impianto di scarico e Motore

Chiavi inglesi e molta passione per la meccanica
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ElectraDenis
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01/03/2016, 14:02

ho fatto qualche ricerca sulla materia, così da creare una specie di biblioteca su vari argomenti per sapere qualcosa di più sulle nostre beneamate,...
"La marmitta"

L’impianto di scarico ha il compito di espellere i gas combusti del motore, cerchiamo di capire come funziona e da quali parti si compone. I gas di scarico provenienti dal motore passano attraverso i collettori e giungono alcatalizzatore, questi funge da abbattitore delle emissioni nocive di gas di scarico del motore, favorendo la completa ossidazione e riduzione dei gas di scarico, inoltre contribuisce assieme al silenziatore (o terminale) a ridurre il rumore di scarico. Tale abbattimento consiste, tramite un’apposita spugna di materiale catalitico e determinati passaggi forzati, nella completa ossidazione dei gas di scarico, convertendo gli idrocarburi incombusti (CnHm), gli ossidi di azoto (NO) e il monossido di carbonio (CO) in anidride carbonica (CO2), acqua (H2O) e azoto (N2); nei motori piu’ moderni anche i sensori O2 ( o sonde lambda) aiutano il motore a calibrare la miscela aria/benzina per rientrare nelle normative.
Il dimensionamento dell’intero impianto di scarico è frutto di approfonditi calcoli di fluidodinamica, in particolare si deve tener conto del volume, della temperatura, della velocità dei gas di scarico e di tutta una serie di altri parametri.

La progettazione dell’impianto determina notevolmente anche le prestazioni del motore: allungo, potenza e coppia sono strettamente legati alla forma, alla lunghezza, al diametro dei condotti di scarico ed alla forma ed alla cubatura interna del terminale. Anche ilposizionamento del terminale è una scelta tutt’altro che casuale, un terminale posizionato sotto al motore ad esempio aumenta l’accentramento delle masse migliorando il comportamento dinamico della moto, uno scarico posizionato sotto al codone invece teoricamente tende a migliorare l’allungo del motore grazie a condotti più lunghi.

Per chi è alla ricerca di un incremento delle prestazioni, di una riduzione del peso, o semplicemente di un miglior sound la sostituzione dello scarico è uno step obbligatorio. Soprattutto negli ultimi anni, a causa (o grazie) delle normative antinquinamento, abbiamo abbiamo visto lievitare le dimensioni e ( il peso ) degli impianti di scarico.

Dal punto di vista tecnico sono diversi gli interventi che possiamo apportare, dalla semplice sostituzione del terminale alla sostituzione dell’intero impianto di scarico…c’è una bella differenza!

La sostituzione del terminale di scarico, nel caso in cui sia separato dal catalizzatore, non apporta un incremento delle prestazioni ma ne migliora il sound e fa risparmiare un po’ di peso, in questo caso per essere in regola con il codice della strada è opportuno che sul terminale sia stampigliato il codice di omologazione per la normativa sull’inquinamento acustico, naturalmente se leviamo i db-killer non saremo piu’ in regola. In questo caso la centralina elettronica del motore sarà in grado di autoregolarsi per ottimizzare la curva di erogazione.

Nel caso in cui il catalizzatore è contenuto nel terminale la sostituzione modifica parecchio i flussi dei gas e di conseguenza le prestazioni del motore. Quindi se andiamo a mettere uno scarico after-market dotato di catalizzatore per essere in regola con il codice della strada dovranno essere stampigliati i codici relativi alla normativa antinquinamento e della normativa sull’inquinamento acustico. Se invece acquistiamo uno scarico sprovvisto di catalizzatore naturalmente non saremo piu’ in regola e si rischiano sanzioni elevate. In tale configurazione è vivamente consigliabile una riprogrammazione della centralina del motore, oppure il montaggio di un modulo aggiuntivo che permetta al motore di modificare la miscela aria/benzina in modo da adattarsi meglio alla diversa fluidodinamica dei gas di scarico, evitando i fastidiosi (e dannosi) scoppiettii e fiammate in rilascio. Esistono in commercio alcuni scarichi dotati di catalizzatore estraibile, adottando un sistema del genere potremo essere in regola per la circolazione su strada senza rinunciare alle massime prestazioni in pista.

La modifica che consente di avere il massimo risparmio di peso ed il maggior incremento di prestazioni è la sostituzione dell’intero impianto, quindi collettori, catalizzatore e terminale. Con l’utilizzo di collettori dal diametro maggiorato, l’eliminazione del catalizzatore e la sostituzione del del terminale di scarico si andrà a modificare profondamente il carattere del motore. Una modifica del genere è consigliabile solo se si utilizza la moto in pista (c’è da dire pero’ che su alcune piste vige l’obbligo di girare SOLO con i db-killer).

Prima di iniziare a modificare l’impianto di scarico, quindi, è opportuno farsi un’idea del risultato a cui si vuole puntare, sul mercato esistono svariate soluzioni per tutte le tasche e per tutte le esigenze…non ci resta che andare a sbirciare i vari siti internet dei produttori e trovare la soluzione più indicata per noi.

IL Motore
Sebbene gli attuali 4 tempi motociclisti siano dei gioielli di meccanica
non è vietato spremere qualcosa in più.
Anche il motore più raffinato non potrà mai ricevere sulla catena di montaggio
(per quanto piccola sia, le attenzioni e l'accuratezza della scrupolosa
mano dell'appassionato artigiano.
Le odierne 4 tempi si possono suddividere in tre categorie:
1 le mono e bicilindriche da enduro
2 le bicilindriche da passeggio o viaggio
3 le bicilindriche e le quattro cilindri da turismo veloce.
La prima categoria monta motori molto raffinati a quattro o cinque valvole,
ma volutamente poco esasperati quanto a potenza per essere molto
affidabili e soprattutto per dare una guida facile sulle dune, sugli sterrati,
ma anche in città e in autostrada.
L'elaborazione di questi motori ha ricevuto un decisivo impulso dal loro
utilizzo per la categoria mono, nel campionato loro destinato.
La potenza è nell'ordine dei 75 cv per litro.
La seconda categoria punta soprattutto ad una estrema fluidità
nell'erogazione, obiettivo raggiunto normalmente mediante cilindrate di 1000
e più cc.
Sono motori fatti per viaggiare in autostrada da una costa all'altra degli
Stati Uniti, con un limite di velocità di 55 miglia all'ora, con la possibilità
di riprendere anche in quarta da 1000 giri o poco più, per la maggior parte
però, hanno delle potenze quasi automobilistiche sui 60 cv per litro.
La terza categoria è formata da alcune bicilindriche, ma soprattutto da
molte quattro cilindri in linea o a V, che erogano molto di più di 120 cv per
litro e che servono come base per le moto da gran premio.
Tutte e tre queste categorie, malgrado l'apparente complessità possono
ricevere l'attenta mano dell'appassionato per ottenere quel qualcosa
in più che manca alla normale produzione di serie.
I sistemi per incrementare la potenza di un motore, senza peraltro apportare
sostanziali modifiche quali l'aumento della cilindrata, sono essenzialmente:

1) L'aumento del rapporto di compressione
2) Il miglioramento del rendimento volumetrico
3) Il miglioramento del rendimento meccanico
4) Il montaggio con il controllo assoluto di tutte le parti impiegate, rispettando
le tolleranze di accoppiamento previste.


