COLLETTORE PRIMARIO ANTERIORE E POSTERIORE

 

Valutando gli ingombri del motore e il posizionamente degli scarichi, si deve ora progettare il posizionamento dei collettori di scarico. Innanzitutto, tramite la ricostruzione del motore, è stato possibile dimensionare le flange di attacco dei collettori primari. Le lunghezze e i diametri di questi due collettori erano già state calcolate precedentemente. Dal momento che la parte più problematica nella realizzazione di un condotto di scarico, risiede nel rispettare gli ingombri, questa operazione ha rivestito notevole importanza. In primo luogo, dal momento che la moto era in fase di sviluppo, era impensabile poter avere misure precise e ingombri reali. Ci si poteva basare su buone approssimazioni. Per quanto concerne il collettore primario anteriore, esso non presenta alcuna difficoltà. Da sempre esso viene fatto passare al di sotto del motore, in modo tale da raccordarsi al collettore posteriore. Qualche difficoltà in più è stata riscontrata proprio in quest'ultimo.

Da un'analisi delle misure approssimative, fornita da Alemoto stessa, ci si è subito resi conto che il collettore posteriore, doveva essere il più aderente possibile al motore, in quanto altrimenti ci sarebbero stati problemi con il prolink e la sospensione posteriore. Per ovviare a questi inconvenienti e anche per mantenere le lunghezze richieste dal dimensionamento, si è deciso di attuare una soluzione che fosse il più possibile imperturbabile ai cambiamenti degli altri componenti della moto.

 

Fig.1: Misure indicative della moto e del posizionamento del motore.

 

Come risulta dalla figura 1, si può notare che tra l'altezza minima tollerabile da terra, ed il posizionamento del motore vi è sufficiente spazio per ipotizzare di posizionare in quel determinato punto l'incrocio dei terminali di scarico. Questo risolve due inconvenienti. Il primo è evitare un'eccessiva curvatura che danneggerebbe le prestazioni, nel collettore anteriore; la seconda è proprio quella di evitare i problemi di ingombro nei quali è possibile incorrere.

In figura è possibile vedere il modello Cad del collettore posteriore, esso è stato realizzato tramite uno sketch 3D e successivamente attraverso uno sweep lungo il profilo che si era andato a creare precedentemente. Questa è apparsa la soluzione più agevole e anche migliore per poi poter parametrizzare il pezzo. Un'altra soluzione ipotizzata era quella di costruire una linea per punti, ipotesi però scartata poichè non congeniale alla progettazione che si intendeva fare. Per quanto riguarda la larghezza dello scarico, si è giustamente deciso di rimanere entro i punti di attacco tra telaio e motore.

 

Fig. 2: Collettore primario posteriore

 

Differente è il discorso per il collettore primario anteriore. In questo caso infatti, dato il grande ingombro del motore e la lunghezza che il collettore doveva assumere per una configurazione a 9000 rpm, si rendeva necessario minimizzare il percorso che portava dalla valvola di scarico all'attacco con l'altro collettore primario. Per questo si è sempre utilizzato il comando sweep, ma questa volta effettuando un normale sketch e non uno sketch 3D come era stato effettuato precedentemente.

 

Fig. 3: Collettore primario anteriore

 

Per realizzare entrambe le flange di attacco agli scarichi, è stato utilizzato il comando loft. Infatti vi sono due tipologie di attacchi usati. Una che è attraverso una camera di espansione di tipo conico, quella da noi utilizzata, e l'altra con una camera di espansione di tipo anulare. (Fig. 4)

 

Fig. 4: Tipologie collegamento scarico con collettore primario

 

 

INCROCIO COLLETTORI PRIMARI E SECONDARIO

 

Come già anticipato precedentemente, l'incrocio dei collettori era stato prima ipotizzato in maniera differente da quella che sarà la progettazione finale. In primo luogo di era decisa la creazione di una camera trapezioidale convinti che questa soluzione portasse a minori perdite. Per tale motivo si era realizzato tramite il comando loft e la costruzione di più piani paralleli, il modello in figura. (Fig. 5)

 

Fig. 5: Incrocio collettori

 

Parlando con il costruttore, ci si è accorti che questa soluzione è ormai caduta in disuso e si è perciò deciso di realizzare un collegamento diretto tra i collettori. Per questo è stato realizzato un ulterirore modello, tramite i comandi loft, svuota e sweep e il risultato è nella figura sottostante. (Fig. 6)

