Tecnica
Come viene creata un espansione per 2t
Scritto da crimas - Pubblicato 09/10/2012 16:58
Guida illustrata passo passo che mostra tutte le fasi di progettazione ed esecuzione per realizzare una marmitta per motori a 2T

In questa guida vorrei illustrarvi passo per passo le fasi di progettazione e costruzione di una marmitta per motori a 2 tempi.

Per prima cosa bisogna ricavare la forma geometrica del espansione in base al telaio della moto, se si possiede la marmitta originale o se ne vuole replicare una in possesso basterà suddividerne la forma in vari segmenti di circonferenza e con l'aiuto di uno spago e goniometro calcolare il raggio e l'ampiezza della circonferenza.

In questo esempio ho usato un programma cad in grado di estrarre da una foto gli angoli delle varie curve, a causa della prospettiva della foto si rende necessario l'adozione di una certa precisione nelle misurazioni per compensare l'effetto della foto, effettuando le misurazioni tramite spago e goniometro direttamente sulla marmitta l'errore di misurazione verrà compensato dal assoluta precisione delle curve dato che la misura è reale. Per esperienza personale tutti e due i metodi funzionano perfettamente e i risultati sono apprezzabili in entrambe le tecniche.

In queste foto ho utilizzato la marmitta originale di un Husqvarna 125 per ricavare le dimensioni di ingombro in cui dovrà rimanere la marmitta calcolata.










Ottenuto così le misure di base della marmitta si procede ad assegnare il diametro alle rispettive curve, se si vuole replicare una marmitta basterà con un metro da sarta ricavare la circonferenza nei vari tratti e tramite la formula d = crf / π ricavare il diametro
crf sta per circonferenza;
π sta per pi greco
d sta per diametro del cerchio.

Oppure tramite l'elaborazione di una foto messa in scala si possono ricavare i diametri che ci interessano.




Se invece si vuole progettare una marmitta da zero allora tramite programmi come ExhaustCalculator




si può ottenere lo sviluppo lineare del espansione per poi applicare i diametri all'espansione.

Questo è un esempio di espansione ottenuta tramite ExhaustCalculator e posso garantire che le dimensioni sono proporzionate al motore per cui è stata progettata e il rendimento ottenuto in prova rispecchiava le aspettative volute durante la progettazione




Stabilite le dimensioni e le geometrie delle varie curve di un espansione si procede alla creazione vera e propria dei coni necessari per ottenere le curve desiderate, per fare questo si possono trovare vari programmi sul web, ma il migliore secondo me è Plate'n' Sheet Professional, anche se non è free la versione di prova permette di progettare i semplici tronchi di cono e relativo sviluppo piano.

Trammite plate'n' Sheet accedendo alla schermata iniziale vi è una vasta scelta di figure coniche, in base alle nostre necessità possiamo scegliere quale tipo di figura fa al caso nostro e procedere con l'immissione dei dati richiesti dal programma.

Questa è la schermata iniziale del programma:




Una volta scelto il nostro tipo di figura il programma ci chiederà di immettere delle misure che sono state precedentemente rilevate tramite spago/goniometro o tramite elaborazione di una foto.

In questo esempio è stata creata una riduzione a 90° composta da 8 coni




In alto a destra cerchiato in rosso c'è l'immissione del numero di coni di cui verrà composta la curva, un numero troppo basso tenderà a creare una figura spigolosa e poco fluidodinamica per il passaggio dei gas di scarico mentre un numero eccessivo di coni può causare difficoltà nel taglio e nella saldatura di quest'ultimi, per tanto consiglio di visualizzare la vista frontale della curva col tasto segnato in rosso e da qui valutare se il numero di coni è sufficiente o meno.

Quando il numero di coni e i dati inseriti per formare la curva ci soddisfano basta esportare in tutto in AutoCAD, dato che lo sviluppo dei coni difficilmente rientra in un foglio di formato A4 è consigliabile esportare tutto in un file dwg e in seguito impaginarlo e portarlo a stampare con plotter in una qualsiasi copisteria.

Qui sotto viene mostrato come esportare lo sviluppo piano dei coni della curva, come prima cosa bisogna visualizzare lo sviluppo tramite il pulsante cerchiato in rosso.