Il motore a 4 tempi è una macchina che aspira aria, la miscela con la
benzina, la comprime, la fa bruciare molto rapidamente, durante la comcombustione
il volume dei gas aumenta e così preme sul pistone ed alla
fine i gas combusti escono dallo scarico.
Mentre nel due tempi queste fasi si sovrappongono fra loro e pertanto
il tutto occupa solo un giro del motore, nel motore a quattro tempi per compiere
le medesime operazione servono due giri completi dell'albero a gomiti.
Teoricamente mezzo giro serve per l'aspirazione, mezzo per la compressione,
mezzo per l'espansione e mezzo per lo scarico.
Come vedremo certe fasi durano più di mezzo giro e certe meno, ma
il principio di base rimane quello.
In qualsiasi motore la potenza è il risultato della forza esercitata sulla
faccia superiore del pistone, trasmessa attraverso la biella alla leva formata
dall'albero motore.
Dovendo ricondurre il risultato ad un'ordine di tempo, il prodotto va moltiplicato
per il numero dei giri al minuto.
Non volendo variare la superficie del cilindro (l'alesaggio), o il braccio
di leva (la corsa), gli unici fattori per incrementare la potenza di un motore
rimangono la pressione sul pistone o il numero dei giri.
La pressione che si esercita sul pistone varia da un minimo, quando il pistone
è in fase di aspirazione o scarico, ad un massimo che si ha dopo
l'accensione ed il conseguente scoppio e cioè fra i 10 ed i 20 gradi dopo
il punto morto superiore.
In questo momento l'intera miscela è combusta e si ha il massimo sviluppo
di gas che premono sulla faccia del pistone.
Passato questo istante la pressione decresce rapidamente perchè i gas
non si espandono ulteriormente e soprattutto perchè scendendo il pistone,
aumenta in maniera notevole il volume della camera di combustione.
Agli effetti del calcolo della potenza viene utilizzata la media di tutte
le pressioni che si verificano al di sopra del pistone, se computassimo solo
quella massima, rinunceremmo a quelle quantità non certo trascurabili che
abbiamo a partire dal punto morto superiore fino a quando non si apre la
valvola di scarico. Fatta la somma, istante per istante e fatta la media arriviamo
alla cosiddetta Pressione Media Effettiva o PME.

Gli unici sistemi per ottenere sostanziali incrementi della potenza sono
o aumentare la PME o aumentare il numero dei giri.
Il fatto da tenere presente è che mentre la PME aumenta nell'ordine delle
unità e soprattutto nei motori molto sofisticati, quali quelli delle odierne moto,
nell'ordine dei decimi, il regime di rotazione fatte le debite preparazioni
può aumentare nell'ordine delle migliaia di giri, con il risultato che è molto
più facile aumentare di un 30% il numero dei giri che della stessa quantità
la PME.
Purtroppo aumentando il regime di rotazione, aumentano le resistenze
che incontra l'aria a scendere nel motore, cosicchè cala la carica ed automaticamente
la PME, quasi come un serpente che si mangi la coda.
Con l'aumentare dei giri inoltre aumentano le possibilità di rotture e quindi
risulta necessario ristudiare l'intero meccanismo pistone, biella, albero
motore e sistema di distribuzione onde evitare laboriose e costosissime ricostruzioni.

Come sempre la soluzione è quella di salvare capra e cavoli aumentando
un po' da una parte ed un po' dall'altra, nel giusto equilibrio, soprattutto
considerando che qualcuno la moto la deve usare, per cui quella che conta
non è mai la potenza massima ma bensì la gamma di utilizzo o come comunemente
viene chiamata la coppia.
Ogni caso va opportunamente ponderato tenendo conto del tipo di sport
praticato.
Con la moto si possono praticare diverse specialità, ognuna delle quali
richiede differenti erogazioni della potenza e dei campi di utilizzo.
Gli unici sistemi per ottenere sostanziali incrementi della potenza sono
o aumentare la PME o aumentare il numero dei giri.
Il fatto da tenere presente è che mentre la PME aumenta nell'ordine delle
unità e soprattutto nei motori molto sofisticati, quali quelli delle odierne moto,
nell'ordine dei decimi, il regime di rotazione fatte le debite preparazioni
può aumentare nell'ordine delle migliaia di giri, con il risultato che è molto
più facile aumentare di un 30% il numero dei giri che della stessa quantità
la PME.
Purtroppo aumentando il regime di rotazione, aumentano le resistenze
che incontra l'aria a scendere nel motore, cosicchè cala la carica ed automaticamente
la PME, quasi come un serpente che si mangi la coda.
Con l'aumentare dei giri inoltre aumentano le possibilità di rotture e quindi
risulta necessario ristudiare l'intero meccanismo pistone, biella, albero
motore e sistema di distribuzione onde evitare laboriose e costosissime ricostruzioni.

Come sempre la soluzione è quella di salvare capra e cavoli aumentando
un po' da una parte ed un po' dall'altra, nel giusto equilibrio, soprattutto
considerando che qualcuno la moto la deve usare, per cui quella che conta
non è mai la potenza massima ma bensì la gamma di utilizzo o come comunemente
viene chiamata la coppia.
Ogni caso va opportunamente ponderato tenendo conto del tipo di sport
praticato.
Con la moto si possono praticare diverse specialità, ognuna delle quali
richiede differenti erogazioni della potenza e dei campi di utilizzo.
Gli unici sistemi per ottenere sostanziali incrementi della potenza sono
o aumentare la PME o aumentare il numero dei giri.
Il fatto da tenere presente è che mentre la PME aumenta nell'ordine delle
unità e soprattutto nei motori molto sofisticati, quali quelli delle odierne moto,
nell'ordine dei decimi, il regime di rotazione fatte le debite preparazioni
può aumentare nell'ordine delle migliaia di giri, con il risultato che è molto
più facile aumentare di un 30% il numero dei giri che della stessa quantità
la PME.
Purtroppo aumentando il regime di rotazione, aumentano le resistenze
che incontra l'aria a scendere nel motore, cosicchè cala la carica ed automaticamente
la PME, quasi come un serpente che si mangi la coda.
Con l'aumentare dei giri inoltre aumentano le possibilità di rotture e quindi
risulta necessario ristudiare l'intero meccanismo pistone, biella, albero
motore e sistema di distribuzione onde evitare laboriose e costosissime ricostruzioni.

Come sempre la soluzione è quella di salvare capra e cavoli aumentando
un po' da una parte ed un po' dall'altra, nel giusto equilibrio, soprattutto
considerando che qualcuno la moto la deve usare, per cui quella che conta
non è mai la potenza massima ma bensì la gamma di utilizzo o come comunemente
viene chiamata la coppia.
Ogni caso va opportunamente ponderato tenendo conto del tipo di sport
praticato.
Con la moto si possono praticare diverse specialità, ognuna delle quali
richiede differenti erogazioni della potenza e dei campi di utilizzo.
I rendimenti
Diversi fattori influenzano la potenza ottenibile da un motore, i rapporti
fra la loro massima efficienza e quella realmente ottenuta vengono chiamati
rendimenti.
Il primo rendimento è quello TERMICO: esso è il rapporto fra il calore
che si trasforma in lavoro utile e tutto quello prodotto durante la combustione.
Il rendimento termico di un motore a scoppio è molto basso e soprattutto
per i nostri intenti poco modificabile.
Forma della camera di scoppio e rapporto di compressione sono i punti
sui quali possiamo intervenire per ottimizzare il rendimento termico.
Il secondo rendimento è quello MECCANICO, che è il rapporto fra il
lavoro utile effettivamente fornito dal motore e quello che teoricamente esso
potrebbe produrre se non esistessero gli attriti e se parte del lavoro non
dovesse essere utilizzato per gli accessori del motore.
Gli attriti principali sono quelli del pistone e delle fasce elastiche sulla canna,
l'attrito sui vari cuscinetti di banco e di biella, la potenza richiesta per
azionare pompa dell'acqua, dell'olio e alternatore.
Il rendimento meccanico si può migliorare minimizzando gli attriti, cosa
vantaggiosa perchè oltre a ridurre l'usura migliora l'affidabilità generale
del motore.
L'ultimo rendimento è quello VOLUMETRICO che è il più importante dal
punto di vista del preparatore, poichè è essenzialmente su di esso che si
opera quando si voglia ottenere più potenza da un motore.

