pistone motori Desmodue - DS - EVO HC:
Pistoni 2V DS.jpg
Pistone motori Desmoquattro - Testastretta - EVO originale:
Pistoni TS ori 1.jpg
Pistoni TS ori 3.jpg
Pistone motori Desmoquattro - Testastretta - EVO HC:
Pistoni HC 999.jpg
Come si nota, la zona del pistone in cui va a lavorare l'area di squish è piatta e parallela al piano cilindro/testa. Questo significa che andando a modificare l'altezza di squish spianando il piano di appoggio della testata si riesce ad ottenere una lavorazione che permette di mantenere un risultato affidabile senza dover poi flussare la testa avendo utilizzato una divergenza dell'area di squish della testa (verso la camera di scoppio) di versa dall'originale.

Quanto si può arrivare a spianare una testata originale? Al massimo si può arrivare al limite delle sedi valvole di aspirazione/scarico, senza interessarle alla lavorazione e senza andarne a modificare la posizione di incasso nella testa. Ecco un esempio di una lavorazione di spianatura portata al limite, fatta su una testa originale da parte di un notissimo preparatore nostrano (parliamo di una testa NCR!!):

Testata DS originale:
IMAG1832.jpg
Testata DS con altezza di squish modificata:
NCR_2.jpg
Notate che la zona della camera di scoppio non è stata toccata (si tratta di una testa utilizzata su una NCR New Blue) ed il RC è stato poi ulteriormente aumentato utilizzando dei pistoni speciali. Si tratta, comunque, di una moto ad uso esclusivo pista e piuttosto tirata nelle prestazioni, con modifiche importanti anche all'albero motore, bielle, ecc.!

... cosa ne pensate??

... to be continued...

Ciao

Marco
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Re: Lavorazione testata

Messaggio da monsterinside » 25/10/2019, 19:44

Io noto che i pistoni del mio 1078 ds sono diversi da quelli postati da te. Forse i DS evo hanno un RC più alto?
Sbaglio o le sedi della New blue sono più GRANDI? :affraid:


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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 26/10/2019, 7:28

Le foto sono solo di esempio sulla tipologia di pistone 2V - 4V e per far notare che le aree adiacenti allo squish hanno forma piatta.
I 1000-1100 DS, rispetto agli EVO anno le teste conformate in modo leggermente differente e un rapporto compressione che è dichiarato 10.7 per i DS e 11.3:1 per gli EVO. Fra i due motori ci sono differenze anche nelle camme, dove sugli EVO sono utilizzate quelle che erano indicate come camme kit DP per i DS.

Eh si... la New Blue ha anche le valvole di aspirazione più grosse!! Originali sui 1000-1100 sono da 45 mm. per l'aspirazione e di 40 mm. per lo scarico - in acciaio, il kit NCR le propone da 47 mm. per l'aspirazione e di 40 mm. per lo scarico - in titanio.

Ciao

Marco


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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 26/10/2019, 8:00

Sui motori 2V, spianare la testa permette una diminuzione dell'altezza di squish, senza andare a toccare i cilindri sul piano di accoppiamento cilindro/testa, in modo piuttosto sensibile.

Sui motori 4V, la situazione è un pò diversa. Sono motori strutturalmente già pensati per dare prestazioni ed infatti, la situazione che ci si trova davanti guardando una camera di scoppio di un Desmoqattro, Testastretta, ecc. è questa:
Squish_4T.jpg
Si nota che l'area di squish è già di suo "tirata" ai profili valvola. In questo caso le vie sono due:

- lavorare sugli spessori delle guarnizioni della base cilindro
- spianare i cilindri sul piano di accoppiamento cilindro/testa

In entrambi i casi (sia per i 2V che per i 4V), si può correggere e regolare l'altezza di squish in sede di lavorazione andando a modificare gli spessori delle guarnizioni della base cilindro.

