20 Novembre 2018

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Banchi prova potenza, relativi test e mappature, come non farsi cogliere impreparati e come evitare fregature.

03-09-2018 17:49 - Le nostre news
Cos´è un banco prova potenza per moto?
Si tratta di un banco prova atto a testare i veicoli a due ruote, esso è composto da un rullo ad elevata inerzia che permette di effettuare prove sia accelerative che frenate.
Quando il banco viene fatto funzionare in modalità accelerativa, le prove avvengono attraverso una variazione del regime del motore del veicolo. In questo caso un sensore chiamato encoder misura la rotazione del rullo; attraverso la misura dell´accelerazione che il rullo subisce dal motore del veicolo sottoposto ad un´accelerata, si ricava la coppia istantanea. Si basa su un principio assoluto e ci può far ricavare le curve di coppia e potenza. Questa modalità seppur non si avvicini minimamente alle condizioni di un motore testato su strada o pista, e seppur NON PERMETTA ASSOLUTAMENTE di poter creare una mappatura professionale della moto, è il test in assoluto più utilizzato da tutte le riviste del mondo ed è quindi opportuno che il banco possegga anche questa modalità, al fine di poter ottenere dei riscontri e dei paragoni con le varie banche dati che si possono trovare sulle riviste del settore.
Quando invece il banco prova può effettuare le prove in modalità frenata, uno speciale dispositivo, detto freno elettrico a correnti parassite, interviene durante l´accelerazione del veicolo caricando il motore e simulando varie condizioni reali come resistenza aerodinamica, condizioni stradali, effetto di carichi e salite, nonché collaudo dei motori, brecking-tests e, soprattutto, MAPPATURE DEL MOTORE.
(Colgo l´occasione per ricordare che "Mappare" NON significa caricare un file "X" non sviluppato appositamente per il veicolo in questione avente il suo chilometraggio, la propria usura, il suo specifico potenziale e le determinate condizioni atmosferiche di operatività tipiche del luogo)
Quindi, se state pensando di effettuare una mappatura su un banco NON frenato che gira solo per inerzia e, che non può dare un carico realistico al motore, il mio consiglio e di risparmiare i soldi, farvi prestare un sistema di acquisizione dati lambda, e di farvi la mappatura direttamente sopra un cavalletto che sollevi la ruota posteriore. (vi assicuro che il risultato, sarà pressoché identico alla mappatura creata su banco non frenato, ovvero, un risultato penoso).
Pensate anche al fatto che non si potrà intervenire su tutti i transitori, perché sarà impossibile impartire il corretto carico e, sarà anche impossibile poter stabilizzare la moto ad un determinato regime transitorio senza dover parzializzare il gas, e quindi di conseguenza passando ad altre colonne del TPS, (eh si.. purtroppo la mappa è fatta per almeno il 90% di transitori, e non basta poter compilare caselline solo sulle colonne relative al 100% del gas).
Per i più "furbetti".. se state pensando di poterla "mappare" in folle.. purtroppo non sarà possibile; la folle, su qualsiasi moto, possiede una mappa a se che non verrà mai presa in considerazione durante il funzionamento dinamico del veicolo. Quindi decisamente meglio e consigliato, mapparla su pista con un buon sistema di acquisizione dati; non si verranno a conoscere i valori di potenza e coppia, però, nelle mani dei più esperti si potrà ottenere una buona mappa che per lo meno non rovini il motore.

Cos´altro ci occorre per poter effettuare una mappatura professionale su banco? (a parte l´acquisizione delle sonde lambda a banda larga, delle termocoppie dei gas di scarico, dell´acquisizione della posizione delle farfalle, dei sensori di battito in testa, della stazione meteo, di un grosso ventilatore o turboventilatore che raffreddi in modo adeguato il motore, etc etc?),
ci occorre una grossissima turbina che riesca a simulare il più fedelmente possibile la pressione che viene generata all´interno della cassa filtro alle rispettive velocità del veicolo. E sottolineo RISPETTIVE VELOCITA´, perché qualche costruttore di banchi "birichino", ha cercato di replicare i banchi prova professionali adottando dei sistemi di ventilazione a portata costante; immaginatevi un´R6 che riceve costantemente 150 Km/h di vento sulla presa d´aria frontale, sia a 50 km/h che a 250 km/h, che tipo di mappatura ne verrebbe fuori? Ora pensate addirittura in assenza di pressione. Ad esempio un qualsiasi Kawasaki ZX10-R lanciato su strada ad oltre 250 km/h, con l´Airbox in pressione ottiene mediamente un buon 3 / 5% di potenza in più che, su 180 cavalli corrispondono a circa 5 / 9 cavalli!

