Cilindrata

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In meccanica la cilindrata è il volume d'aria teoricamente aspirato durante un ciclo fisico da una macchina volumetrica. Nel caso di una macchina alternativa, è data dal volume descritto dal ciclo del pistone tra il punto morto inferiore e il punto morto superiore.^[1] Nel caso di motori a più cilindri, tale grandezza va moltiplicata per il loro numero e talvolta la cilindrata così calcolata è detta totale, per distinguerla dalla cilindrata unitaria, che indica il volume riferito ai singoli cilindri.

In meccanica viene indicata generalmente con il centimetro cubo o con il centilitro, oppure in litri; negli USA si usa in alcuni casi il pollice cubico.

Nei motori con i pistoni a movimento alternativo (anche il motore rotativo a pistoni cade in questa categoria), per ottenere questa misurazione vengono di solito indicati due dati: l'alesaggio e la corsa, espressi in millimetri.

${\displaystyle {\mathtt {Cilindrata\ totale}}=\pi \cdot \left({\frac {\mathtt {alesaggio\ del\ cilindro}}{2}}\right)^{2}\cdot \ {\mathtt {corsa}}\ \cdot \ {\mathtt {numero\ dei\ cilindri}}}$

Questa misurazione è molto più complicata nel caso di motore rotativo Wankel, anche per il fatto che in un ciclo termico il motore compie tre aspirazioni; la cilindrata per camera (singola faccia del rotore) è pari a:

${\displaystyle {\mathtt {Cilindrata\ per\ camera}}={\mathtt {Larghezza}}\cdot {\mathtt {Raggio}}\cdot 2\cdot \sin 60^{\circ }}$

Legenda:

• Larghezza, spessore del rotore (lato minore della facciata del rotore);
• Raggio, raggio dello statore, con cui si è generato l'epicicloide.

Per ottenere la cilindrata di ogni singolo rotore è sufficiente fare una semplice moltiplicazione

${\displaystyle {\mathtt {Cilindrata\ unitaria}}={\mathtt {cilindrata\ per\ camera}}\cdot 3}$

Mentre la cilindrata totale è:

${\displaystyle {\mathtt {Cilindrata\ totale}}={\mathtt {cilindrata\ unitaria}}\cdot {\mathtt {numero\ dei\ rotori}}}$

Fattore importante per il confronto delle varie tecnologie.

Dato che la potenza sviluppata dal motore è legata a:

• Regime di rotazione: al crescere del regime cresce la potenza; difatti in condizioni ideali (quindi puramente teoriche) un motore da 125 cm³ a 6 000 rpm svilupperà la metà della potenza rispetto ad un motore da 125 cm³ a 12 000 rpm.
• Cilindrata: maggiore è la cilindrata, maggiore sarà la potenza; difatti in condizioni ideali (quindi puramente teoriche) un motore da 125 cm³ svilupperà la metà della potenza rispetto ad un motore da 250 cm³.
• Qualità e impostazione della tecnologia: la qualità delle varie soluzioni e le loro diverse impostazioni giocano un ruolo importante nelle prestazioni.
• Elementi della combustione: il combustibile e il comburente influiscono direttamente sulla resa del motore.
• Rendimenti: rendimento termico (dato dalla combustione), rendimento volumetrico (riempimento del cilindro), rendimento meccanico (attriti generati dal motore).

Quindi nelle competizioni e per il confronto tra i diversi tipi di motore, si usa questo fattore in modo da paragonare nel modo più equo il rendimento delle diverse tecnologie; questo fattore viene determinato in modo che il motore di nuova tecnologia sia paragonabile ad un motore con tecnologia a quattro tempi, ed esso viene ricavato mediante la divisione del numero di fasi termiche per il numero delle rotazioni del motore compiute in queste fasi termiche.

I Moltiplicatori di cilindrata sono:

• Motore a due tempi = 2, dato che il motore a due tempi compie il doppio dei cicli a parità di regime o la metà delle rotazioni a parità dei cicli.
• Motore Wankel = 2/3 della cilindrata totale, dato che il motore Wankel compie 3 cicli a ogni rotazione del rotore e quindi a ogni 3 giri dell'albero motore, si ha un ciclo a ogni rotazione, dove questi cicli hanno 1/3 della cilindrata totale.
  In un motore a quattro tempi la cilindrata totale viene svolta in due rotazioni, mentre in due rotazioni il motore Wankel ha coperto solo i 2/3 della cilindrata totale, quindi un motore a quattro tempi deve avere una cilindrata di due volte la cilindrata unitaria, quindi tramite il rapporto della cilindrata che deve avere il motore a quattro tempi rispetto alla cilindrata totale del Wankel si ha il fattore 2/3.

Questo fattore per essere usato correttamente andrebbe accoppiato con il limite di regime massimo e il numero di cilindri, in modo da evitare di favorire un motore rispetto all'altro, difatti se si parifica l'effetto dato dai diversi cicli, ma non si equalizza il regime massimo allo stesso regime limite, si favorisce il motore che riesce a sviluppare un regime superiore, come è successo con la MotoGP, dove si è utilizzato il fattore di moltiplicazione, ma non è stato accoppiato al limite di rotazione massima, il che ha conferito un vantaggio dei motori a quattro tempi, i quali già erano capaci d'usare l'iniezione diretta rispetto al carburatore dei motori a due tempi.

Spesso la cilindrata viene utilizzata come metro per dividere in varie classi i veicoli e applicare diverse tassazioni a seconda della fascia di appartenenza, come la potenza fiscale negli anni passati.

• (EN) Internal Combustion Engines, Esculapio, 2021, ISBN 978-88-7488-765-1.

• Rapporto alesaggio/corsa
• Alesaggio
• Corsa (meccanica)
• Cilindro (meccanica)
• Pistone (meccanica)

• Tutto sulle misure del motore Wankel, su users.webmail.it. URL consultato il 23 dicembre 2008 (archiviato dall'url originale il 16 giugno 2008).

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