Coppia Motrice

[A320 Pilot]

salve a tutti.....cos'è la coppia motrice di un motore ???

grazie

[Valerio Ricciardi]

La coppia motrice rappresenta grossolanamente la forza che un motore è in grado di applicare a una trasmissione, la quale trasmette poi la potenza del motore sotto forma di rotazione per farci qualcosa che ci interessa - es. far girare le ruote di un camion che perciò avanzerà, o far girare l'elica di un aereo.
La "coppia" si chiama così perché rende bene l'idea di una coppia di forze applicata ai due lati di un asse, con lo scopo di farlo ruotare.
Ad esempio, per girare il volante di una autovettura verso sinistra (in senso antiorario) applichi con le due braccia una forza diretta verso il basso col braccio sinistro, e una grossomodo equivalente diretta verso l'alto con il braccio destro. Il risultato è la rotazione del volante.

Se la macchina NON ha il servosterzo, o c'è ed il motore è spento, girare il volante è faticoso: è intuitivo che se il volante è piccolo ti ammazzi di fatica, se è molto grande "fa più leva" (o meglio: hai a disposizione un maggiore braccio di leva) e richiede meno sforzo.
Dunque il "braccio di leva" è importante, e infatti sino a pochi anni fa la coppi amotrice era espressa in Kg*m, chilogrammi per metro o chilogrammetri. Ossia la forza torcente generata su un asse da una forza peso di un kg, appesa a un "bastone" orizzontale rigido attaccato perpendicolarmente all'asse, lungo un metro.
Dunque chilogrammetri; siccome però esiste il chilogrammo massa (che è unità di misura della massa, ossia della quantità di materia di uun corpo, indipendente dal fatto che quel corpo sia nel campo gravitazionale della Terra, della Luna o di Marte o sia a 0g) e il chilogrammo peso (che è la forza con la quale la terra attrae gravitativamente un kg di massa), per evitare confusione nel nuovo Sistema Internazionale hanno abbandonato il Kgm e sono passati al Nm, "Newton-metro" che si dovrebbe leggere più correttamente Newton per metro.
Per avere un'idea, se moltiplichi la coppia massima di un motore espressa nei classici Kgm per 9,81 ottieni il valore espresso in Nm.

Si deve capire a questo punto che differenza ci sia fra potenza e coppia.

La forza, è la capacità di compiere un lavoro (ad esempio, sollevare un secchio di acqua piena dal fondo di un pozzo); un uomo più "forte" potrà sollevare con una corda un secchio più pesante perché esprimerà con le sue braccia in senso assoluto più forza.
La potenza è la capacità di compiere un lavoro in una certa quantità di tempo (ad esempio, un uomo con più potenza muscolare di un altro, potrà in un quanto d'ora sollevare venti secchi pieni d'acqua, uno più debole di lui solo dodici);
è la ragione per cui con una Cinquecento da 18,5 Cv di potenza puoi certamente pian piano arrivare in cima al Passo dello Stelvio, con una 126 da 23 Cv ci metti un po' meno per compiere lo stesso lavoro (salire di quota di tot centinaia di metri dalla pianura al Passo trasportando te), con una Giulia da 90 Cv salirai a tutta birra.
La Giulia eroga più potenza, perciò lo stesso lavoro lo compie in meno tempo. E ci mette certo meno di una 132 Diesel da 75 Cv, che sale bene ma con una media più bassa.

Però se dietro ciascuna di queste macchine attacchiamo la stessa pesante roulotte, e vogliamo arrivare in cima allo Stelvio, scopriamo che la Cinquecento magari nemmeno ce la fa a salire, la 126 arranca talmente da surriscaldarsi, la Giulia e la 132 arrivano bene in cima al passo... ma stavolta, la 132 Diesel arriva abbastanza prima nonostante abbia 15 Cv meno della Giulia! Perché? Eppure il lavoro è quello, con più potenza la Giulia doveva metterci meno tempo...
E invece no. Il motore della Giulia ha meno COPPIA MOTRICE di quello della 132 Diesel, ossia anche se può erogare più potenza massima, però è in grado di applicare meno coppia torcente all'albero di trasmissione... che perciò può opporsi meno efficacemente alla resistenza costituita dal peso, in salita, della roulotte.

L'idea della coppia motrice intuitivamente si può associare al concetto popolare di "tiro", la potenza volendo a quello di "scatto" e "velocità". Prova a far tirare un aratro a un cavallo purosangue da corsa, e lo vedrai spompato e sfinito dopo pochi metri, se non gli viene proprio un infarto.
Eppure, la potenza che le sue gambe esprimono al galoppo per arrivare a 50-60 km/h è superiore alla potenza totale espressa da un cavallo da tiro che tenti uno scatto... ma in un certo senso il cavallo da tiro ha ... più coppia.

La curva di erogazione in funzione della potenza di un motore lo rende più o meno datatto a certi scopi, per i quali viene selezionato.
Un motore a scoppio a due tempi da 80 Cv montato su un fuoristrada fa semplicemente pietà, si spegne ad ogni brusca variazione di pendenza, ci costringe a sfrizionare brutalmente per riuscire a partire da fermo.
Monta sullo stesso fuoristrada un pacioso ma poderoso diesel da 80 Cv (come l'altro) e cambia la musica.
Identica la potenza massima, stesso cambio, stessi rapporti sulla trasmissione, ma molto diversa la disponibilità e l'erogazione di, appunto, coppia motrice.
Con 80 Cv, motore due tempi a benzina, puoi correre se il mezzo è leggero e la salita non ripida, ma non trainare.
Con 80 Cv, motore quattro tempi benzina, sali meglio, smuovi anche un mezzo più pesante ma se ci metti dietro un rimorchio sforza assai.
Con 80 Cv, quattro tempi diesel, ti tiri appresso anche il rimorchio carico di legna; ma su strada piana, di tenere medie elevatissime non se ne parla nemmeno.