In tutti i casi, si deve poi verificare il valore del rapporto di compressione per evitare che si arrivi a valori critici per l'affidabilità del gruppo imbiellaggio, questo in particolare per i 2V dove il materiale che si riesce a togliere dalla testa è decisamente superiore rispetto ai 4V.

... to be continued...

Ciao

Marco
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Re: Lavorazione testata

Messaggio da monsterinside » 26/10/2019, 11:06

Sul mio motore (ricorso che ha basamento s4rs e pistoni cilindri teste hyper 1100)ho calcolato un RC di 10. Sarebbe saggio far spianare le teste per aumentarlo? Non posso togliere le guarnizioni base cilindro perché, non so come,mi trovo con uno squish di 1.2. Quale sarebbe un valore accettabile massimo senza comprometterne l'affidabilità?
Dimenticavo... Abbassando la testa, c'è il rischio che le valvole tocchino sul pistone?


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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 28/10/2019, 7:20

Con un RC 10:1 puoi permetterti tranquillamente di salire di rapporto spianando la testata. Facendolo non vai a ridurre l'altezza di squish, visto che sul DS/EVO la misura minima dello squish la raggiungi sul bordo del pistone/area di squish adiacenti alla superficie del cilindro. Come dicevo sopra, un RC di 11,5/1 (pari al motore EVO, sostanzialmente) permette di lavorare con il motore in sicurezza.

Ad 1.2 di squish sei messo bene per un motore prettamente stradale ed a utilizzo pista senza andare a cambiare bielle e pistoni.

Discorso distanza valvole/pistone: è un successivo passaggio che dovevo affrontare. Andando ad avvicinare la testa al pistone con una spianata, chiaramente deve essere verificata la distanza fra i funghi valvola ed il cielo del pistone per tenerli a distanza di sicurezza per evitare che a caldo ed a seguito delle deformazioni plastiche cui si va in contro con l'utilizzo piuttosto spinto, si abbiano catastrofiche interferenze.
La procedura di controllo è analoga a quella della verifica dell'altezza di squish. Si piazza del filo di stagno (da almeno 2 mm. di spessore) all'interno delle sacche del pistone e lo si porta al PMS.
Verifica distanza valvole.jpg
Si monta quindi la testa tirandola alla coppia di avvicinamento e si fa ruotare a mano l'albero a camme, andando a schiacciare con il fungo valvola lo stagno. Si rismonta la testa e si misura lo spessore dello stagno. Di regola, una distanza di minima concessa di sicurezza è quella minima di squish. Nel caso dei motori Ducati 2V - 4V ci si può spingere a tenere tollerabile una distanza pari all'altezza di squish meno un 10%, non oltre.

Nel caso si abbia una distanza minima inferiore al previsto, si dovrà andare a lavorare la sacca valvole per asportazione di materiale, per portare la distanza minima in un range di valore di sicurezza, non ci sono alternative!! Considerate che sotto al cielo del pistone il materiale è parecchio ed una lavorazione in questa zona, fatta a modo da un centro di rettifica, consente di non alterare l'affidabilità del pistone.

Ciao

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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 31/10/2019, 10:48

Una volta sistemato lo squish, sarà necessario verificare il RC. Anzitutto per accertare che sia pareggiato fra i due cilindri e conseguentemente che non si sia saliti troppo di rapporto. Questo per evitare problemi di detonazione e/o sollecitazioni eccessive a pistoni e bielle.

