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Ciclo teorico (fasi controllate dal pistone)


Aspirazione
   Nella corsa di salita, il pistone determina una depressione nel carter, la quale richiama la miscela (aria/benzina) dalla 'luce' 'A' per tutto il periodo per il quale rimane scoperta dal pistone
Precompressione/Travaso
   Nella fase di discesa, dopo l'occlusione della luce di 'A', il pistone crea una pressione nel carter che determina il successivo travaso della miscela nel momento che si apre la luce di travaso 'T'
Compressione
   Durante la risalita, dopo la chiusura delle luci 'T' e 'S', avviene la vera compressione, che raggiunge il massimo nel punto massimo superiore o meglio, allo scoccare della scintilla sulla candela.
http://tecnomania.interfree.it/Scooter/2tempi/fase123.gif
Espansione (fase attiva)
   A seguito dell'innesco della miscela avviene l'espansione dei gas (non lo scoppio, non è un cannone), e successiva onda di pressione che tramite l'insieme pistone/manovellismo si trasforma in moto rotatorio sull'albero motore.
Scarico
   Durante la discesa nell'istante che viene scoperta la luce di scarico 'S', termina diciamo la fase espansione ed inizia quella di scarico. Sfruttando ancora l'energia dei gas, gli stessi vengono espulsi dalla camera di combustione verso l'esterno.
http://tecnomania.interfree.it/Scooter/2tempi/fase45.gif
Considerazioni

   Come è possibile notare, da questa breve descrizione, rispetto ad un motore a quattro tempi, dove le fasi sono ben definite, qui abbiamo un vero accavallamento: la fase di aspirazione è contrapposta alla compressione, il travaso all'espansione ecc.
Dato che abbiamo una fase attiva per ogni giro dell'albero motore, si potrebbe dedurre di poter ricavare una potenza specifica doppia rispetto a quella ottenuta da un analogo motore con ciclo a 4 tempi.
Le cose purtroppo non sono così semplici, anzi i problemi di rendimento che pone questo motore sono notevoli, tanto da limitare considerevolmente la sua potenza utile.
Vero tallone di Achille, il famoso incrocio tra la miscela e i gas di scarico. In tale situazione, come è ovvio immaginare, una parte dei gas di scarico rimane nella camera e parte della miscela fresca (in arrivo dai travasi) fuoriesce dallo scarico.
http://tecnomania.interfree.it/Scooter/2tempi/incrocio.gif
   Senza contare il problema legato (almeno per questa tipologia) alla cosidetta simmetria della distribuzione delle fasi di aspirazione e scarico. Come è possibile notare nell'esempio sopraesposto, la fasatura imposta dalle luci di aspirazione e scarico è per così dire ruotata di 90° rispetto alle relative fasi teoriche, inoltre l'inizio e la fine delle rispettive fasi risulta simmetrico rispetto al piano orizzontale. Non è possibile ottimizzare l'angolo di anticipo dell'inizio, senza penalizzarne la fine.

 

Tipologie dei motori

   Nel corso dello sviluppo di questo motore, i costruttori si sono adoperati alla meglio per ottimizzarne le prestazioni dello schema sopraesposto, con varie soluzioni più o meno efficienti, arrivando ai giorni nostri ad uniformarsi in ulteriori due tipologie che si differenziano per il tipo di aspirazione adottato: a disco rotante e a valvole lamellari.
Valvola rotante:
In questa tipologia, il collettore di aspirazione è direttamente connesso al carter pompa e pertanto la fase di aspirazione viene controllata dalla cosiddetta 'valvola rotante'. In pratica tale valvola assume la forma di un disco solidale all'albero motore, che con un opportuno profilo controlla la fase di aspirazione. Nella tavola sottostante, tale disco è stato ricavato direttamente in una semimanovella dell'albero motore (vedi motori Piaggio: Ciao, Vespa, ecc.), altri costruttori hanno adottato tecniche alternative più o meno efficienti, ma che rispettano lo stesso principio.
http://tecnomania.interfree.it/Scooter/2tempi/ValvRot.gif
E' indubbio che tale tipologia di distribuzione permette un controllo pressoché completo dell'aspirazione. Il progettista è libero di scegliere l'angolo di apertura e chiusura più ottimale, senza essere vincolato al cosiddetto diagramma simmetrico.