Il rendimento volumetrico

Sia che aumentiamo il regime, sia che vogliamo aumentare la quantità
di aria e benzina introdotta nel motore ad ogni ciclo, ci troviamo a dover
fare i conti con il rendimento volumetrico.
Il rendimento volumetrico è il rapporto fra la quantità di miscela aria
benzina effettivamente introdotta nel cilindro e quella che entrerebbe in condizioni
ottimali, cioè se non esìstessero resistenze al moto del fluido aria
e se i tempi di aspirazione e scarico fossero immensamente più lunghi.
Se facciamo girare a mano il motore, l'aria entra lentamente, l'effetto pompa
del motore praticamente non esiste, alla fine del ciclo di aspirazione abbiamo,
all'interno ed all'esterno del motore, la medesima pressione cioè quella
atmosferica.
Questo significa che il volume di aria entrata nel motore è esattamente
equivalente alla cilindrata del motore.
In questo caso il rapporto volumetrico è esattamente pari al 100%.
Quando però il motore è in moto, l'aria incontra delle notevoli resistenze
ad entrare, vuoi per gli attriti che incontra lungo il suo cammino, vuoi per
il tempo estremamente ridotto che ha per passare per filtro, carburatore,
collettore di aspirazione, strozzatura della valvola ed arrivare infine nel cilindro.

A 5.000 giri al minuto, il tempo di aspirazione è di circa 8-9 millesimi
di secondo e sembra veramente impossibile che in questo ridottissimo periodo
di tempo qualcosa possa entrare all'interno del cilindro.

Quando incrementiamo il numero dei giri, automaticamente riduciamo
il tempo per l'aspirazione e contemporaneamente, incrementando le velocità
di afflusso, aumentano anche le resistenze e le turbolenze nella colonna
d'aria che scende nel cilindro.
La maggior parte delle modifiche che tratterò avranno come scopo principale
quello di aumentare il rendimento volumetrico, sia che si tratti di modificare
i vari condotti, sia che si tratti di variare le fasi di aspirazione e scarico
attraverso l'albero a cammes.

Il motore a quattro tempi e la fisica dei fluidi
All'interno di un motore a quattro tempi si verificano e si sfruttano diversi
effetti fisici riguardanti i fluidi ed i loro moti che è bene conoscere non
fosse altro che per fare bella figura al bar con gli amici.
PRESSIONE STATICA: è la pressione presente all'interno di un certo ambiente,
si trasmette in un fluido con eguale intensità in ogni direzione ed
agisce normalmente a qualsiasi superficie piana.
É espressa in unità di massa relative ad una unità di superficie usualmente
in kg/cmq.
PRESSIONE DINAMICA: è definita come la metà del prodotto della densità
della massa del fluido, moltiplicata per la velocità del fluido al quadrato.
PERTURBAZIONI DI PRESSIONE: le perturbazioni di pressione generate
in un fluido si propagano in forma di onde, le quali si spostano ad
una velocità pari a quella del suono nel fluido interessato.
PERDITA DI CARICO: per qualsiasi fluido la perdita di carico è rappresentata
dalla caduta del gradiente di pressione ed è misura della resistenza
al moto nel fluido.
Detta resistenza è funzione del diametro del tubo, della lunghezza e
della rugosità interna dello stesso, della viscosità e densità e velocità del
fluidoIl motore a quattro tempi e la fisica dei fluidi
All'interno di un motore a quattro tempi si verificano e si sfruttano diversi
effetti fisici riguardanti i fluidi ed i loro moti che è bene conoscere non
fosse altro che per fare bella figura al bar con gli amici.
PRESSIONE STATICA: è la pressione presente all'interno di un certo ambiente,
si trasmette in un fluido con eguale intensità in ogni direzione ed
agisce normalmente a qualsiasi superficie piana.
É espressa in unità di massa relative ad una unità di superficie usualmente
in kg/cmq.
PRESSIONE DINAMICA: è definita come la metà del prodotto della densità
della massa del fluido, moltiplicata per la velocità del fluido al quadrato.
PERTURBAZIONI DI PRESSIONE: le perturbazioni di pressione generate
in un fluido si propagano in forma di onde, le quali si spostano ad
una velocità pari a quella del suono nel fluido interessato.
PERDITA DI CARICO: per qualsiasi fluido la perdita di carico è rappresentata
dalla caduta del gradiente di pressione ed è misura della resistenza
al moto nel fluido.
Detta resistenza è funzione del diametro del tubo, della lunghezza e
della rugosità interna dello stesso, della viscosità e densità e velocità del
fluidoIl motore a quattro tempi e la fisica dei fluidi
All'interno di un motore a quattro tempi si verificano e si sfruttano diversi
effetti fisici riguardanti i fluidi ed i loro moti che è bene conoscere non
fosse altro che per fare bella figura al bar con gli amici.
PRESSIONE STATICA: è la pressione presente all'interno di un certo ambiente,
si trasmette in un fluido con eguale intensità in ogni direzione ed
agisce normalmente a qualsiasi superficie piana.
É espressa in unità di massa relative ad una unità di superficie usualmente
in kg/cmq.
PRESSIONE DINAMICA: è definita come la metà del prodotto della densità
della massa del fluido, moltiplicata per la velocità del fluido al quadrato.
PERTURBAZIONI DI PRESSIONE: le perturbazioni di pressione generate
in un fluido si propagano in forma di onde, le quali si spostano ad
una velocità pari a quella del suono nel fluido interessato.
PERDITA DI CARICO: per qualsiasi fluido la perdita di carico è rappresentata
dalla caduta del gradiente di pressione ed è misura della resistenza
al moto nel fluido.
Detta resistenza è funzione del diametro del tubo, della lunghezza e
della rugosità interna dello stesso, della viscosità e densità e velocità del
fluido
VISCOSITÀ: tutti i fluidi sono affetti da viscosità, la quale a sua volta genera
attrito. La viscosità diminuisce nei liquidi con l'aumentare della tem-
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peratura (vedi olio freddo), mentre nei gas avviene il contrario (ragione per
cui conviene far arrivare aria fresca nei condotti di aspirazione).
FLUSSO LAMINARE: è uno stato in cui i filetti che compongono il flusso
scorrono paralleli fra loro senza avere alcun rimescolamento.
La distribuzione della velocità nel moto laminare segue una legge parabolica,
la velocità massima si riscontra al centro del tubo ed è il doppio della
velocità media.

FLUSSO TURBOLENTO: il flusso in un fluido è laminare solo fino ad una
certa velocità critica, superata la quale esso diventa turbolento, per cui le
particelle che compongono il fluido fluttuano in maniera disordinata generando
turbinii e fluttuazioni.
Nel flusso turbolento la distribuzione delle velocità dato il continuo rimescolamento
è più uniforme. Data la lunghezza dei condotti, le velocità
e le accelerazioni che subisce il fluido, il flusso all'interno dei motori si può
sempre considerare turbolento.
STRATO LIMITE: tra una superfice solida e lo strato gassoso in movimento
a contatto con essa, si forma uno straterello in cui predomina l'azione della
viscosità, magari insieme alla turbolenza.
Tutte le perdite per attrito si verificano in questo stato.
Nel moto turbolento questo strato è più spesso e quindi è maggiore la
perdita di carico.
Fino a quando lo strato limite rimane aderente alle pareti esso si comporta
come un lubrificante facilitando il passaggio nella parte centrale del
condotto.
Se invece se ne distacca, per colpa di bruschi cambiamenti di sezione,
per la lunghezza eccessiva, per il diametro uniforme, per le pieghe troppo
accentuate, il fluido viene immediatamente perturbato aumentando in modo
spropositato la perdita di carico del condotto.
Lo strato limite è uno dei fenomeni più importanti: lucidare i condotti
di aspirazione a specchio è il modo migliore per eliminarlo.