In particolare sui 2V, se si è lavorato lo squish sino a portarlo al limitare delle sedi valvole, si rischia di salire troppo di RC. Comunque, per lavorare con la componentistica originale, consiglierei - in via generale - di non andare oltre ad un 12/1 sui 2V ed un 13/1 sui 4V. Nel caso che Alla verifica ci si trovi a stare troppo alti di RC si dovrà asportare materiale per portarlo a valori che rientrino nella "norma" e... iniziamo a capire dove lavorare la camera di scoppio in modo conveniente :wink:

Vi propongo la foto di una camera di scoppio Desmoquattro 996. Una originale e l'altra decisamente pompata... a parte la lucidatura a specchio, a livello di camera di scoppio, dove notate la differenza maggiore?
996RS.jpg
Ducati 996 Head.jpeg
Ciao

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Re: Lavorazione testata

Messaggio da monsterinside » 31/10/2019, 13:12

Si vede che la testa é stata abbassata ed é aumenta l'area si squish. La raccordatura delle sacche laterali non so se é dovuta alla lucidatura o se sia una modifica....


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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 02/11/2019, 17:14

Esatto, le due "sacche" poste ai lati della camera di scoppio. Sulla testata pompata sono state sostanzialmente eliminate in favore di una camera di scoppio con un disegno decisamente più pulito. Sui motori originali le protuberanze che formano le sacche hanno la funzione di aumentare la turbolenza dei gas nella camera di scoppio in favore di una migliore combustione ai bassi regimi.
Ora, analizziamo quelle che sono i disegni delle camere di scoppio che hanno il migliore rendimento in prestazioni assolute: le camere di scoppio dei motori 2 tempi:
testa-ktm-sx-125-150.jpg
Questa è una testa per un motore 2T KTM 125-150 cc.. Parliamo quindi di una testa per un motore da competizione dove si prediligono le prestazioni pure... bene, come si può notare il disegno è assolutamente pulito e lineare, camera di scoppio emisferica, squish ben definito, bordo squish/camera di scoppio stondato, candela centrale. Niente protuberanze per la turbolenza e cose simili.

Quella (le protuberanze) è la prima zona di intervento su una camera di scoppio se si desidera enfatizzare le prestazioni e gli alti regimi di rotazione. Addirittura, meglio sacrificare qualche decimo di punto di RC in favore di una camera di scoppio con un disegno più pulito ed efficiente per far girare alto il motore, spostare in alto il regime di coppia e quindi aumentare la potenza, in sfavore di una linearità di erogazione a partire dai bassi regimi.

Eccovi alcuni esempi di motori che sono stati lavorati (in modo decisamente eccellente) in questo particolare. Da precisare che su queste testate non si è proceduto a spianare la testata in quanto si sono utilizzati dei pistoni HC.

Testata motore 1000/1100 DS
Testa 1000DS tune.jpg
Testata 996 base
996 Bip Tune.jpg
Testata 998 base/S
998 Tune.jpg
Ciao

Marco
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Re: Lavorazione testata

Messaggio da monsterinside » 02/11/2019, 19:31

2 domande:
- aumentare il RC non comporta un murare agli alti regimi in quanto il motore "forza" di più avendo più compressione?
-nella foto del DS 2V é stata armonizzata la camera di scoppio eliminando quelle protuberanze giusto? Si sente tanto la differenza ai bassi/alti facendo solo questa modifica?


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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 04/11/2019, 10:06

Il concetto di base è questo:

aumentare il rapporto di compressione aumenta il rendimento termodinamico del motore perchè aumentando la pressione della miscela A/B se ne aumenta l'entropia e quindi la sua capacità di bruciare meglio e più in fretta. Per questo, ad un aumento del RC si pensa a ripulire la camera di combustione per renderla il più possibile simile ad una forma emisferica che resta la forma migliore per farlo funzionare e si vanno ad eliminare i così detti "punti caldi" di accumulo di temperatura (spigoli, increspature, ecc.) che su un motore compresso e che gira bello pompato possono dare inizio a fenomeni di preaccensione e/o detonazione.