A questo punto basterà cliccare su File inviare a AutoCAD
si aprirà una schermata Esporta DXF, accertarsi che le selezioni siano come in foto e cliccare ok
aprire AutoCAD e create un nuovo file, a questo punto Plate'n' Sheet chiederà di selezionare il punto di inserimento nella finestra di AutoCAD diamo ok quindi andando sulla schermata di AutoCAD clicchiamo su un punto qualsiasi dello schermo, poi con un secondo clic del mouse andremo a definire gli assi x e y del disegno, a questo punto Plate'n' Sheet genererà gli sviluppi dei coni sulla schermata.




In alternativa si può esportare direttamente su un unico file dxf (cliccare su File Esporta DXF) e farlo tagliare al laser ma in questo modo lo spazio di taglio non verrà minimizzato e i costi del materiale aumenteranno di conseguenza. Il mio consiglio è di portare tutto in AutoCad e poi disporre i vari coni e impaginare il tutto.

Sconsiglio di far tagliare subito su lamiera i coni appena ottenuti se non si è certi che le dimensioni impostate consentano di creare una marmitta perfetta per il telaio della moto; per tanto la scelta migliore è quella di realizzare un prototipo in cartoncino e realizzare così una marmitta prototipo da provare sulla moto.
Questo è un esempio di marmitta per Husqvarna 125




Una volta stampati i nostri coni su carta si procede ritagliandoli e unendoli in modo da creare una marmitta di carta per una verifica finale direttamente sulla moto.




Se tutto è stato ben dimensionato e progettato si può procedere con il taglio della lamiera. Il materiale ideale sarebbe lamiera di acciaio da 0.8 -1mm se saldato a cannello mentre 1,0-1,2mm se saldato a tig volendo si può usare anche lamiera di titanio da 1mm ma il costo è doppio rispetto al acciaio.

Per il taglio dei coni il top è il laser o il plasma dato che Plate'n' Sheet permette di ottenere il disegno in dxf; ma bisogna fare attenzione alla precisione del macchinario perché il taglio deve avvenire con la precisione del decimo di millimetro 0.1mm altrimenti un errore maggiore nel taglio porterà alla fine quando si dovrà far combaciare i vari coni ad una differenza di 1-2 mm con relativi problemi di saldatura.

Se non si ha la possibilità di far tagliare al laser i coni allora si può stampare su carta il profilo di taglio e incollarlo sulla lamiera per poi tagliare con le forbici da lamiera; ovviamente più è spesso il materiale e più sarà difficile il taglio. Una volta tagliati tutti i coni si può procedere con la fase di calandratura, se possedete già una calandra questa procedura vi sarà molto semplice, in alternativa potete comprarne una o adirittura costruirla dato l'estrema semplicità del macchinario.

Calandra Home made di facile realizzazione e dal ottimo funzionamento







Una volta calandrati i coni possiamo unirli con del nastro isolante per verificare che combacino tra di loro, in caso contrario con della carta vetrata levigare i bordi per renderli perfetti







a questo punto non rimane che saldare i nostri coni a cannello o a tig




consiglio di procedere saldando tratti di curva per verificare sempre in tempo reale sulla moto il corretto allineamento, questo è necessario perché la lamiera si deforma col calore delle saldature e potrebbe essere necessario apportare delle modifiche in opera




Terminata la saldatura di tutti i coni non resta che saldare uno spillo, una staffa e un attacco al cilindro, consiglio la brasatura ad ottone così da ottenere una saldatura robusta e indistruttibile dalle vibrazioni.

Con questo si conclude la guida sulla creazione di una marmitta per motori 2t, spero di aver donato un contributo a tutta la comunità con la mia esperienza in materia.

Ciao da Crimas
 

Commenti degli Utenti (totali: 34)
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Commenti NON Abilitati per gli utenti non registrati
Commento di: Blake10 il 09-10-2012 18:54
Guida stupenda, precisa e completa, complimenti e grazie!
Commento di: Blake10 il 09-10-2012 18:54
PS: metti magari anche una foto a lavoro finito Smile
Commento di: oiradrace il 09-10-2012 19:24
ciao crismas buona guida, ma permettimi di dire che autocad ha dei limiti(gia' provati, dato che costruisco marmitte da oltre 10 anni) e l'ideale solid works o al massimo solid edge.