Questi cavallini in più, li dobbiamo elaborare nella mappa per cercare di ottimizzare la potenza e per evitare che giri magra, o dobbiamo affidarci al "precisissimo" algoritmo che nelle ECU prevede le percentuali di incremento tempi di iniezione in funzione di quanto rilevato dal sensore posizione cambio e sensore pressione air-boxe? Se la centralina fosse in grado di applicare sempre le giuste percentuali di carburante a prescindere dalla rapportatura della trasmissione, e a prescindere dal livello di elaborazione, non esisterebbero le centraline aggiuntive, non esisterebbero i ricalibratori e, non esisterebbero le interfacce e i software per modificare i parametri delle ECU originali.
Quindi, se ci si "accontenta" di una mappatura approssimativa.. se ne può anche fare a meno, basta buttarci a "sentimento" un pochino di benzina in più nei carichi alti e, alle velocità più sostenute dove la curva del rapporto aria-benzina potrebbe sembrare apparentemente perfetta.
Invece per chi è più esigente, tiene alle prestazioni e, a non rischiare la salute del motore, l´ideale sarebbe rivolgersi altrove.
Il simulatore della sovrapressione negli AIRBOX è una soluzione che è stata sperimentata per la prima volta nelle competizioni F1, dove le prime prese d´aria dinamiche si sono viste negli anni 70. Sulle moto, già dalle prime R6 e Ninja a carburatori, si poteva godere del piccolo aiutino dettato da queste "sovralimentazioni dinamiche" che permettono realmente prestazioni e velocità di punta superiori. Naturalmente, più alta risulta la velocità dell´aria, migliore è la respirazione del motore e, ovviamente, ciò ha una sua corrispondenza nel caso dei test effettuati su banco e, nelle correzioni da apportare sulle tabelle dei tempi di iniezione.