Il ram jet e la risonanza
A meno di non prevedere un sistema di sovralimentazione, se non esistes-
13
sero questi due fenomeni fisici, nessun motore a due o quattro tempi potrebbe
funzionare oltre ad un certo regime di giri con accettabili rendimenti,
a prescindere dalla durata della fase di aspirazione e di scarico.
Ho già accennato ai ridottissimi tempi che si hanno per compiere queste
operazioni e penso sia abbastanza facile intuire che mettere in moto una
colonna, anche di gas, e farle percorrere un sia pur breve tratto richiederebbe
più di qualche millesimo di secondo.
Si potrebbe pensare che l'unica fase a non avere bisogno di questi fenomeni
sia lo scarico, ma anche in questo caso non è così.
Nella fase di aspirazione abbiamo una colonna o una massa di gas che
entra in movimento, si sposta e viene fermata secondo una ben determinata
sequenza e con una frequenza che varia a seconda del numero dei giri.
Il RAM JET non è altro che il normale colpo di ariete che tutti gli idraulici
conoscono, visto che devono evitarlo in ogni maniera pena la distruzione
dei rubinetti e la produzione di indesiderati rumori all'interno delle abitazioni.

All'interno dei motori invece si studia in tutti i modi per utilizzarne gli
effetti, visto che si produce da solo ogni volta si chiude la valvola di aspirazione.

Nell'aspirazione di un motore a quattro tempi abbiamo un condotto composto
da carburatore e collettore chiuso in fondo da una o più valvole, in
cui una colonna d'aria viene messa in movimento e che ad un certo momento
molto repentinamente viene bloccata, quando la valvola viene chiusa.
L'aria continuerebbe nel suo stato di moto e pertanto essendo comprimibile,
si addensa in prossimità del fungo della valvola.
Raggiunto un certo limite però, la pressione che si forma supera quella
prodotta da quella dell'aria, che sta continuando a tentare di entrare e così
essa si espande.
Si forma così, all'interno del collettore un'onda che si muove ciclicamente
avanti ed indietro alla velocità del suono (intorno ai 320 m/sec alla
temperatura di 20 gradi).
Nella prima oscillazione completa che essa compie, si può considerare
che al ritorno essa abbia la stessa intensità con la quale essa era tornata
indietro, per cui se apriamo la valvola proprio in quel momento, avremo un
immediato ed intenso getto che andrà a riempire il cilindro senza che si debba
accelerare la colonna d'aria.
Se sfruttiamo invece la seconda o terza oscillazione, l'intensità sarà molto
più bassa

Nei motori da corsa normalmente si tende a far coincidere la prima oscillazione
con il regime di potenza massima, è ovvio che più è corto il condotto
di aspirazione e maggiore sarà il regime di giri a cui si verifica questo
fenomeno, (e viceversa) ecco perchè negli attuali motori di formula 1 abbiamo,
dati gli altissimi regimi di potenza massima, dei collettori di aspirazione
cortissimi, con delle trombette di aspirazione altrettanto corte.

La risonanza
In un organo ad ogni lunghezza ed ad ogni diametro del tubo corrisponde
una certa nota, per cui una determinata frequenza ed intensità.
Se accorciamo o allunghiamo il tubo, esso facilmente suonerà ad
un'altra nota oppure, pur risuonando sulla medesima nota, calerà molto di
intensità.
Nel primo caso abbiamo la risonanza su una frequenza differente, nel
secondo abbiamo un fenomeno di interferenza distruttiva, per cui l'onda entra
nel tubo, ne viene riflessa dal fondo, ma in opposizione di fase rispetto
all'onda sucessiva entrante e quindi le due onde si annullano fra loro, come
quando si da una spinta all'altalena mentre sta avvicinandosi a noi.
Se invece l'onda di ritorno è in fase, essa va a sommarsi a quella principale,
aumentandone l'energia ed in questo caso la risonanza si dice costruttiva.

La risonanza viene utilizzata essenzialmente nei collettori di scarico, vista
la loro rilevante lunghezza e spesse volte con quei tubi che vanno ad
alimentare la scatola filtro.
Assommando questi due fenomeni il rendimento volumetrico diventa superiore
al 100%, assimilando il funzionamento del motore a quello di un sovralimentato.


A differenza di quanto avviene nei motori a due tempi, la parte più importante
per un quattro tempi motociclistico è il sistema di aspirazione.
Realizzare un giusto cocktail fra tutte le parti può incrementare tranquillamente
la resa del 20% e più.
Il sistema di aspirazione di un motore motociclistico è composto da:
Presa d'aria per la cassa filtro
Cassa filtro
Filtro dell'aria
Carburatore
Impianto di iniezione
Collettore di aspirazione
Valvola di aspirazione
Camera di scoppio
Analizzeremo via via le varie tecniche per l'elaborazione delle singole
parti a seconda delle finalità da raggiungere.

Presa aria
La presa d'aria normalmente viene impiegata per aspirare l'aria in una
zona dove essa non sia riscaldata da radiatori o dal semplice calore sviluppato
dal motore, in una zona che sia aperta al normale flusso dell'aria e
non dietro l'eventuale carenatura; qui man mano che la velocità della moto
aumenta si produce una depressione e quindi una riduzione dell'aspirazione.
Solo poche moto sono fornite di una presa dinamica che ha un triplice
scopo: primo di prelevare l'aria dove sicuramente è più fresca, secondo di
essere una presa dinamica in grado di risentire della velocità e della pressione
dell'aria sul cupolino, terzo, se opportunamente dimensionata, sfruttando
le risonanze darà luogo ad una leggera sovralimentazione ai regimi
medio bassi.
Una presa di questo tipo può fornire un incremento dell'1-1,5% quando
lavora in risonanza e del 3%, quando lavora come presa dinamica, con-
tro una perdita dal 3-5%, se si preleva aria dietro i radiatori con un ulteriore
peggioramento del 2-3% quando essa si trova in zona di depressione per
velocità sopra i 140 km/h.
Questo semplice artifizio può dare quindi un vantaggio totale intorno
al 10%.
Questo incremento non può essere verificato al banco prova, dove il
motore gira in condizioni ottimali con temperatura e pressione dell'aria controllate,
ma solo sulla moto in condizioni di effettivo utilizzo, poichè non è
un reale guadagno, ma una semplice riduzione delle perdite di carico.
Nella figura 1 troverete i dati per dimensionare la vostra presa e condotta
dell'aria.
Per i condotti dell'aria utilizzate solo delle tubazioni appositamente realizzate
e non già i soliti tubi flessibili in plastica corrugata, quelli servono
solo a frenare l'ingresso dell'aria, malgrado li vediate su quasi tutte le moto,
anche da corsa.

Cassa filtro e filtro aria
Analogamente alla presa d'aria anche filtro e cassa-filtro possono produrre
una notevole resistenza all'aria per cui un sistema ben realizzato farà
ritrovare almeno il 2-3% in più di potenza rispetto ad un sistema ordinario.
Le norme da rispettare attentamente sono le seguenti:
1) fra le pareti della cassa filtro ed il filtro si dovranno avere almeno 2 cm.
di distanza per i filtri cilindrici e almeno 5 per quelli piani
2) Il filtro deve avere le massime dimensioni possibili compatibilmente con
quelle della cassa filtro e con quelle della trombetta d'aspirazione davanti
al carburatore (vedi Figura 2).
3) Evitate accuratamente i filtri in carta, hanno una perdita di carico altissima
e peggiorano sensibilmente l'aspirazione se sono sporchi o appena
inumiditi (vi consiglio quelli in spugna o i migliori si sono sempre rivelati
i KN americani).
Dopo aver sostituito il filtro con uno di questo tipo, controllate sempre
la carburazione poiché dato il maggior flusso d'aria sarà sempre necessario
procedere ad un arricchimento di benzina (maggiorazione del getto
del massimo, spostamento verso il basso della tacca sullo spillo o sostituzione
dello stesso).
4) Non eliminate mai il filtro dell'aria, oltre all'effetto protettivo dalla pol-
vere (circolare senza filtro riduce immensamente la durata di sedi valvole
e fasce elastiche), il filtro regolarizza l'aria in entrata sulle trombette
dei carburatori impedendo turbolenze e vortici; non lasciatevi mai tentare
da quel rumore così accattivante che si ha senza filtro, anche in pista
le moderne gomme ultratenere sollevano in aria quantità micidiali di
brecciolino e particelle di gomma, con l'ovvio risultato che un'ora in pista
assieme ad una ventina di concorrenti equivale ad almeno 5.000 km
su strada.
5) Mantenete sempre la cassa filtro anche se poi il filtro non lo volete utilizzare,
essa serve a regolarizzare il flusso d'aria sul carburatore; se invece
la costruite badate sempre che possa contenere almeno 8 o 10 volte
il volume della cilindrata.
I tromboncini d'aspirazione liberi saranno anche belli da vedere, ma il più
delle volte si troveranno ad aspirare in posti in cui l'aria è calda o soggetta
a depressione o vortici.

