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LE FASI

 

 

I periodi nei quali avvengono le operazioni di aspirazione, travaso, compressione scoppio, espansione e scarico vengono chiamate "FASI". Nel motore 2 tempi le varie fasi si sovrappongono poichè tutto il ciclo si conclude nell'arco di un giro.

Travaso e scarico sono quasi contemporanei e simmetrici rispetto al PMI,  visto che il pistone scorrendo nel cilindro,apre scarico e travasi durante la discesa  per richiuderli poi durante la salita. L'aspirazione invece si compie intorno al PMS ed è contemporanea al ciclo di compressione, scoppio ed espansione.

 

 

ASPIRAZIONE

 

L'aria viene aspirata nel carter dal movimento verso l'alto del pistone e da altri fenomeni che descriverò in seguito.La durata della fase di aspirazione è determinata dal sistema utilizzato per determinarne la durata.

L'anticipo nell'aspirazione è importante, poiche ci vuole tempo per fare arrivare una colonna d'aria dall'inizio del carburatore al carter. Una volta che il flusso è instaurato, continua senza grossi problemi, ma è molto importante prolungarlo il più a lungo possibile per portare maggiore miscela A/B all'interno dei carter. Il sistema che regola la durata delle varie fasi è chiamata distribuzione.Nel due tempi dato che l'unica fase in cui si possono avere diversi sistemi di distribuzione è l'aspirazione (quella di scarico è regolata automaticamente dalla discesa e risalita dal pistone - ci sono eccezioni per le valvole di scarico, ma servono solo a modificarne i diagrammi e non a cambiarne la tipologia). I differenti tipo di distribuzione sono:

 

DISTRIBUZIONE REGOLATA DAL PISTONE

 

E' il tipo più elementare, è effettuato dal solo movimento del pistone che si muove all'interno del cilindro. In questo tipo di aspirazione il pistone apre il condotto di aspirazione durante la salita e lo chiude durante la discesa

 

Il condotto di aspirazione

inizia ad Aprire

Il condotto di aspirazione

Completamente Aperto

Il condotto di aspirazione

inizia ad Chiudere

Il condotto di aspirazione

completamente Chiuso

 

Salendo, il pistone crea una depressione nel carter  e l'aria proveniente dall'esterno, dove c'è pressione atmosferica, passa dove la pressione è inferiore (nel carter).

E' un sistema molto semplice, ma con diversi limiti:

 

La colonna d'aria che si immette nei carter, possiede una pressione dinamica, perciò, maggiore è la velocità del fluido entrante e più a lungo essa riesce a contrastare la compressione del pistone che scende. Maggiore è il numero dei giri, maggiore è la pressione dinamica, e più lunga può essere la fase di aspirazione.

E' evidente che con questo sistema la fase di aspirazione deve essere simmetrica al PMI e qualsiasi tentativo di allargarla ulteriormente si scontra con i problemi sopra indicati. Per cui avremo  un sistema a fasatura ritardata e quindi funzionante a gli alti regimi (ma che si invasa ai bassi) ossia che a bassi giri sputa indietro la miscela e la potenza prodotta non riesce a tenere in moto il motore.

 

 

DISTRIBUZIONE A DISCO ROTANTE

 

La distribuzione effettuata dal pistone come accennato non dava la possibilità di un utilizzo omogeneo del motore, pertanto si crearono un sistema composto da disco rotante montato sull'albero motore in cui è praticata una ferritoia, che attraversando ad ogni giro il collettore di aspirazione, ne interrompe il flusso in entrata.

 

DISTRIBUZIONE A DISCO ROTANTE

 

Variando la lunghezza della ferritoia, si può incrementare la lunghezza d'immissione, ma sopratutto spostandola da una parte o l'altra si può modificare il suo anticipo o ritardo.

Questa soluzione permette una fasatura più estesa, ma sopratutto asimmetrica tale da consentire un sensibile aumento dell'anticipo. Così in questo modo, si può aprire il condotto di aspirazione non appena i travasi sono quasi chiusi(in  quel momento la depressione nei carter è massima) e chiuderlo dopo il PMS, prima che la compressione nel basamento, effettuata dal pistone in discesa, possa provocare dei rifiuti. Questo tipo di sistema è quasi totalmente scomparso.

 

DISTRIBUZIONE A LAMELLE

 

La distribuzione a valvola a lamelle fù inventata nei primi del 900 e fù rispolverata dalla Yamaha nel 1972. Il sistema primario controllava solo l'ingresso nel carter e pertanto la stessa si apriva solo quando la pressione nel basamento era calata ed il pistone aveva già chiuso i travasi. Le lamelle venivano aperte solo dalla depressione creata dal pistone in salita. Il problema maggiore era rappresentato dal materiale usato per le lamelle, una sottile lamina di acciaio armonico. Con la sola depressione dei carter il momento di apertura è troppo ritardato, poiché le lamelle non si aprono immediatamente, ma sempre almeno dopo un millesimo di secondo. In questo modo il picco massimo di aspirazione era ritardato rispetto il PMS.

Gli ingegneri della Yamaha scoprirono che il sistema per aprire prima le lamelle era quello di sfruttare le onde di risonanza che si creano all'interno del cilindro e del carter quando si aprono in concomitanza le luci di scarico, travaso ed aspirazione e aprirono un nuovo travaso (terza luce) che, partendo partendo a valle della valvola a lamellare sfociava nel cilindro direttamente di fronte allo scarico.

 

 

SISTEMA DI ASPIRAZIONE LAMELLARE

 

Riscontrarono subito degli ottimi risultati; non solo si incrementava il tiro ai bassi, ma si incrementava anche la potenza massima. Questo sistema è attualmente usato da tutte le case costruttrici.

Il sistema lamellare ha il principale vantaggio nella possibilità di autoregolarsi anticipo e durata di apertura in base al regime di utilizzo, questo purché sfrutta le depressioni che si creano nei carter e nel cilindro e che si differenziano per lunghezza e intensità ai vari regimi ed alle varie aperture del carburatore. Maggiore è il regime e più si allunga, sia in anticipo che in ritardo, la durata di aspirazione.

La potenza aumenta poi non solo purché la valvola lamellare fa passare più miscela, ma purché si è aperto il nuovo travaso (terza luce) proprio di fronte allo scarico che fa si che la fase di aspirazione sia automaticamente prolungata in proporzione al regime raggiunto.

Si sfrutta prima la depressione causata dalla rapida evacuazione dei gas di scarico e poi l'effetto venturi nel collettore di aspirazione.

La colonna di miscela in movimento continua a passare fino a che la pressione nel cilindro prima e nel carter dopo, non supera quella dinamica nel collettore.