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Mondiale F1




 


 
 
Negli ultimi decenni si è cercato di aumentare la potenza specifica con l'introduzione di dispositivi che potessero consentire un ingresso in camera di combustione di una maggiore quantità di aria: ricordiamo il turbocompressore che sfrutta la pressione generata dai gas di scarico, il compressore volumetrico. Da sempre nei motori aspirati potenze sempre più elevate significano regimi di rotazione più elevati (v. formula 1) ma questo a scapito di una coppia elevata ai bassi-medi regimi.
La Honda allora ha messo a punto il sistema v-tec che concilia alte potenze con coppia ai bassi regimi. Altri come Fiat hanno preso la strada del VVT abbinato ad un apparato di aspirazione variabile. In linea generale si può affermare che se la scelta è quella di una massimizzazione della potenza si opterà per collettori corti e larghi. Se la scelta è per ottenere la massima coppia si opterà per condotti lunghi e stretti. Conciliare le due cose è oggi possibile con l'impiego di condotti a geometria variabile. Ormai l'uso di condotti lunghi che garantiscono maggiore regolarità e coppia ai bassi e medi regimi è diffussissimo, ma ad essi si aggiuge la possibilità di modificarne la lunghezza e la sezione per avere maggiori performances. Ai bassi regimi quando il movimento del pistone è più lento, un condotto più stretto consente che al suo interno la pressione sia maggiore e l'aria riesce a muoversi più velocemente dall'ingresso fino alle valvole. Agli alti quando il pistone si muove più velocemente e le fasi sono brevi ed il ricambio in camera di combustione è rapido l'aria deve poter correre senza strozzature. L'introduzione di una o più farfalle supplementari consente di cambiare la lunghezza in funzione del regime di rotazione come si può notare in figura. Nel caso della barchetta il condotto lungo viene chiuso a 5.400 giri/min.

Vediamo le caratteristiche positive, i vantaggi e gli svantaggi rispetto ad un più tradizionale motore ad 8 valvole.

Vantaggi

1) Maggiore potenza.
Le quattro valvole per cilindro consentono infatti un ingresso della miscela e una espulsione dei gas combusti nettamente più rapida, essendo maggiore la superficie totale di passaggio da fuori a dentro la camera di combustione.

2) Minor rischio di detonazione.
Non vi sono zone di eccessivo ristagno dei gas che dovrebbero essere espulsi, e che rischierebbero di far detonare la miscela. Questo si traduce nella possibilità di incrementare la compressione senza problemi.


3) Minore inerzia della distribuzione.
Più valvole vuol dire, valvole più piccole e quindi più leggere, le masse in movimento sono quindi meno sollecitate, più longeve, soprattutto ai regimi di rotazione più elevati.

4) Minori emissioni inquinanti.
La combustione in camere ben riempite è più completa.


Svantaggi

1) Maggiore rumorosità.
L'aumento delle parti in movimento, anche se compensato da una maggiore leggerezza, necessita generalmente l'impiego di punterie idrauliche sia per la loro silenziosità sia per la loro affidabilità.

2) Condotti di aspirazione rumorosi.
Per ottenere una buona fluidodinamica i condotti devono essere il più possibile liberi, così per avere maggior confort si deve rinunciare ad una maggior potenza.

3) La maggiore efficienza si ha agli alti regimi per cui ha scarza prontezza nel salire di giri ai bassi e medi regimi.
Per ovviarvi sono necessari studi particolareggiati sui collettori di aspirazione, e magari l'impiego di dispositivi in grado di modificare fasatura e alzata delle valvole.