 

Fig. 6: Incrocio collettori soluzione alternativa

 

 

COLLETTORE SECONDARIO

 

Il collettore secondario anch'esso tramite uno schizzo 3D e successivamente uno sweep. La lunghezza e il diametro di questo componente erano già definiti dai calcoli fatti in precedenza. Dal momento che non erano noti gli ingombri di prolink e sospensione, attraverso un'analisi dello stato dell'arte riguardante gli scarichi, è stato deciso di farlo passare a sinistra della sospensione, inclinandolo, in modo tale da evitare nuovamente il problema degli ingombri.

 

Fig. 7: Collettore secondario

 

 

TERMINALE

 

La due tipologie di terminali descritte in precedenza, quello cilindrico e quello ovale, sono state realizzate tramite dei loft e semplici estrusioni. In particolare il tappo in carbonio del terminale è stato realizzato tramite la combinazione di due loft su piani sfalsati. E' stata data anche un'idea puramente indicativa dell'interno del terminale (Fig. 10)

 

Fig. 8: Terminale tondo

 

Fig. 9: Terminale ovale

 

Fig. 10: Particolari dei terminali

 

 

ASSEMBLATO

 

La composizione delle varie parti in un unico assemblato è risultata agevole, dato il corretto dimensionamento delle varie parti. Sono stati imposti tre vincoli per ogni componente, in modo tale che l'intero sistema di scarico fosse completamente vincolato.

 

Fig. 11: Assemblato

 

 

PRIMA PARAMETRIZZAZIONE

 

La prima parametrizzazione è stata effettuata per adempiere alle richieste di Alemoto, che richiedeva due configurazioni, una per bassi regimi ed una per alti regimi. Dal momento che dai calcoli effettuati, risultava che il numero di giri ottimale era di 9000 rpm, e che il motore non poteva superare i 10000 rpm. Si è deciso di studiare altre due configurazioni. Una per 8500 rpm e un'altra per 8000 rpm. I calcoli sono stati svolti in precedenza e mettono in luce una variazione di 1 mm per quanto riguarda il diametro interno per le tre configurazioni.

 

 

I cambiamenti sono poco apprezzabili ad occhio nudo, almeno per quanto riguarda la variazione dei diametri. Più sensibile è invece la differenza che si può apprezzare per la variazione di lunghezza del condotto primario. In questo caso, dal momento che la lunghezza della moto non può variare, abbiamo deciso di tenere come punto di riferimento il punto di attacco dei collettori. Per il collettore posteriore abbiamo quindi allungato i tratti rettilinei, consci del fatto che il loro posizionamento era compatibile con gli ingombri e non abbassava nemmeno l'altezza minima da terra. Per il collettore anteriore, abbiamo variato le curve, ammorbidendole e aumentandone il raggio. Questo cambiamento porta addirittuta con sè un beneficio, dal momento che abbiamo già precedentemente detto che la lunghezza del collettore anteriore era stata minimizzata il più possibile ed era stato progettato in modo da essere quasi aderente al motore stesso.

 

Fig. 12: Collettore posteriore per 9000 rmp, 8500 rpm, 8000 rpm

 

Fig. 13: Collettore anteriore per 9000 rmp, 8500 rpm, 8000 rpm.

 

 

SECONDA PARAMETRIZZAZIONE

 

La seconda parametrizzazione effettuata riguarda invece la geometria del sistema di scarico. Si è deciso di tenere fermo il punto di attacco dei collettori primari e di modificare la lunghezza del terminale e il collettore secondario. Questa parametrizzazione risulta molto importante, non essendo note con precisione le misure, gli attacchi e gli ingombri. Per effettuare questa parametrizzazione si sono utilizzate le misure fornite inizialmente. In particolare, l'angolo tra il suolo e il cilindro posteriore del motore (53°), la distanza minima dal suolo del motore (350 mm), l'altezza minima della sella dal suolo (820 mm) e la distanza dalla fine del motore alla fine della ruota posteriore (915 cm).

 

CONCLUSIONI

 

Il sistema di scarico così realizzato, si adatta a numerose variazione nella progettazione degli altri componenti della moto e risulta estremamente stabile. Ovviamente man mano che il progetto della moto sarà avanzato, sarà possibile apportare eventuali modifiche a questa iniziale progettazione.