fine prima parte ....
la mia destinazione è il viaggio non la sua meta
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ElectraDenis
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01/03/2016, 21:14

seconda parte:

II carburatore
L'impianto di carburazione o iniezione ha come scopo quello di miscelare
aria e benzina in modo che la reazione di combustione sviluppi la maggior
quantità di gas, in un arco abbastanza esteso di tempo, in modo che
l'energia così prodotta possa essere utilizzata, seguendo di volta in volta
tutte le variabili condizioni che si presentano nel funzionamento di un motore.
Il rapporto ideale fra aria e benzina, detto anche rapporto stechio- metrico,
è di 14.8 parti di aria per una di benzina; questo ben di rado viene
utilizzato per cui si tende sempre a lasciare la carburazione volutamente
grassa.
Chiarisco immediatamente le differenze fra carburazione grassa (con
eccesso di benzina) e carburazione magra (con eccesso d'aria o per meglio
dire di ossigeno).
Se la carburazione è grassa, ben difficilmente avremo dei danni a meno
non lo sia in maniera impressionante.
Una carburazione leggermente grassa produce i seguenti effetti:
1) La benzina in eccesso si deposita sulle pareti da dove evapora raffreddando
le superfici interessate (valvole, testata e pistone), contribuendo
alla loro longevità.
2) Le temperature di combustione sono sensibilmente più basse ed anche
questo allunga la vita del motore.
3) Questa è la parte più importante per tutti i miei lettori: una miscela grassa
del 5-10%, rispetto a quella teorica, è quella che fa erogare al motore
la massima potenza; durante la combustione non tutta la benzina immessa
in camera di scoppio riesce a bruciare, vuoi perchè certe goccioline
di benzina sono più grosse delle altre, vuoi perchè parte della benzina
si deposita sulla superficie dei collettori e della camera di scoppio.
Una carburazione magra invece crea solo effetti deleteri:
1) Si ha una combustione in eccesso di ossigeno e questo si combina coi
vari metalli presenti in camera di scoppio, con il risultato che essi partecipano
alla combustione, producendo quei bei fori nei pistoni associati ad
erosioni di valvole, candele e testate (la combustione in eccesso di ossigeno
è il principio che fa funzionare il cannello da taglio e la lancia termica).

2) La temperatura di combustione è molto più elevata e con questa condizione
abbiamo la fase ideale per sviluppare la detonazione che si può
dire la prima nemica di un motore.
3) Temperature più elevate producono maggiori dilatazioni, maggiori attriti
e quindi perdite di potenza.
Il carburatore è il sistema più semplice ed economico per alimentare
un motore.
Il carburatore destinato all'uso motociclistico può essere di cinque tipi:
1) Con comando a ghigliottina, dove il cavo dell'acceleratore agisce direttamente
sulla saracinesca come nei motori a due tempi; è prodotto da
tutte le case (Dell'Orto, Mikuni, Keihin) con ghigliottine più o meno piatte
e con fori rotondi o ovali.
È quello che rende più di tutti in termini di potenza massima poichè, aperta
la ghigliottina, nulla interferisce con il passaggio dell'aria; ha peraltro
una minore progressione dai bassi regimi e se montato sui pluricilindrici,
richiede una regolazione esatta e costante della sincronizzazione per
dare i migliori risultati.
2) Con comando a depressione, dove il cavo dell'acceleratore agisce su
una farfalla, per cui la depressione che viene a verificarsi nel collettore
di aspirazione, in rapporto al movimento della farfalla, fa alzare più o meno
un pistone collegato alla ghigliottina.
Dato che l'arrichimento è determinato dalla quantità di depressione e cioè
dalla maggiore o minore quantità d'aria aspirata dal motore, è il tipo di
carburatore che meglio si addice ad una docilità di comportamento, per
cui è il più montato specialmente sulle pluricilindriche.
Viene prodotto da Mikuni, Keihin e Bing.
La presenza di alberino e farfalla e la fluttuazione delle ghigliottine producono
una perdita di carico del 10-15% sul flusso d'aria e quindi ha
una resa inferiore a livello di potenza rispetto a quello del primo tipo.
3) Con comando misto, in cui un corpo del carburatore viene aperto
dall'acceleratore come nel modello 1, mentre il secondo corpo viene aperto
dalla depressione nel collettore del primo corpo, come nel secondo tipo.
È un sistema utilizzato sulle monocilindriche da enduro a quattro valvole
per cilindro, in cui ogni corpo alimenta una valvola di aspirazione; alle
piccole aperture dell'acceleratore funziona dunque solo un corpo e passa
aria solo da una valvola, facilitando ulteriormente la progressione e
la docilità ai bassi regimi. Aumentando la rotazione del comando del gas,
entra in funzione il secondo corpo.
4) Il classico carburatore di tipo automobilistico a doppio corpo orizzontale
Weber, Dellorto o SK; non viene montato di serie da nessuna casa, ma
solo da preparatori su motori a quattro cilindri.
L'unico vantaggio è che questo carburatore viene costruito nella misura
di diametro 48 e 50 , per cui anche considerando la strozzatura del diffusore,
può arrivare a diametri superiori a quelli dei normali carburatori
motociclistici.
5) Il carburatore doppio corpo verticale dì tipo automobilistico. É stato
utilizzato solo dalla Ducati con il Weber 44 DCNF vista l'architettura del
motore.
Normalmente non si effettuano lavorazioni particolari sul carburatore,
tutt'al più se ne adotta uno di dimensioni maggiori o del primo tipo e solo
rarissamamente si effettua una alesatura del corpo, onde avere un diametro
maggiore, visto che la misura massima attualmente prodotta dalle varie
case è il 40 mm .
Un certo guadagno si ottiene sempre montando delle trombette di aspirazione
ben dimensionate sui carburatori.
Una trombetta corretta non dovrà mai terminare con un bordo affilato,
ma bensì con uno molto arrotondato
Nei casi in cui non fosse possibile montare le trombette all'interno del-la cassa filtro, per problemi di spazio, si dovranno montare dei bordi di raccordo
per il carburatore

I sistemi di iniezione
Malgrado in questo momento solo poche moto siano dotate di un sistema
di iniezione (Ducati, Bimota, Guzzi e BMW), penso che fra poco tempo
i soliti temibili giapponesi utilizzeranno questo sistema anche su moto
della categoria medio bassa.
L'iniezione ha degli indubbi vantaggi su tutti gli altri sistemi, esclusi solo
il costo e l'affidabilità, non tanto della centralina, quanto delle connessioni,
visto che vibrazioni e condizioni meteorologiche possono compromettere
i contatti.
L'intero sistema di aspirazione in una moto è condizionato dal diametro
iniziale del carburatore, per cui il carburatore è la strozzatura più elevata
dell'intero sistema.