In un motore diesel, l'erogazione di coppia viene privilegiata a scapito dello scatto e del régime massimo di rotazione. In un due tempi, avviene l'opposto.

Una caratteristica dei motori elettrici, è che al contrario di quelli endotermici come quelli a scoppio, la coppia massima viene di norma erogata nello spunto da fermo, cioè a "zero giri", mentre la potenza massima si esprime al massimo numero dei giri.

Nei motori a ciclo Otto e a ciclo Diesel, a seconda della progettazione e della scelta di una serie di parametri ("fase" di apertura delle valvole di aspirazione e scarico, rapporto fra alesaggio (diametro del cilindro in cui scorre il pistone) e corsa (intervallo di distanza fra un punto del pistone quando questo è al PMS (punto morto superiore) e al PMI (punto morto inferiore), lunghezza del "braccio di manovella" dell'albero motore, lunghezza della biella, istante di accensione ecc ecc ecc a secopnda delle esigenze si può privilegiare un buon rendimento agli alti ed altissimi regimi (come in un mezzo destinato a veloci percorrenze autostradali o a competizioni) a scapito di una scarsa coppi amotrice "in basso", oppure si può rinunciare alla massima prontezza di risposta e velocità massima per guadagnare in termini di "tiro" ai régimi più bassi, elasticitòà di marcia, peso massimo trainabile e pendenza massima superabile senza eccessivo sforzo.

[Carletto]

La forza, è la capacità di compiere un lavoro (ad esempio, sollevare un secchio di acqua piena dal fondo di un pozzo); un uomo più "forte" potrà sollevare con una corda un secchio più pesante perché esprimerà con le sue braccia in senso assoluto più forza.

La capacità di compiere un lavoro mi pare sia l'energia. La forza è un'altra cosa, ad esempio capacità di accelerare un oggetto. Va bene semplificare, ma non bisogna introdurre concetti sbagliati, che sono quelli che si incollano di più nella mente.

Per la potenza siamo andati a scuola dalla stessa persona, anche lui la spiegava in quel modo, usando degli operai che dovevano scaricare un camion.

Il resto del messaggio non l'ho letto tutto, scrivi sempre tanto e con i motori le cose sono complicate dal cambio di velocità e adattamento del carico meccanico.

[Otaku]

Con 80 Cv, motore due tempi a benzina, puoi correre se il mezzo è leggero e la salita non ripida, ma non trainare.
Con 80 Cv, motore quattro tempi benzina, sali meglio, smuovi anche un mezzo più pesante ma se ci metti dietro un rimorchio sforza assai.
Con 80 Cv, quattro tempi diesel, ti tiri appresso anche il rimorchio carico di legna; ma su strada piana, di tenere medie elevatissime non se ne parla nemmeno.

Quello che hai scritto è errato, la potenza è semplicemente la capacità di esprimere una certa capacità di lavoro: 80 cavalli sono sempre tali, è la finalità d'uso di un mezzo a motore che ne rende più consigliabile un utilizzo piuttosto che un altro. Tieni conto che ci sono camion ultrapesanti con motore a due tempi, e motori da aeromodello con motore diesel. Proprio per quello la coppia viene (veniva) espressa in kg/m: i chili non si stancano, non si spompano, non si grippano, non si usurano; il dato di coppia, così come quello di potenza, dà una semplice grandezza, non tiene conto dell'eventualità di frustare un asino per farlo correre come un cavallo.

La coppia è la forza di torsione che viene applicata a un corpo. Può anche esistere la condizione di coppia applicata senza che venga espressa nessuna potenza: ad esempio, quando cerchiamo di girare un bullone con la chave, ma quello non si svita...

[Prisucci89]

Attenzione ai concetti fisici ragazzi
La potenza è la rapidità di accrescimento del lavoro!

[tristar]

ci sono camion ultrapesanti con motore a due tempi

potresti portare qualche esempio? Conosco il ciclo sabathè due tempi che è il migliore per grossi motori diesel marini (sto pensando ai wartsila 14c, roba impressionante), ma non ho mai visto esempi relativi a grossi camion.

grazie!

[Otaku]

Detroit Diesel ha una lunga esperienza in fatto di due tempi per camion; li trovi su alcuni Perlini, che con questo tipo di motorizzazione ha anche vinto una Parigi-Dakar.
foto varie

[tristar]

grazie!

[aircraftfire]

wartsila 14c, roba impressionante

Intendi gli RT-flex96C e RTA-96C?

[Typhoon]

W il diesel a coppia bassa...

[tristar]

wartsila 14c, roba impressionante

Intendi gli RT-flex96C e RTA-96C?

si, hai ragione ho confuso il nome con qualcos'altro, è proprio quello.... poco più di giri al minuto per la massima potenza

certo, se poi guardiamo la corsa dei pistoni....