Quali sono i vantaggi di un volano leggero e perché non sono già leggeri?


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Questa domanda precedente spiega cosa fa un volano e perché è necessario. Questa spiegazione significa che il volano necessita di una certa quantità di massa per fare il suo lavoro. Tuttavia, un "upgrade" per molte auto (quando si osservano miglioramenti delle prestazioni) è un volano "leggero".

Rimuovere il peso da un'auto sportiva è una cosa normale da fare, quindi un volano leggero sembra una buona scelta, ma non ha bisogno di quella massa? Quali sono i vantaggi oltre alla semplice perdita di peso sul volano potenziato? Se fosse solo una buona cosa rispetto al volano OEM sarebbe già leggero, quindi quali sono i contro?

Esiste un volano pesante?

Volano ultraleggero

Volano ultraleggero per Honda Civic

Risposte:


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Il vantaggio principale di una massa del volano inferiore sulle auto da corsa è che la massa ridotta consente al motore di girare più liberamente. La perdita di peso complessiva per l'auto non è davvero la cosa fondamentale, sta lasciando che il motore vari i giri al minuto molto rapidamente.

Essere in grado di cambiare RPM rapidamente può significare cambi più veloci, arrivare a una fascia di potenza più rapidamente, ecc, ecc. Inoltre rende l'auto molto più nervosa da guidare poiché non gli piace molto RPM basso. A basso numero di giri, la massa inferiore del volano significa che è necessario utilizzare l'acceleratore per mantenere il regime al di sopra del punto in cui il volano non trasporterà anche le cose. Per un'auto da corsa non è un grosso problema. Per il conducente di famiglia con cambio manuale, è un grosso problema.


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+1 per evidenziare che un volano leggero non è davvero l'ideale in un guidatore quotidiano.
Ellesedil,

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Non c'è niente come il volano nella trasmissione automatica, solo FYI.
Alessio

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La risposta di cdunn è perfetta.

Per aggiungere un po '(soprattutto per le auto), in una macchina da corsa spesso si vuole passare da qualcosa come 7000 giri / min a forse 5500 giri / min (o una banda ancora più alta, a seconda del motore) in una frazione di secondo per fare un cambio. Soprattutto a un regime del motore più elevato, c'è molta energia da spurgare (e va in funzione del peso del volano).

Più leggero è il volano, non appena si preme la frizione, maggiore sarà la velocità del motore. Questa è un'arma a doppio taglio. Non solo ti consente di spostarti più velocemente, ma devi anche spostarti più velocemente - e più precisamente. Il tempo tra frizione e cambio (al regime ideale) è ridotto e si riduce anche la finestra di opportunità per effettuare un cambio perfetto. I tuoi giri non si limiteranno a rimanere in giro, lentamente diminuendo (dandoti un sacco di tempo per agitarsi con la leva del cambio) - affondano come una pietra e devi fare il turno prima che scendano troppo in basso (altrimenti si ottiene uno shock maleducato quando rilasci di nuovo la frizione).

Lo stesso affare per i downshift: un tallone ti dà un urto RPM molto veloce ma, ancora una volta, devi fare il turno nella breve finestra che si presenta.

Le molle della frizione di solito sono più rigide anche per le frizioni da corsa, quindi i cambi mal programmati sono ancora più difficili sul tuo veicolo - non solo un cambio trascurato ucciderà il tuo tempo di gara, ma danneggerà anche la tua auto.

Il peso ridotto di un volano da corsa rende anche più difficile lo spostamento (da una fermata). Quando corri, lo fai solo una volta per gara - a volte non lo è affatto se è un inizio a rotazione. Quando sei in viaggio, lo fai tutto il giorno. Un volano più pesante porta molto più slancio - quando si fa scattare la frizione da un arresto, questo slancio aiuta a mantenere il motore a regime costante mentre si aggiunge il carico e ti dà più latitudine nel controllo dell'acceleratore per mantenere l'auto in marcia e l'impostazione via senza intoppi.