Il creare un tubo venturi all'ingresso, onde polverizzare la benzi- na,
dà delle notevoli resistenze al flusso d'aria specialmente ai bassi e medi
regimi, inoltre se il carburatore ha un diametro troppo grande difficilmente
riuscirà a funzionare bene nella progressione.
Se si utilizza l'iniezione, il foro d'ingresso può avere un diametro anche
molto grande, poichè la benzina iniettata sarà sempre in proporzione
all'aria risucchiata nel motore, per cui non si verificheranno buchi nemmeno
spalancando l'acceleratore in sesta.
Ai massimi regimi è diverso trovarsi davanti al collettore di aspirazione
un carburatore da 40 con tutti i suoi salti che una bella farfalla da 50 mm.
senza poi nient' altro.
La disparità è evidente e bene lo sanno i concorrenti della Super bike
in cui la Ducati 851, con l'iniezione programmabile Weber, la fa da padrona
malgrado abbia solo due cilindri.
Purtroppo solo le case ufficiali riescono ad ottenere dalla Weber
l'apposito sistema per dialogare con la centralina, per cui è impensabile
prendere una centralina automobilistica qualsiasi e montarla su una moto.
Se volete un sistema da regolare secondo le vostre esigenze dovrete
rivolgervi all'estero, dove esistono almeno 3 o 4 case che fabbricano inie-
zioni elettroniche per automobili, con prezzi molto interessanti e che possono
essere programmate secondo tutte le vostre esigenze con l'aiuto di
un normalissimo computer e con un tipo di iniezione col solo aiuto di un
cacciavite.
Il loro funzionamento è perfettamente analogo a quello dei sistemi Weber
o Bosch ed ineccepibile.
Ad onor del vero anche in Italia esiste una casa che produce sistemi
di iniezione a richiesta, purtroppo con prezzi elevati (TDD).
Il ridicolo è che in Gran Bretagna la Weber stessa commercializza un
sistema programmabile, chiamato Weber Alpha System, utilizzato come sistema
per elaborare le automobili che ne sono sprovviste.
Come funzioni un sistema di iniezione elettronico dovrebbe essere cosa
risaputa, visto che è stato pubblicato su numerose riviste specializzate.
Per i disinformati ecco una succinta descrizione dei due principali sistemi.

zioni elettroniche per automobili, con prezzi molto interessanti e che possono
essere programmate secondo tutte le vostre esigenze con l'aiuto di
un normalissimo computer e con un tipo di iniezione col solo aiuto di un
cacciavite.
Il loro funzionamento è perfettamente analogo a quello dei sistemi Weber
o Bosch ed ineccepibile.
Ad onor del vero anche in Italia esiste una casa che produce sistemi
di iniezione a richiesta, purtroppo con prezzi elevati (TDD).
Il ridicolo è che in Gran Bretagna la Weber stessa commercializza un
sistema programmabile, chiamato Weber Alpha System, utilizzato come sistema
per elaborare le automobili che ne sono sprovviste.
Come funzioni un sistema di iniezione elettronico dovrebbe essere cosa
risaputa, visto che è stato pubblicato su numerose riviste specializzate.
Per i disinformati ecco una succinta descrizione dei due principali sistemi.
zioni elettroniche per automobili, con prezzi molto interessanti e che possono
essere programmate secondo tutte le vostre esigenze con l'aiuto di
un normalissimo computer e con un tipo di iniezione col solo aiuto di un
cacciavite.
Il loro funzionamento è perfettamente analogo a quello dei sistemi Weber
o Bosch ed ineccepibile.
Ad onor del vero anche in Italia esiste una casa che produce sistemi
di iniezione a richiesta, purtroppo con prezzi elevati (TDD).
Il ridicolo è che in Gran Bretagna la Weber stessa commercializza un
sistema programmabile, chiamato Weber Alpha System, utilizzato come sistema
per elaborare le automobili che ne sono sprovviste.
Come funzioni un sistema di iniezione elettronico dovrebbe essere cosa
risaputa, visto che è stato pubblicato su numerose riviste specializzate.
Per i disinformati ecco una succinta descrizione dei due principali sistemi.

Essi si differenziano per il sistema di misurare l'aria aspirata dal motore.
Nel primo c'è un dispositivo che misura in ogni momento la portata
dell'aria (sistema LE-Jetronik Bosch), in cui una patella collegata con un
potenziometro viene aperta di una quantità proporzionale all'aria aspirata
dal motore.
Il segnale del potenziometro raggiunge la centralina che dà quindi il segnale
agli iniettori di immettere più o meno benzina nei collettori; la quantità
della benzina iniettata è regolata anche da regime dei giri, temperatura
dell'aria, temperatura del motore, condizione di minimo, accelerazione o rilascio,
condizioni queste che sono segnalate alla centralina da dei sensori
di temperatura e da una serie di contatti posti in parallelo alla farfalla mossa
dall'acceleratore, nonchè da un contagiri sull'albero a gomiti.
La nota dolente di questo sistema è che la patella misuratrice d'aria,
essendo caricata con una molla, ruba normalmente il 10% della potenza
erogata.

Il secondo sistema IAW WEBER MARELLI è insieme più semplice e
più sofisticato.
In questo sistema non c'è un modo per misurare la quantità d'aria aspirata,
poichè nella memoria del circuito sono immagazzinate tutte le informazioni
necessarie per dedurre qual'è l'aria che sta passando in ogni condizione
di funzionamento.
Un motore aspira ad ogni giro una certa quantità d'aria in base alla propria
cilindrata, in base al suo sistema di aspirazione e scarico ed in base

all'albero a cammes utilizzato; la quantità varia per il regime operativo e se
il motore è in accelerazione o in rilascio ovvero se la farfalla è in apertura
o in chiusura.
La logica di intervento della centralina è molto semplice: il motore ruotando
a 5000 giri al minuto con 15 gradi di temperatura esterna può aspirare,
per esempio, 300 cc di aria ad ogni giro per cui, considerando la temperatura
interna del motore di 82 gradi, e che è in fase di accelerazione,
serve una spruzzata di benzina di 4 centesimi di secondo.
Mancando ogni sistema per misurare la portata dell'aria, il flusso è libero
e quindi non si ha alcuna perdita di potenza.
La maggior parte delle centraline di iniezione sul mercato è del medesimo
tipo, con l'unica differenza che i parametri in memoria possono essere
facilmente variati nel caso si sostituiscano gli alberi a cammes o si vari
la cilindrata ecc.

La camera di scoppio
Siamo arrivati alla fine del viaggio, alla camera di scoppio.
Dobbiamo analizzare la camera di scoppio secondo due parametri, il primo
come parte terminale del venturi formato dal collettore di aspirazione e valvola,
il secondo come luogo ove si svolge la combustione.
Le pareti di fianco alla valvola hanno il compito di indirizzare il flusso dell'aria
verso il basso nel cilindro impedendo dapprima un nocivo travaso verso le val-
vole di scarico poste a poca distanza e che normalmente in fase di incrocio fanno
sentire l'effetto estrattivo prodotto dai gas di scarico e poi devono creare una
certa resistenza al riflusso verso l'alto della miscela prodotta dal pistone che
sta salendo in fase di compressione.
A questo scopo va sempre prodotto nella camera un invito che soddisfi le
condizioni sopra richieste (vedi Figura 19).
Sebbene in questa maniera si «sporchi» un pò la camera di scoppio, i vantaggi
sono normalmente superiori alle perdite.
Dato che questo lavoro produrrà un abbassamento della valvola nella sede,
preparatevi ad accorciare lo stelo altrimenti non vi rimarrà lo spazio per procedere
alla registrazione del gioco, se vi fate costruire le valvole tenetene conto
in sede di progettazione.

