Progettare motori marini con cambio rapporti. Si può?

Scusate se posso apparire banale con questa mia riflessione tradendo così la mia scarsa competenza sui motori marini.
Si è detto, che siccome i motori marini non dispongono di cambio di rapporti, la loro progettazione deve tener conto dell'esigenza di sviluppare maggiore potenza ai bassi regimi per favorire l'uscita in planata delle imbarcazioni specie con mezzi particolarmente pesanti.
Detta esigenza comporta taluni compromessi in fase progettuale tali da compromettere le prestazioni complessive del propulsore.

Ciò detto mi sono sempre chiesto quali difficoltà ci siano a progettare un motore marino con almeno due rapporti che possano intervenire in automatico a seconda del carico di lavoro per spingere la barca alle varie velocità col variare dei regimi.
Meglio ancora mi viene da immaginare un sistema a frizione - già ampiamente adottato in ambito automotive - per rendere più dolce la variazione dei rapporti. Non mi pare che tale meccanismo possa essere condizionante in termini di spazi da ricavare nel corpo del motore dato che esso viene istallato nei ciclomotori di appena 50cc.

Qualcuno ne sa di più?

Credo che un variatore come quello dei motorini credo non sia applicabile per due motivi:

1) la coppia che un ipotetico "variatore nautico" dovrebbe sopportare sarebbe notevolmente
maggiore di quelli motociclistici e il meccanismo dovrebbe essere quindi estramemente più grande
(diciamo ... come un cambio automobilistico)

2) questo ipotetico "variatore nautico" - a naso - starebbe continuamente sul rapporto più corto,
senza riuscire ad allungare ... ma qui vado molto ad intuizione e magari dico una fesseria.

D'altronde anche le eliche a passo variabile sono regolabili ma una volta fissato un passo rimane quello,
non varia automaticamente.


Ciao
Enrico

Il cambio esiste già.Nel Riva Rivarama è presente un cambio automatico a 2 velocità.

Ciao Enrico e xteo,
con le tecniche odierne progettare un variatore a frizione o un cambio automatico con volumi contenuti mi pare fattibile. Quello realizzato nel Riva ne è la prova.
Cercavo solo di capire perché i progettisti non lo hanno introdotto nelle ricerche per migliorare le prestazioni dei propulsori.

Un 300hp da 4litri con un unico rapporto mi pare che meriti un rapporto per i bassi regimi occorrenti per spingere in planata una grossa barca per poi innestare un secondo rapporto per la crociera e le velocità superiori.

Mi rendo conto infine che un "ruolo di frizione" sia già dato dall'elemento liquido in cui l'elica si muove.

Ma quante volte, soprattutto nelle piccole potenze, il gommone fatica ad uscire in planata quando basterebbe un rapporto leggermente inferiore per consentire al motore di sviluppare tutta la sua potenza al fine di risolvere il problema.

Sarebbe più facile lavorare sul piede motore, basterebbe aggiungere 4 ingranaggi e un albero parallelo al mozzo elica per avere il secondo rapporto.

urbi ha scritto:

Sarebbe più facile lavorare sul piede motore, basterebbe aggiungere 4 ingranaggi e un albero parallelo al mozzo elica per avere il secondo rapporto.

È una bella idea ma... inevitabilmente aumenterebbe il volume del piede immerso esponendosi ad una maggiore resistenza all'avanzamento.
Mi pare meglio progettare un meccanismo all'interno della calandra o nel gambo.

Scusate se intervengo... Ma... Il riva ha un entrobordo. Ora... Faccio una valutazione ipotetica. La mia auto ha 320 cavalli, motore da 3.2 litri... E il cambio, a 5 rapporti, non automatico... Pesa 200 kili. Lascia pure che i rapporti diventino solo due, che li inserisci all'interno del blocco motore o nel gambo... A parte il fatto che le dimensioni aumenterebbero considerevolmente, altri 80 - 100 kili te li rubi di sicuro. Un variatore per quelle potenze peserebbe pure di più. Senza considerare un'altro blocco che dovrebbe contenere altro olio e differente da quello usato nel piede.... Insomma: ok in un entrobordo.... La differenza di pesi "on-board" la senti zero... Ma in un fuoribordo HMMMMMMMMMMMMM

Penso che se questo non sia stato ancora fatto, dipenda solo dal fattore elica.
Un elica arriva al massimo a quelle prestazioni, se cambio rapporto dovrei cambiare elica.
Quind il giusto mix sarebbe cambio + elica variabile.
Nel caso dei piccoli fuoribordo potrebbe una buona soluzione, ma i benefici ottenuti di sicuro saranno colmati dal peso.

xteo75 ha scritto:

Penso che se questo non sia stato ancora fatto, dipenda solo dal fattore elica.
Un elica arriva al massimo a quelle prestazioni, se cambio rapporto dovrei cambiare elica.
Quind il giusto mix sarebbe cambio + elica variabile.
Nel caso dei piccoli fuoribordo potrebbe una buona soluzione, ma i benefici ottenuti di sicuro saranno colmati dal peso.

Non mi appare chiaro il tuo ragionamento.
Prendiamo in considerazione un fuoribordo classico che abbia un elica tale da fargli raggiungere i 5.500 giri massimi previsti dal progetto.
È risaputo che quel motore esprimerà la sua massima potenza dai 4.500 ai 5.500 giri. In tutti i regimi inferiori ai 4.500 la potenza erogata sarà inferiore.
Se concordiamo che a pieno gas su quella stessa barca in fase di uscita in planata il propulsore raggiunge max 3000-3500 giri dobbiamo concludere che quel motore non ha la possibilità di erogare la sua massima potenza proprio quando gli viene richiesta per uscire in planata.
Qualora disponessimo di un rapporto inferiore che in fase di planata gli consentisse di raggiungere i 4.500-5000 giri otterremmo l'erogazione della massima potenza disponibile risolvendo molte situazioni nelle quali l'uscita in planata è critica per mancanza di potenza costringendoci ad imbarcare una persona in meno.
Subito dopo la planata si inserirà il secondo rapporto più lungo.

Se è dunque questa la soluzione, mi pare che la moderna tecnologia ingegneristica possa progettare un meccanismo semplice poco voluminoso e pesante da applicare tra l'albero di trasmissione all'uscita del motore e il piede.

Spero di essere stato sufficientemente chiaro. Ciao.

P.S. - I dati riportati sono indicativi ma servono per esprimere al meglio il concetto.

Approvo quello che dici, ma il problema stà nel peso di progettare il tutto.
In questo caso, visto il regime di giri in cui avviene il cambio marcia sarà necessario introdurre una frizione ed ecco che il peso comincia a farsi sentire.