Cos´altro bisogna sapere per evitare spiacevoli inconvenienti?
I famosi ed importantissimi " FATTORI DI CORREZIONE".
La potenza prodotta da un motore è direttamente legata alla massa d´aria immessa nei cilindri nell´unità di tempo.
La massa d´aria è costituita dal prodotto del volume per la densità.
Quest´ultima è legata ai valori di pressione e temperatura atmosferici; infatti si avrà una diminuzione di densità al decrescere della pressione ed all´aumentare della temperatura (e viceversa).
L´atmosfera è composta principalmente di aria, ; quest´ultima è costituita da una miscela di azoto (quasi il 77% in peso) e di ossigeno (appena il 23%), più altre piccolissime quantità di gas , come l´anidride carbonica (o biossido di carbonio).
La liberazione di energia in un processo di combustione dipende dalla sola aria,
pertanto la variazione di umidità può portare ad una sensibile variazione della potenza sviluppata che, in un motore, è direttamente proporzionale alla pressione dell´aria secca, ovvero la pressione barometrica totale meno la pressione parziale del vapor d´acqua.
Il calo di potenza che si verifica in montagna, man mano che si sale, è dovuto proprio al fatto che la densità dell´aria progressivamente diminuisce.
L´aria aspirata dunque conterrà un minor numero di molecole di ossigeno; indicativamente la densità dell´aria diminuisce circa dell´ 1% ogni 100 metri di aumento di altitudine.
Ogni litro di aria aspirato dal motore, conterrà un numero minore di molecole di ossigeno provocando una diminuzione della quantità di carburante che può essere bruciata, quindi, un numero minore della quantità di energia termica che viene liberata dalla combustione e, di conseguenza, meno potenza sprigionata dal motore.
E´ dunque chiaro che occorre misurare con cura le condizioni ambientali nel momento in cui si effettua la prova e quindi, modificare la potenza rilevata utilizzando un apposito "FATTORE DI CORREZIONE" in modo da riportarla al valore che si otterrebbe in condizioni "standard" (cioè all´umidità, alla temperatura e alla pressione di riferimento), al fine di ottenere una comparazione tra le prestazioni dei veicoli, nonostante le condizioni generali di misura siano molto differenti.
Immaginate un possessore di BMW 1000 RR tutta originale che effettua un test potenza in una freschissima giornata primaverile con poca umidità;
si rilevano 188 cavalli alla ruota e, siccome i cavalli non bastano mai... incomincia a procurarsi un bel completo Akra, un BMC e, per completare, vi scarica una di quelle mappe "approssimative" HP. Rimette la moto sul banco in una giornata caldissima d´agosto, per vedere di quanti cavalli ha incrementato e, con grande meraviglia, scopre che ha segnato soltanto 184 cavalli alla ruota.
Il povero motociclista, non sapendo che il banco su cui sta eseguendo i test, è sprovvisto di apposita stazione meteo con relativo calcolo del "fattore di correzione", la prima cosa che penserà, sarà, riportare tutto alla configurazione di serie. Per poi testarla nei giorni successivi (ugualmente torridi), e scoprire che è scesa di ulteriori 10 cavalli. Tutto questo calvario, soltanto perché non è stata applicata durante i test, la normativa inerente il modo di correggere i valori di potenza e coppia rilevati.
Per non dilungarmi ad oltranza, nel caso il banco prova non fosse "troppo cinese"... le normative più presenti sono tre, ovvero "DIN,SAE e CE/95",
La "DIN", risale addirittura agli anni ´70 e, tra i professionisti risulta ampiamente in disuso perché non prendendo in considerazione l´umidità, spara cavalli un po a caso..
La "SAE" è più recente, si tratta di una normativa americana ed è molto simile all´ISO 1585, rimane concorde alle direttive CE, però risulta sempre un po troppo "ottimistica" per quanto riguarda i picchi massimi rilevati.. (possibilmente da evitare anche questa).
Arrivando al sodo..
Su tutti i vostri benedetti grafici da poter sfoggiare al Bar e sul Web, per non mancare di evidente credibilità, dovete aver stampata la correzione secondo la normativa CE95/01;
che non è altro che un insieme di provvedimenti atti al ravvicinamento delle legislazioni degli Stati Membri della CEE relative alla potenza dei motori degli autoveicoli. La norma base è la 80/1269/CEE, (aggiornata con la 88/195/CEE), nella quale il "fattore di correzione" è definito come il COEFFICENTE PER DETERMINARE LA POTENZA DI UN MOTORE NELLE CONDIZIONI DI RIFERIMENTO SPECIFICATE.
Ora, prima di concludere, se siete un pochino turbati perché appartenete alla categoria dei possessori di moto tarate secondo procedure che lasciano un po a desiderare... cercate di rasserenarvi perché esiste chi sta decisamente "peggio di voi"! Ovvero la categoria di chi ruota intorno alle deleterie mappe "standard" create in un paese "X", con parametri ambientali "X", con chilometraggio e usura del motore "X", con rapporto di compressione effettivo "X",con benzine "X", con usura e tipologia di candele "X", con livello di sporcizia del filtro "X" e soprattutto con pulizia, portate e pressioni "X" della pompa benzina che, nonostante il regolatore di pressione.. può dare a seconda delle ore di funzionamento, valori differenti che vanno ad interferire notevolmente sui tempi di iniezione e quindi, sulla carburazione; ad esempio, se caricate una mappa creata su banco con una moto che aveva la pompa benzina con valori leggermente scesi (supponiamo un valore "andante" di 2,9 bar a 10.000 giri anziché 3 bar costanti), la vostra moto, che magari ha i valori di pressione perfetti, riceverà una mappa con tempi di iniezioni troppo ampi (ampi perché si suppone che il saggio e abile preparatore abbia compensato la "magrezza" intervenendo sui tempi di iniezione). Oppure potrebbe capitare il contrario, magari la mappatura creata su una moto impeccabile, che ha appena finito il rodaggio e, invece, la vostra moto con 20.000 km e pompa benzina "affaticata" o sporca.

Risultato?
Una bella mappa magra che vi darà una buona risposta alle aperture del gas, ma che vi starà rovinando il motore. Stesso discorso per le mappature effettuate con filtri aria puliti o sporchi.
Insomma, dei propri mezzi si può fare quel che si vuole, le moto saranno sottoposte ad una perdita prestazionale più frequente e accentuata del dovuto, ma funzioneranno ugualmente e, vi faranno divertire senza alcun dubbio.
L´importante è che non si vadano a confondere i semplici ed economici "arrangiamenti", con gli interventi professionali che hanno richiesto costosissime attrezzature, molteplici corsi di formazione e diversi anni di esperienza.
Convinto che sul web non si possa trovare un articolo più semplice e completo riguardo l´argomento, auguro a tutte le vostre moto, tanti cavalli, salute e affidabilità.

Ferraro Tony

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