IL SISTEMA DI SCARICO
Tratterò in questo capitolo il sistema di scarico nella stessa maniera
in cui ho analizzato quello di aspirazione, unica differenza il tragitto sarà
inverso:
Camera di scoppio
Valvola di scarico
Collettore di scarico nella testata
Collettore di scarico
Silenziatore
Il sistema di scarico ha un'influenza più ridotta, rispetto all'aspi- razione,
nell'incremento della potenza degli attuali motori in cui già molti particolari
sono estremamente sofisticati e curati dalle case.
Lo scarico non richiede particolari lavorazioni o costosi investimenti,
tranne un bel tubo di appropriato diametro ed un silenziatore che rientri nelle
norme di omologazione. La sostituzione del solo sistema di scarico
(collettori e silenzia- tore), difficilmente offre grandi guadagni in termini di
potenza, normalmente quello che varia (e non di molto), è il modo in cui
la stessa viene erogata e non di rado, a seguito della sostituzione di uno
scarico, sono più i problemi che i guadagni raggiunti.
Spesse volte, a fronte di una normale elaborazione dell'aspirazione e
testata, il sistema di scarico di serie dà risultati più che accettabili.
Solo nel caso di trasformazioni molto esasperate, soprattutto per quanto
riguarda l'albero a cammes, con notevole ampiamento delle fasature si
renderà necessaria la sostituzione dello scarico.
Un guadagno del 5% nella maggior parte dei casi sarebbe apprezzato
ed il più delle volte, questo viene raggiunto con la sola sostituzione del silenziatore,
che è troppo ostruttivo, piuttosto che con quella del collettore
di scarico vero e proprio. Ciò che normalmente ne guadagna di più è
l'intensità e la tonalità del rumore, ma anche l'orecchio vuole la sua parte.

La camera di scoppio
Come già detto nel precedente capitolo, uno dei problemi che si verifica
in special modo nei motori che abbiano un elevato incrocio fra la fa-
satura di aspirazione e quella di scarico, è la perdita di miscela attraverso
quest'ultimo.
Con tanta fatica che si è fatta per migliorare il rendimento volumetrico,
onde far arrivare più aria e benzina in camera di scoppio è inutile perderne
anche la più piccola parte.
Ribassare la valvola di scarico, anche solo un paio di decimi (me- glio
prevedere qualcosa in più nei mono con grandi alesaggi), è sempre un buon
sistema per impedire un tacile tragitto, facendo in modo che lo spazio fra
le due valvole abbia un certo rilievo (vedi Figura 20).
Non, preoccupatevi del fatto che così si può sporcare la conformazione
della camera di scoppio, anzi normalmente si amplia uno spazio già esistente
in corrispondenza delle sacche sui pistoni che altrimenti ben difficilmente
contribuirebbero ad una corretta combustione e che aiuterebbero
una possibilità di detonazione.
Se vi chiedete perchè le case non effettuino questo tipo di lavoro, il motivo
è che i produttori debbono prevedere la possibilità di almeno un paio
di rettifiche per le sedi delle valvole, senza la necessità di procedere ogni
volta alla sostituzione delle sedi o peggio della testata.
Anche in questo caso tenete presente la lunghezza della valvola e la
possibilità di registrazione.
Nei motori soggetti a frequenti smontaggi, è conveniente procedere alla
lucidatura a specchio della camera di scoppio, nei motori stradali
l'operazione non va eseguita poichè i depositi, che sempre si creano e si
accumulano in camera di scoppio, si staccherebbero e andrebbero a sporcare
e rovinare fasce elastiche e sedi valvola.

La valvola di scarico
L'unico materiale che si dovrebbe utilizzare per le valvole di scarico è
il NIMONIC, anche se cominciano ad essere disponibili le valvole in titanio
speciale per alte temperature, frutto della tecnologia aereospaziale.
Un grande vantaggio delle valvole in Nimonic rispetto alle valvole di serie
è la loro duttilità, nel caso di un fuorigiri; quando queste ultime vengono
a contatto con il pistone, tendono a rompersi cadendo all'interno del cilindro
con le ovvie conseguenze; le valvole in Nimonic ben difficilmente fanno
lo stesso, si piegano, ma non si spezzano.
La forma da ottenere nella valvola di scarico è più semplice di quella di aspirazione, visto che la pressione dei gas aiuta molto l'uscita dei gas
stessi
Il diametro delle valvole di scarico dovrebbe essere intorno allo 80%
di quello delle valvole di aspirazione, nel caso però ne esistano tre di aspirazione
e due di scarico, la valvola di scarico avrà un diametro maggiore
rispetto a quella di aspirazione dell'8-10%.
Tenete presente che il calore accumulato dalla valvola di scarico viene
smaltito soprattutto attraverso la sede per cui mantenete uno spessore di
contatto di almeno 1.5-2 mm. sulla sede.
Solo una piccola parte di calore viene smaltita attraverso il guidavalvole,
ma la sua importanza è più nel modo in cui esso farà lavo- vorare la
valvola mantenendo la concentricità con la sede.
Mantenere il guidavalvole intatto impedirà una troppo rapida usura della
sede e del guidavalvole stesso, poichè un guidavalvole tagliato a fetta
di salame produrrà sempre un'oscillazione sulla valvola durante il suo moto
alternato, con l'ovalizzazione della parte rimanente.
Per aiutare un effetto di non ritorno dei gas combusti in testata, può
rendersi necessaria la creazione di un piccolo intaglio subito dopo la sede
di scarico, con lo scopo spiegato nel prossimo paragrafo.

Il collettore di scarico nella testata
Nel collettore di scarico potrete sbizzarrirvi nella lucidatura a specchio,
non tanto perchè migliori il rendimento fluidodinamico dello stesso, quanto
perchè come nella camera di scoppio è meglio ridurre la possibilità che i
depositi carboniosi si attacchino alle pareti.
La finitura a specchio avrà due aspetti positivi: ridurrà il trasferimento
di calore alla testata con minor esigenza di raffreddamento ed i gas di scarico
rimarranno caldi mantenendo elevata la pressione e la velocità di uscita.
Il collettore inizia dalla sede della valvola di scarico; ricordate che la
zona immediatamente sopra la stessa deve essere più stretta onde formare
una specie di venturi: non lasciatevi tentare dall'allargare il diametro in questo
punto
Il collettore di scarico, per avere una buona efficienza, dovrebbe avere
una forma leggermente divergente
Raramente ho trovato necessario allargare il diametro dello scarico nella
testata.

Data la loro brevità, ho spesso riscontrato invece una inclinazione troppo
elevata, cosa che crea un'immediata perdita di pressione dei gas di scarico,
con un ristagno degli stessi; il risultato è che l'onda di risonanza tende
a riportare nel cilindro parte dei gas combusti.
La presenza di gas di scarico di ritorno in camera di scoppio ha parecchi
effetti negativi: primo, lo spazio occupato dai gas di scarico non può
essere occupato da miscela fresca, secondo, la diluizione di gas di scarico
con la miscela impedisce una corretta combustione e terzo, i gas di scarico,
ancora caldi, facilitano la detonazione.
Il sistema più utile per impedire questi deprecabili effetti è la costruzione
di un voluto salto fra collettore nella testata e collettore di scarico vero
e proprio (vedi Figura 25).
Per contrastare ulteriormente la risalita dei gas di scarico ho riscontrato
necessario l'utilizzo di parti opportunamente sagomate che, in tutte le
prove da me svolte, hanno dato un decisivo incremento della potenza (vedi
Figura 26).
Questi dispositivi si sono rivelati talmente utili da permettere fasature
molto elevate pur mantenendo un'ottima flessibilità operativa ai regimi medio
bassi.
La costruzione di queste flange può essere un po' macchinosa nel caso
dei pluricilindrici, con orifizi di scarico ovali, ma il loro montaggio fa guadagnare
spesse volte più del migliore scarico e silenziatore che possiate
trovare in commercio.
Per mantenere elevata la velocità dei gas di scarico, la maggior parte
dei monocilindrici a quattro valvole mantiene separati i condotti di scarico,
onde produrre intense onde di risonanza, anche se così viene ridotta
l'erogazione in alto.
Nei pluricilindrici invece, vuoi per delle dimensioni più ridotte, vuoi per
la complessità che ne deriverebbe dall'eseguire lo stesso tipo di scarichi,
essi confluiscono in un unico collettore a livello della testata o poco prima;
in questi motori, d'altra parte, quella che si ricerca normalmente è
l'erogazione agli alti regimi.