Chiaramente si devono rispettare alcuni parametri, dettati dalla tipologia del motore, dai materiali utilizzati per imbiellaggio, pistoni, ecc., fase motore, anticipi accensione ed iniezione, del tipo di carburante utilizzato, ecc.. altrimenti si ha che il motore - come dici te - in alto mura.
Per dire, i motori 999RS avevano un rapporto di compressione che (per un motore as-is) arrivava ad un valore di 15.8/1 ma girava a 12.500 giri/' con una potenza di circa 190 cavalli... ti lascio immaginare un motore 999F che, posso dirti, frullava a 14.000 giri/' con una potenza che sforava i 200 cavalli. Ed il RC non era quella delle RS!!
Arrivare a certi valori di RC su un motore che, come stiamo analizzando, si pone la base di partenza di una elaborazione "da garage" è impensabile. Risulterebbe impossibile anche solo riuscire ad accenderlo.

I valori che ho proposto sono adatti per una modifica al RC di un motore di derivazione e materiali "stradali" senza andare troppo a solleticare la sua affidabilità, ma consentendogli di funzionare al meglio :D

Ciao

Marco


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Re: Lavorazione testata

Messaggio da monsterinside » 04/11/2019, 13:03

Perfetto grazie. Scusa le mie mille domande ma quando entriamo in argomenti tecnici mi "imbarzottisco" in maniera evidente


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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 09/11/2019, 10:43

Direi che la parte riguardante la camera di scoppio, RC, squish è stata tutto sommato analizzata. Ora iniziamo a risalire lungo i condotti di aspirazione e scarico, a partire dalle sedi valvola.

Nella lavorazione dei condotti della testa è anzitutto importante andare ad eliminare tutte quelle imperfezioni, gradini, ecc. che sono dovuti alla produzione di serie. Già andando a portare i condotti a quelle che sono le specifiche delle misure e finiture da progetto si ottengono risultati! Come accennavo, iniziamo dalle sedi valvola e dalla loro raccordatura con i condotti di aspirazione e scarico.

Le sedi valvola sono piantate per interferenza nella fusione della testata e, per ovvie ragioni dovute alla loro produzione di serie, hanno una forma perfettamente circolare che spesso non si raccorda adeguatamente con il condotto dove lavorano. Oltre a questo, nella zona immediatamente sopra il fungo valvola sono leggermente ristrette. Per una preparazione su un motore da pista si opera su due fronti:

- allargamento della zona/fascia di raccordo della sede valvola con il condotto
- raccordatura sede valvola con il condotto

Sui motori più recenti questi particolari vengono rifiniti sommariamente già in linea di montaggio, tanto che girano voci di leggendarie testate lavorate in Ducati e poi montate su motori di serie... evviva... :drunken:

Questa operazione permette di ottimizzare il flusso dei gas in una zona estremamente critica e dove l'assenza di perturbazioni consente alla colonna gassosa di transitare (sia in aspirazione che scarico) in modo più efficiente e veloce senza perdite di carico. Il lavoro è esemplificati in questa immagine:
Sede valvola Diavel.jpg
Le frecce, nella sezione in alto dell'immagine, indicano le due zone di lavoro su una sede valvola nuova. Notate gli scalini e la linea della sezione della sede valvola che non è raccordata con il condotto. Nella sezione in basso, si può invece notare come la sede valvola si astata allargata e raccordata.

- La sede valvola deve essere allargata al limite del diametro della corona circolare di appoggio e tenuta del fungo valvola, andando eventualmente a riprendere la zona di condotto immediatamente adiacente alla sede valvola stessa:
30120193ba_4_S.jpg
In questa fase della lavorazione della testa, si può ancora tralasciare la finitura dei condotti, operazione da farsi praticamente alla fine. Per fare questo lavoro serve mano ferma, trapano elettrico con relativa prolunga a frusta e fresette per metallo. Si deve lavorare il metallo con passate leggere e continue, facendo correre la punta della fresetta lungo la sede valvole e/o condotto sempre seguendo la stessa direzione. Pazienza e attenzione per riuscire a lavorare in modo preciso.
Si deve prestare la massima attenzione a non toccare la zona della corona circolare di appoggio e tenuta del fungo valvola!! Se si rovina questa zona ci si trova - nel migliore dei casi - a dover far rettificare la sede valvola!!