come lamiera, se scendi oltre lo 0,80, hai qualche miglioramento, ma a discapito della fragilita' del materiale....
bisogna saldare con altri metodi per attenuare le ZTA.
complimenti comunque
Commento di: crimas il 09-10-2012 19:58
Ciao, come programma per il 2d AutoCad ovviamente il massimo, dato che bisogna solo importare delle figure e mettere qualche misura, il discorso cambia se si vuole progettare in 3d e realizzare un modello, allora li autocad limitato, ho gi commesso l'errore di realizzare il 3d e me ne sono pentito, troppo laborioso il posizionamento dei coni.
Per il materiale, concordo con te che sotto il 0.8mm si hanno degli aumenti di prestazioni infatti le marmitte presenti in foto sono spesse 0.6mm ma la saldatura tuttaltro che semplice e porta via ore e ore di lavoro, certo alla prima caduta la marmitta si accartoccia, ma ne vale la pena.
Commento di: N3tRid3R il 03-11-2013 14:44
Ciao. Intanto complimenti per la guida, e anche per la manualita', io purtroppo me la cavo a disegnare ma sono negatissimo a saldare, lo lascio fare a chi e' capace. Plate and sheet non e' male, io lo uso per fare tronchi di cono particolari quando serve e tramogge in genere. L'idea comunque potrebbe essere quella di progettarlo in 3D puro con il modulo lamiere in solidworks (come ti suggerisce anche Oiradrace), lasciando perdere in questo caso autocad che con il 3D ci cozza...lo stesso vale per Inventor, che trovo veramente orribile. Trovo geniale l'idea di usare le foto fatte dai giusti punti di vista e poi metterle in scala (io faccio lo stesso ma per altre cose e in 2D), quindi doppiamente complimenti per l'intuito ;)
Sarebbe bello vedere qualche marmitta finita :)
Ah la minicalandra e' bellissima!
Ale
Commento di: gianluu il 09-10-2012 19:41
bravo veramente sei stato davvero esaudiente ella guida.. ti sei ingegnato bene a fare tutto e a riuscirci... complimenti io una cosa cosi complessa non la riuscirei mai a fare ti stimo davvero.
Commento di: lollixx95 il 09-10-2012 20:54
ottima guida, avere una saldatrice ci proverei anche io visto che lo scarico che monto non il massimo
nell'usare il titanio c' molta differenza oltre che al peso dimezzato? le saldature si fanno lo stesso a cannello o serve il tig? molto pi difficile che saldare l'acciaio?
scusa le tante domande ma sono curioso
grazie
Commento di: crimas il 09-10-2012 20:57
col titanio avresti una marmitta robusta perch fatta da 1mm e leggera come una di 0,5mm per saldarlo so che a tig possibile, meno a cannello. A saldare se uno capace col tig sa saldare qualsiasi materiare in fondo come saldare del acciaio, si comporta allo stesso modo.
Commento di: TommyTheBiker il 09-10-2012 22:20
Davvero, complimenti. Guida fatta molto bene e risultato eccezionale Applause

Scommetto che entro qualche giorno sarai sommerso di MP tipo "me ne fai una anche a me?" XD
Commento di: TheJobPower2012 il 09-10-2012 22:22
complimenti per il tuo articolo!!! finalmente uno che ne sa di motori 2t e che sfrutta le sue conoscenze per dare aiuto agli altri utenti del forum...veramente bravo!!!! posso chiederti un favore (anche se non ce ne entra molto con l'articolo)??? mica potresti dirmi che "tubone" era quello arancione nella foto a met pagina??? che motore (e che elaborazione) monta??? e,se tuo,mica lo vendi??? sarei leggermente interessato Cool
Commento di: crimas il 09-10-2012 22:30
il tubone un Oxford peripoli con blocco minarelli k6, monta cilindro minarelli 80 cross mcs misto aria /acqua e il vecchio 28 del husqvarna finito li anche se un po limitativo per quel motore Twisted Evil Purtroppo non in vendita, ho appena rifatto il motore da zero, e con la marmitta nuova me lo voglio godere ancora allungo.
Commento di: TheJobPower2012 il 09-10-2012 22:32
ah okok grazie mille...ma...l'oxford non montava il franco morini oppure il minarelli p6?? sono leggermente confuso Shocked
Commento di: crimas il 09-10-2012 22:34
si montava il p6 ma questa l'elaborazione che veniva fatta negli anni 90, si prendeva il minarelli k6 dai cross 80 del epoca e si metteva su questi tuboni dato che il k6 derivava dal p6 ma era progettato per montare 80 era molto pi robusto e duraturo con i sui 22 cavalli.
Commento di: RickTST il 09-10-2012 22:47
Tuboni artigianali... che ricordi! Dalle mie parti si usava come base l'Oscar College RS... alla fine venivano sempre stravolti, di originale rimaneva solo il tubo, rinforzato.
Commento di: MoMbe il 10-10-2012 00:34
Pazzesco.. Davvero bravo, io non avr manco in cent'anni la manualit e l'iniziativa per fare una cosa del genere..
Immagino che vedere una marmitta costruita da s egualiare le prestazioni, chess, di una Scalvini riempa d'orgoglio e ripaghi pienamente tutta la fatica e il lavoro svolti per la sua fabbricazione..
Complimenti, davvero complimenti!
Commento di: diciassette il 12-10-2012 16:35
Bravo e grazie per avermi ricordato il Plate 'n' Sheet che davvero un bel programmino.