Con un volano da corsa, qui non ottieni alcun aiuto: mentre ti spegni la frizione da un arresto, il motore si bloccherà rapidamente (e si arresterà) se non aggiungi carburante per mantenere i regimi. Ma poiché il volano è così leggero, l'aggiunta di un po 'di carburante fa muovere il motore a regime elevato se si salta la pistola prima che la frizione inizi a innestarsi. L'intera procedura è molto più sensibile con un volano leggero (e una frizione rigida e aderente). Guidare ogni giorno in questo modo sarebbe un incubo: il traffico stop-and-go sarebbe un allenamento per tutto il corpo e un esercizio mentale in concentrazione.


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@nocomprende No, penso di aver detto che guidare ogni giorno un veicolo messo a punto in gara nel traffico stop-and-go sarebbe un esercizio più faticoso e stressante di quanto tollererebbe un tipico pendolare. Probabilmente non sarebbe nemmeno divertente per un pilota di auto da corsa.
J ...

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@nocomprende Sì. Perché il post afferma chiaramente che la dieta organica dei conducenti di auto da corsa e il regime lavorativo quotidiano sono la chiave del successo. Soprattutto con Yoga e Spinning dettagliati nella risposta.
DucatiKiller,

+1 per l'illuminazione principale su ciò che realmente significa "prestazioni". Fondamentalmente se guidassi una vera macchina da corsa per lavorare ogni giorno, nella migliore delle ipotesi sarebbe molto irritante, probabilmente mi fermerò e vivrò ogni sorta di esperienze molto spiacevoli, e probabilmente ucciderò la macchina per l'avvio.
Nelson,

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+1 per tutti i compromessi. Inoltre, ho guidato un veicolo sintonizzato da gara nel traffico stop-and-go, a causa di alcuni sfortunati problemi di manutenzione nel mio veicolo pendolare. È un orso partire ripetutamente da fermo senza l'aiuto di un volano più pesante per appianare le cose. Potrebbe qualificarsi come una buona pratica per imparare esattamente come si comporta il tuo veicolo, ma è mentalmente estenuante.
Cort Ammon,

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@dotancohen Penso che se stai spingendo le gomme da striscia ai loro limiti per strada, probabilmente stai cercando di andare in prigione o qualcosa del genere. Se sospetti che stia guidando, deve abituarsi alla sensazione della frizione e alla risposta del motore, non alla velocità di guida.
J ...

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La fisica impone che l'inerzia rotazionale impedisca l'accelerazione ...

ecco perché un volano più leggero è considerato un mod di prestazione

Meno massa rotante = maggiore accelerazione, se tutto il resto è uguale

Ma l'inerzia rotazionale aiuta stabilmente il motore al minimo

il che spiega perché i produttori non scelgono volani più leggeri fin dall'inizio

Se optano per un volano più leggero, il regime minimo deve essere più elevato per mantenere la stabilità del motore, il che si traduce in un maggiore consumo di carburante e in un minore risparmio di carburante. Per un veicolo medio in cui le prestazioni non sono una priorità, ha poco senso seguire questa strada.


Il più delle volte, le persone che installano un volano più leggero in nome delle prestazioni devono aumentare il regime minimo per mantenere il motore acceso. Ciò è particolarmente vero per i motori con meno cilindri e cilindrata ridotta.


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Quindi, migliorare il risparmio di carburante riduce il risparmio di carburante?

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@nocomprende dove l'ho detto?
Zaid,

@nocomprende - Non vedo Zaid dire che neanche ... ci stiamo perdendo qualcosa di ovvio?
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

@ Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 Sì, ha detto che alleggerire il volano (che migliora il peso del veicolo e la reattività del motore) richiede un aumento del regime minimo. Molti sistemi fisici possono essere modellati in termini di picchi o vallate locali, a seconda di come si posizionano le cose, e c'è un punto debole di due requisiti contrastanti, portarlo avanti in un modo o nell'altro peggiora le cose. Quindi il peso complessivo dell'auto è basato sull'avere tutte le cose di cui ha bisogno e nessuna cosa di cui non ha bisogno. Se avessimo potuto fare in modo che le macchine pesassero 10 chili, non lo avremmo già fatto? Un "volano leggero" è semplicemente stupido.