Il collettore di scarico
Il collettore di scarico vero e proprio è quello che parte dalla testata e
va fino all'aria libera.
Il principio sul quale si fondano tutti i sistemi di scarico è basato sulla
risonanza.
Quando si apre la valvola di scarico si genera nel collettore un'onda
di pressione positiva che viaggia alla velocità del suono.
Nel momento in cui quest'onda raggiunge la fine dello scarico primario
essa si espande e genera all'interno del collettore un'onda inversa di
pressione negativa (un vuoto) che viaggia indietro verso la valvola.
Tutti gli studi per realizzare uno scarico hanno come scopo quello di
far coincidere il ritorno di quest'onda negativa con il momento in cui si apre
la valvola in modo da incrementare l'effetto estrattivo dei gas di scarico.
C'è gente che dice che, per avere una buona risonanza, lo scarico deve
offrire una certa resistenza all'uscita dei gas.
Nel quattro tempi, purtroppo, non è così e la F1 con i suoi scarichi liberi
ed aperti è li a dimostrarlo.
Il fatto che il sistema Ex-Up funzioni, non ha nulla a che vedere con
l'ottenimento della massima potenza, esso serve essenzialmente ad evitare
troppo travaso vista la fasatura e la superficie delle valvole di aspirazione.
Se utilizzerete i sistemi spiegati, otterrete una splendida coppia ai bassi
regimi, unita ad una ottima potenza al massimo anche senza controlli elettronici
sullo scarico.
Le curve in un collettore di scarico rallentano la velocità dei gas a causa
della creazione di turbolenze nel punto interno della curva, se vi costruite
lo scarico mantenete a qualsiasi costo un raggio di curvatura di almeno
4 volte il diametro del tubo, evitando accuratamente restrizioni e grinze
Se il collettore è composto di più bracci, badate che tutti abbiamo esattamente
la medesima lunghezza.
Dato che difficilmente troverete un diametro esatto, dovrete poi adattare
la lunghezza, allungando ed accorciando il collettore in una serie di prove
al banco, fino ad ottenere la dimensione ottimale.
Ricordate che i collettori quando si riuniscono debbono terminare in maniera
netta, prima di confluire nel secondario, per cui niente raccordi a fetta
di salame
La confluenza nel collettore secondario andrà realizzata con una came-
retta di forma trapezoidale, che dovrebbe avere un volume pari almeno alla
cilindrata del motore.
La parte secondaria del collettore dovrebbe avere una superficie pari
alla metà della somma di quella dei collettori entranti, per cui nel caso del
nostro mono, il diametro continua con il diametro di 3.17, almeno teoricamente,
poichè vista la presenza del silenziatore si renderà ne- cessario un
aumento del diametro di almeno un paio di millimetri.
Anche per la lunghezza essa dovrebbe essere quella della prima parte
del collettore primario; la presenza del silenziatore, se montato, modificherà
la lunghezza finale, per cui solo una serie di esperimenti porterà al risultato
ottimale
Se ne avete la possibilità e se non siete obbligati a montare il silenziatore,
potete montare il classico terminale a megafono ovvero, a partire
dalla prima parte del collettore, dovrete costruire un tubo con una conicità
da 1,5 a 3 gradi, anche se nulla vieta di utilizzare per l'ultima parte di cono,
della lamiera traforata attorno alla quale costruire un silenziatore.
Questo tipo di collettore di scarico estende sempre l'arco di uti- lizzo
del motore, facendo guadagnare qualche cavallo.
Per fortuna il mercato degli accessori motociclistici offre una larghissima
scelta ed inoltre la maggior parte dei produttori, dato lo stretto rapporto
con le case e soprattutto con il reparto corse delle stesse, ha già in
catalogo scarichi per i più smanettoni.

Il silenziatore
L'unico tipo di silenziatore semplice, valido e leggero è quello classico
formato da un tubo fittamente forato, attorno a cui è avvolta strettamente
della lana di vetro o d'acciaio con un tubo contenitore in alluminio o carbonio

Dimensioni dei forellini e diametro esterno non hanno grande influenza,
quello che conta è la lunghezza, per cui maggiore è la cilindrata e più
lungo deve essere il silenziatore.
La maggior parte dei modelli stradali di silenziatori lavora su una serie
di camere di espansione e di assorbimento, facendo compiere ai gas un
lungo e difficoltoso tragitto, abbassando si il rumore, ma impedendo una
corretta evacuazione dei gas di scarico.
Indubbiamente sono il massimo in quanto a silenziosità, però non aiutano l'ottenimento della massima potenza.
Non lasciatevi tentare dal togliere la lana di vetro dal silenziatore, ma
anzi cambiatela spesso, altrimenti l'unico risultato sarà più rumore e meno
potenza, visto l'incremento delle turbolenze nel silenziatore.
A livello stradale, per rientrare nelle norme del codice e non avere grane
ogni volta che si trova un vigile, converrà montare un silenziatore di quelli
che si trovano sul mercato, con tutte le forme, dimensioni e prezzi, possibilmente
omologati.

La carburazione e lo scarico
Quando avete installato il vostro nuovo scarico, montate una serie di
candele nuove, della stessa gradazione termica e controllatele per vedere
come si comportano dopo una tirata o dopo alcuni giorni di utilizzo stradale.
Un sistema di scarico che funzioni veramente, renderà magra la carburazione
precedente, poichè non si hanno più ritorni di gas all'interno del
cilindro e i gas di scarico verranno correttamente evacuati.
Preparatevi quindi ad alzare gli spilli di una tacca o più.
Fate sempre il controllo della carburazione dopo qualsiasi modifica, altrimenti
potreste ritrovarvi qualche brutta sorpresa ed un bel conto di pezzi
da sostituire.
Ogni volta che si cambia qualcosa nel motore, sarebbe sempre necessario
controllare e variare l'anticipo dell'accensione.
Purtroppo con le attuali accensioni elettroniche la cosa è solo parzialmente
possibile, mediante lo spostamento del captatore di accensione.
la mia destinazione è il viaggio non la sua meta
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ElectraDenis
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Località: Ravenna

02/03/2016, 17:00

bene ragazzi qui sopra c è una parte delle cose interessanti sul nostro motore
a volte difficili da capire magari un po troppo tecniche,..
spero di avervi stimolato x una lettura approfondita di questi argomenti
tutte le 160 pagine divise per argomento,...nel caso foste interessati a questa lettura
le trovate qui
http://www.artron.altervista.org/moto/e ... _tempi.pdf
la mia destinazione è il viaggio non la sua meta
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Nauta
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02/03/2016, 17:02

Ottimo Denis, una lettura molto interessante... : Thumbup :
Siate liberi di guardare lontano anche oltre l’orizzonte, liberi di viaggiare veloci o lentissimi, dove vi porta il suono schietto della moto, che annuncia il vostro arrivo come un tuono annuncia il temporale.
Avatar utente
luca73
Messaggi: 824
Iscritto il: 02/01/2016, 9:53

13/03/2016, 17:41

Grazie denis, ci ho messo un' ora, ma l'ho letto tutto. Molto interessante!
"sincronizzazione perfetta tra cuore e motore"
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Chicco19
Messaggi: 254
Iscritto il: 02/01/2016, 10:13
Località: Roma Nord

13/03/2016, 21:11

Grazie davvero interessante
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