Ciao, Luigi.
Commento di: Aerox_rm125 il 12-10-2012 17:58
Bella guida ma puoi spiegare meglio come si fa la calandra per favore
Commento di: crimas il 15-10-2012 15:43
ciao, ti metto una foto del progetto fatta al volo, chiedi pure se hai qualche dubbio http://imageshack.us/photo/my-images/822/calandra.png/
Commento di: SuperKrigger il 15-10-2012 15:26
Bellissimo questo articolo, molto utile, bravo Crimas, comunque c' qualcuno che sa un programma gratis per calcolare i coni, affidabile e in italiano e pu spiegare come si calcolano perch non ho ben capito? Grazie
Commento di: Ugo51 il 17-10-2012 21:01
bell'ariticolo, compimenti.
ma exhaust calculator opensource?
non lo trovo...
Commento di: crimas il 17-10-2012 21:04
lo scarichi dal web gratuitamente, non necessita di alcun tipo di licenza Up
Commento di: scanta95 il 24-10-2012 18:59
Bella guida Crimas.
ho seguito la tua guida,e sto cercando di costruire una marmitta per il mio Ktm,mi sono procurato del lamierino in acciaio da delle vecchie dispense in inox lo spessore di 0,8 mm.Prima di saldare i pezzi con il tig ho fatto delle prove su degli scarti ma nonostante diverse prove le saldature non mi riescono; mi capita che si formano dei fori o che i due lembi a causa delle dilatazioni si separano.....
mi potresti dare dei consigli su quanta corrente utilizzare quanti litri al minuto di gas e che materiale d'apporto usi ? (e poi possibile che l'acciaio che io sto usando sia ricoperto di una pattina di cromo ?)
Grazie in anticipo
Commento di: crimas il 24-10-2012 19:07
ciao, se usi il tig innanzitutto devi utilizzare per l'acciaio inox gli elettrodi di tungsteno toriato, quelli con il segno rosso, poi per la corrente va molto bassa sui 10/15 ampere e se hai la possibilit utilizza il pulsato cos scaldi di meno il pezzo. Per il gas usa esclusivamente argon mi sembra sui 3/4 litri al minuto, per apporto va benissimo il filo inox asi 304 da 0.8mm che trovi anche al brico. Per il problema dei buchi tra i lembi devi assicurarti che i pezzi combacino perfettamente e che siano pulitissimi come se ci dovessi mangiare sopra se no la saldatura viene male, comunque tutto sommato con quello spessore abbastanza semplice saldare a tig, se vedi che si stanno colando i bordi vai di apporto se no saldi semplicemente senza apporto cos la qualit finale superiore Smile
Commento di: scanta95 il 24-10-2012 20:21
Ok,grazie domani prover.
ora ho capito dove sbagliavo,seguendo una guida su internet utilizzavo una corrente di circa 25-30 ampere e 10 Nl/min con un materiale di apporto molto superiore al 0.8 mm....prima di seguire la guida saldavo senza materiale di apporto ma nonostante una saldatura esteticamente perfetta non risultava resistente,quindi....
Volevo anche chiederti se quando saldi ti si ossida la saldatura all'interno e se questo provoca problemi nel funzionamento della marmitta?
Commento di: crimas il 24-10-2012 20:24
che si formi la crosta sotto la saldatura normale, un difetto del tig sugli spessori fini comunque non influenza di niete la resa, come un piccolo bozzo sulla marmitta, non perdi cavalli sta tranquillo Mr. Green
Commento di: andrei_onica il 02-11-2012 00:49
non capisco bene come funziona la calandra,una cosa di questo genere ho visto all autolavaggio,li ce ne uno in gomma ma ha solo una pozizione,ma nella foto si vedono delle vite,che presumo servono per regolarlo,se puoi spiegarmi bene questa cosa ti sarei grato,poi un altra cosa,vorrei prendermi sempre un cannello che salda attraverso gas e oxygen...le bombole che mi danno sono quelle piccole alte circa 30-40cm e di diametro 10cm...

mi bastano per reallizzare una ppancia?