Esempio su testa 999RS:
999RS CNC Machined 3.jpg
Esempio su testa 1199RS:
1199RS 6.jpg
Ciao

Marco
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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 19/11/2019, 18:37

Ecco un paio di sezioni tecniche di una testa Testastretta. E' esemplificativa di dove si può e dove NON si deve assolutamente intervenire.

Le zone dove si può lavorare sono indicate dalle frecce gialle, la zona che NON deve essere assolutamente toccata è indicata da una freccia rossa.
TS_section_01.jpg
E' evidente lo scalino presente nella zona di confine sede/condotto (meno evidente verso il centro testata). La "gobba" indicata dalla freccia rossa non deve essere toccata con la lavorazione della fresa perchè ha una curvatura e forma che sono essenziali per il corretto indirizzamento e geometria della colonna gassosa in entrata nella camera di scoppio. Durante la lavorazione della sede e di parte del condotto si dovrà ben raccordare questa zona dando priorità ASSOLUTA alla forma della gobba del condotto.
Questo concetto di lavorazione si applica a tutti i motori: 2V, 3V, 4V indistintamente, a meno di avere a disposizione un banco di flussaggio che permetta di modificarlo in modo conveniente!!

Ecco un'altro schema che mostra dove si può lavorare il condotto in questa zona.
TS_section_02.jpg
Questa foto dell'ottimo lavoro, fatto da mangiabulloni su delle teste ST2, mostra esattamente il concetto del lavoro di raccordatura della zona guide valvola.

NB per apprezzare al meglio l'immagine, cliccate con il tasto destro del mouse sulla vista dell'immagine e dal menu selezionate "apri immagine in un'altra scheda" :wink:
Testa_ST2_MB.jpg
... to be continued...

Ciao

Marco
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Re: Lavorazione testata

Messaggio da DUCASBK » 25/11/2019, 10:53

Continuiamo a descrivere le lavorazioni da farsi ai condotti prima delle finiture...

Il condotto di aspirazione è collegato ad un manicotto collettore in gomma. Normalmente la zona di raccordo farfallato/manicotto ha un profilo ben raccordato, mentre può accadere che per piccole discrepanze di lavorazione, il punto di contatto fra il manicotto e la testata presenti degli scalini e piccole imperfezioni. NON se ne parla minimamente di andare a modificare il manicotto in gomma: è più facile rovinarlo che fare bene. Oltretutto, al loro interno sono molto ben rifiniti.

Il lavoro da farsi è quello di creare un piccolo invaso a forma di tronco di cono all'inizio del condotto di aspirazione. Questo piccolo invaso ha due vantaggi principali:

- consente di eliminare completamente eventuali scalini ed interferenze alla colonna gassosa in ingresso
- evita che si eviti il distacco del flusso laminare da quella zona del condotto di aspirazione
- il piccolo bordo che si crea in direzione opposta all'ingresso della colonna gassosa, crea una piccola turbolenza nel momento in cui la stessa colonna gassosa viene spinta indietro lungo il condotto al momento della chiusura della/e valvola/e di aspirazione. Questa piccola turbolenza trattiene i gas freschi all'interno del condotto aumentandone favorevolmente l'entropia sino all'istante in cui la/e valvola/e di aspirazione si riapre.

L'invaso dovrà aumentare la sezione di ingresso del condotto di 3-4 millimetri per un'estensione di 4-5 millimetri all'interno del condotto. Ecco un'immagine di come andare a lavorare (zona in verde):
Mod aspirazione TS.jpg
E' interessante notare che sugli ultimi modelli di motore 4V questa lavorazione è stata inserita di serie. Questa immagine si riferisce ad una sezione di un Testastretta EVO di un Diavel (zona in verde, evidenziata da frecce rosse):
Mod aspirazione TS EVO.jpg
Ciao

Marco
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