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@nocomprende - No, ha affermato, "... si traduce in un maggiore consumo di carburante e in una riduzione del consumo di carburante ..." che è esattamente giusto, se non ridondante. Non ha mai dichiarato nulla sul miglioramento del consumo di carburante.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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Il volano fa girare il motore

L'inerzia di un volano è direttamente proporzionale alla massa del volano.

La prima legge di Newton del movimento afferma: "Un oggetto a riposo rimane a riposo e un oggetto in movimento rimane in movimento con la stessa velocità e nella stessa direzione a meno che non venga agito da una forza sbilanciata"

Tenendo presente ciò, i motori per motociclette hanno in genere una minore resistenza all'inerzia da superare rispetto alla maggior parte dei motori delle auto perché hanno un minor numero di cilindri che comprimono l'aria a causa di un minor numero di cilindri e (in molti casi) una compressione inferiore. Inoltre, ci sono meno forze resistenti legate ai condizionatori d'aria e ai vari accessori associati a un motore di automobile.

Ecco un ottimo post relativo ai volani.

I volani sulle motociclette saranno spesso utilizzati in un ruolo a doppia famiglia, assumendo anche il ruolo di alternatore.

inserisci qui la descrizione dell'immagine Immagine da KTM e MotoUSA

attributi

Un volano di peso inferiore consentirà una risposta più rapida all'input di carburante dal pilota grazie al suo peso inferiore e alla prima legge del movimento di Newton.

Gli attributi includono

  • Cambio più veloce

  • Longevità della trasmissione

  • RPM più elevati hanno richiesto la prima marcia innestata per più HP a causa della minore massa inerziale

Avvertenze

Le motociclette a un e due cilindri avranno spesso un controbilanciatore per ridurre le vibrazioni e gli squilibri inerenti a un minor numero di cilindri in un GHIACCIO. Questi componenti aggiuntivi aiutano ad aumentare la massa inerziale e quindi a ridurre la necessità di un volano più pesante poiché la somma dei componenti aggiuntivi totalizzerà la massa inerziale complessiva dell'ICE.


+1 per grandi informazioni e ovviamente per un'immagine illustrativa. Non ho mai saputo che i volani per moto fossero anche l'alternatore. Design molto intelligente.
cdunn,

I motocicli in genere non hanno un rapporto di compressione più elevato rispetto all'auto media?
Scott Hillson,

Sì, ma le auto in genere hanno più cilindri e una tonnellata di accessori per girare. AC, servosterzo, ecc.
DucatiKiller

"L'inerzia di un volano è direttamente proporzionale alla massa del volano." - non esattamente. Questo è vero per due volani della stessa forma e dimensione complessive, ma un volano con un raggio maggiore (o la maggior parte del peso vicino al bordo rispetto al centro) ha più inerzia, poiché stiamo parlando di movimento di rotazione piuttosto che lineare.
Casuale 832,

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Una cosa che non è stata menzionata qui sul perché un volano leggero potrebbe non essere necessariamente una buona cosa per la strada è, proprio come i freni, la massa rotazionale di un volano a peso normale consentirà un migliore controllo del calore causato dall'innesto / disinnestare la frizione durante il normale funzionamento. La massa di un normale volano sarà più stabile dal punto di vista termico rispetto a quella leggera. Ciò garantisce una maggiore longevità del volano. Quello leggero avrà più problemi con il surriscaldamento e la perdita di aderenza dopo tali eventi. Con i team di gara, questo di solito non è un problema in quanto si tratterebbe di un articolo sostitutivo pianificato e verrà sostituito molto prima di un volano stradale.


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Per parafrasare Einstein: tutto dovrebbe essere reso il più leggero possibile, ma non più leggero.
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