fai conto che mi serve un po anche a prendere mano,perche non ho mai saldato a cannello solo a elettrodo...
Commento di: crimas il 02-11-2012 01:04
allora la calandra strutturata in modo da poter muovere liberamente 2 rulli mentre il terzo,quello motrice, fisso alla struttura, il pezzo va inserito tra il rullo motrice e un degli altri due rulli e poi al terzo spetta il compito di assegnare la curvatura desiderata, per fare una cosa fatta bene servirebbe una calandra con i rulli conici anzich cilindrici ma ci vorrebbe un rullo conico per ogni tipo di cono calandrato quindi ci si aiuta con il martello per modellare e rifinire la forma, diciamo che la calandra serve per dare una forma approssimata al cono.
Per la questione della saldatura ti sconsiglio i bombolini dato che durano max 30 minuti continui di saldatura quando per saldare un intera marmitta ci vogliono minino 2 ore di saldatura continua escludendo il tempo per puntare e fermare i coni se no si parla di 8 ore di lavoro...
ti consiglio di noleggiare i bombolini da 10lt che hanno una durata discreta se no prendi direttamente le bombole da 50lt che ti durano una vita Smile
Commento di: andrei_onica il 18-12-2012 10:16
io a casa ho il cannello della kemper o walkover,pagato 100 euro nuovo,e aveva gia delle bombole dentro il kit..

le bombole erano di ossigeno e l'altra era una miscela di propano e butano..quella di ossiggeno e finita subito facendo delle prove...quella di gas quasi piena...

le bombole qua sono neanche da 1 litro in teoria e hanno 16 bar...

ho visto una bombola di ossigeno pesantissima e c, scritto che ha 30 litri e 180 bar.. alta circa 30 cm..e io ho chiesto al tipo del negozio se potevo attacarla al mio cannello che ho preso sempre da li..e lui mi ha detto che non pensa proprio che quei tubi resistono 180bar,e mi servirebbe qualche riduttore...ma verramente un casino con sto cannello che ho preso...e i coni penso che mi costruiro un semplice tasso e mi aiutero a piegarli anche con una pinza,ho preso la lamiera di acciaio zincato da 0,5mm...e con una pinza e becchi lunghi e sottili ce la dovrei fare a piegarlo piano piano....pero prima li do la forma con il tasso...che ne dici?
Commento di: crimas il 19-12-2012 22:36
col tuo canellino forse riesci a fare qualcosa, quanti liti al'ora l'ugello? fai conto che con un cannello normale si va da 30 a 300litri, per la lamiera bastano 30 ma anche con 15 si fa qualcosa, so che vendono i riduttori per i piccoli cannelli, ti compri il tubo binato ossigeno-acetilene da 6mm, ovviamente alla bombola ci si deve attaccare il riduttore di pressione che porta da 200atm a circa 2 atm per l'ossigeno e 0.1atm per l'acetilene quindi i tubi reggono, il probblema sono i riduttori perch nessuno te li noleggia devi averli e un kit di cannello lancia e riduttori + ugelli vari costa sui 1000, ammeno ch non trovi i bombolini a noleggio che hanno il riduttore integnato..
per la lamiera anche a mano la pieghi, la calandra serve solo per velocizzare tutto ma anche io le prime marmitte me le facevo a mano e con dei pezzi di legno per fare i coni.
Commento di: Rbx il 19-12-2012 15:35
Grande!
Commento di: CHECCO95 il 12-07-2013 13:21
ciao vorrei chiederti una cosa , quando hai misurato gli angoli , l'hai fatto i gradi centesimali o sessagesimali ? grazie !
Commento di: alansk8er il 24-02-2014 15:45
ciao, potresti spiegare la procedura per ricavare gli anglio e/o le misure da una foto in scala con cad? grazie mille
Commento di: cybertech78 il 13-11-2014 14:34
Ciao, innanzitutto tantissimi complimenti per la guida. Ti dir che ne ho preso spunto e vorrei tanto realizzare una espansione per la mia minimotard Polini. Ti vorrei chiedere una cosa, come posso realizzare la calandra? Di cosa necessito e quali sono gli step per realizzarla? Mi potresti dire come fare? Ne hai fatte altre per caso che vendi?
La marmitta che voglio realizzare sar un esperimento per me, ma non voglio perdermi l'occasione di farla. Ci sto pensando da mesi ormai.
Ciao e grazie in anticipo
Commento di: antonino26 il 31-10-2018 18:04
mi potreste inviare i programmi exhaust tranne autocad? grazie! tino018590@gmail.com