prove al banco fai da te

Complimenti per il tuo lavoro e per la tua chiarezza nella spiegazione
ciao kropot

Complimenti, sei veramente bravo!

Vediamo come sia possibile disegnare le curve caratteristiche di coppia e potenza dei nostri Morini , in pratica fare una vera e propria prova al banco ma … senza banco. Mettetevi comodi perché non sarò breve e partirò da lontano. Spesso la misura diretta di una grandezza risulta difficoltosa o richiede l’uso di apparecchiature complesse per cui risulta più agevole la misura di qualche “effetto collaterale” tramite il quale raggiungiamo lo stesso obiettivo quando sono note le leggi che legano gli effetti alle cause che li determinano. Nel caso della potenza un effetto collaterale può essere quello dell’accelerazione o della velocità, maggiore potenza uguale a maggiore accelerazione o la possibilità di raggiungere maggiori velocità. Immaginiamo di viaggiare a velocità costante sul nostro Morini. Tutta la potenza erogata viene utilizzata per vincere gli attriti esterni ma se acceleriamo si genera una forza (forza d’inerzia ) che si oppone al cambiamento di velocità quindi la potenza erogata la possiamo considerare divisa in due aliquote , una destinata a vincere la forza d’inerzia e l’altra gli attriti. Dalla fisica sappiamo che la potenza la possiamo definire come il prodotto di una forza per una velocità , il problema pratico è misurare la forza. Vediamo come si può fare. In fase di accelerazione l’aliquota inerziale è facilmente calcolabile perché è il prodotto di una massa per un’accelerazione , grandezze facilmente misurabili. Più complicato è misurare gli attriti : l’attrito aerodinamico , l’attrito ruota strada , attrito della trasmissione etc. Supponiamo per il momento di conoscere questi ultimi . Se considero che l’accelerazione non è altro che la variazione di velocità nel tempo se registro tempo e velocità , conoscendo il peso , posso calcolare la potenza e , se conosco i giri , anche la coppia.
Ritorniamo agli attriti. Pensare di misurarli a livello amatoriale è impensabile. Già solo per l’attrito aerodinamico , il più importante, non basterebbe una galleria del vento. Le variabili sono troppe : densità e temperatura dell’aria , coefficiente aerodinamico (Cx) , sezione frontale, insomma un macello, perché a differenza delle auto sulle moto incide la stazza del pilota , come è vestito, l’assetto che assume .Come ne veniamo fuori? Semplicemente con la procedura di “coastdown” (in rete troverete un’ampia letteratura) che molto banalmente non è altro che la registrazione ,partendo da una certa velocità, della curva di rallentamento del mezzo con il cambio in folle. Nel rallentamento , essendo in folle , le uniche forze agenti sono gli attriti e con lo stesso ragionamento fatto per la fase di accelerazione ( tempo, peso, in questo caso decelerazioni) ecco che abbiamo finalmente anche la forza totale di attrito. Diciamo pure che questa procedura non ci consente di separare le varie aliquote che la compongono, ma a noi poco interessa. Ha invece degli enormi vantaggi perché è insensibile a tutti quei fattori di indeterminazione visti prima perché agiscono alla stesso modo sia in accelerazione che in decelerazione e anche l’eventuale pendenza della strada , purchè costante durante la prova, non inficia il risultato. Poiché le curve caratteristiche di un motore sono riferite ad una condizione di tutta apertura ci dobbiamo porre nella stessa condizione per avere dei risultati paragonabili. In conclusione se effettuo una prova su strada che partendo dal minimo dei giri compatibili con la marcia scelta (la marcia è ininfluente ) ,spalancando il gas quanto prima, comporti un’accelerazione fino al regime massimo, seguita da un rallentamento fino a zero e nel frattempo registro tempo, velocità e giri , noto che sia il peso dell’insieme moto più pilota, ho tutti gli elementi per tracciare i grafici di coppia e potenza in funzione dei giri. C’è un ultimo dettaglio sulla curva di rallentamento ; giunti al massimo se tiro la frizione ottengo la potenza alla ruota , o per meglio dire alla frizione perché non posso eliminare la catena e degli ingranaggi che continuano a girare. Se invece chiudo solamente il gas , a rigore dovrei spegnere il motore, facendo così agire anche il freno motore ,ottengo la potenza all’albero. In realtà c’è ancora un dettaglio da considerare , l’effetto volano delle ruote e del volano del motore. Nei calcoli ho considerato l’effetto volano delle ruote anche se un po’ stimato perché non mi andava di smontarle e pesarle almeno. Per il volano vero , al momento trascuro la sua incidenza per cui le misure risultanti sono un po’ sottostimate.
Finita la teoria passiamo alla pratica. Non potendo portare il pc in moto, in un certo senso ho portato la moto sul pc. Questa volta ho utilizzato una scheda Arduino Uno più una shield costruita per ospitare l’elettronica per il trattamento dei segnali ed un lettore/scrittore di memorie microSD (quelle dei telefonini per intenderci ) che utilizzo come memoria di massa. Sulla moto ho applicato dei magnetini sulle teste dei perni della ruota posteriore ed un sensore di Hall per rilevarne il passaggio (vedi foto) e misurare la velocità. Per i giri prelevo lo stesso segnale che va al contagiri.
Arduino viene collegato con un cavo volante ad un connettore sulla moto e può essere messo in tasca. Il programma non fa altro che rilevare costantemente tempo , velocità e giri e registrare i dati sulla memoria che, pur rappresentando l’elemento lento del sistema , consente comunque di scrivere 10/12 record al secondo che sono più che sufficienti. Fatto quindi il test su strada si toglie la memoria e si scaricano i dati in foglio excell. Non sapendo programmare in VB (lo odio) per automatizzare al massimo mi sono servito delle macro (odio anche queste ) . La prima macro mi fa il grafico della velocità in funzione del tempo di tutti i dati registrati (vedi foto) . Nell’esempio si distinguono chiaramente due picchi seguiti da due curve di rallentamento, sono due perché chiaramente in questa sessione di prove ho eseguito due run. Aiutandosi con la scala dei tempi si individuano i record appartenenti ad un test e con copia –incolla li scrivo su di un nuovo foglio , con un’altra macro azzero i tempi , nel senso che il primo record sarà al tempo zero (in seguito vedremo perché è utile anche se nel calcolo della potenza è indifferente) .A questo punto altra macro, qualche frazione di secondo e ta daaa compaiono i grafici di coppia , potenza e coppia-potenza + valore della potenza massima in watt e cv con relativo regime , coppia massima in Nm e kgm e relativo regime. Se ho una seconda prova , come nell’esempio, e ripeto l’operazione sul foglio 3 , oltre ad avere i grafici sul foglio 3 della prova 2 , con un’altra macro mi creo il foglio 4 dove trovo il confronto tra le due prove con dei grafici sovrapposti (vedi foto). Dimenticavo che preventivamente bisogna impostare il peso totale (moto + pilota) e lo sviluppo della circonferenza della ruota posteriore. A parità di dati registrati 10 chili di differenza comportano una variazione della potenza di circa un cavallo , idem per una variazione della circonferenza di 3 cm. Allo stato attuale , oltre ai grafici, è già possibile fare tutti i test basati sul tempo con o senza l’uso del cambio ,del tipo 0-100 km/h oppure “quanto tempo impiega per riprendere da una velocità ad un’altra “. Le prove basate sullo spazio , tipo 400 metri partenza da fermo , chilometro , ¼ miglio , miglio etc. sono il prossimo step.



Un cordiale saluto a tutti