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I Principali Elementi Della Carburazione

Le principali funzioni del carburatore sono:

  • formare una miscela di combustibile e comburente che sia omogenea ed infiammabile;
  • alimentare il motore con una quantità variabile di questa miscela.

La formazione della miscela si ottiene nel momento in cui il carburante, all’uscita del polverizzatore, viene investito dal flusso d’aria generato dalla depressione creata dal pistone durante la fase d’aspirazione.
Il dosaggio della miscela deve rimanere nei limiti della sua infiammabilità che, nel caso di miscela ottenuta con una normale benzina, avviene con rapporti aria/benzina compresi tra 7:1 e 20:1. Nell’ambito di questi limiti (rispettivamente ricco e povero) per avere una buona combustione ci si deve avvicinare al valore stechiometrico con valori reali compresi tra il 14,5 e 15:1.

Il dosaggio stechiometrico è quello che permette la completa combustione della miscela con la formazione di soli vapore acqueo ed anidride carbonica ed è diverso ogni carburante. Per le normali benzine va da 14,5:1 a 14,8:1.
Nota: Tutti questi rapporti s’intendono sempre espressi e calcolati in peso e non in volume.

Il corretto titolo di miscela è fondamentale per massime prestazioni e minori emissioni inquinanti.

La valvola gas è il principale organo di modulazione della potenza del motore.
Nei carburatori motociclistici è di tipo a serranda, piatta o cilindrica, e nelle versioni più evolute trascina nel suo moto lo spillo conico

REGOLAZIONE DEL TITOLO DI MISCELA

Per regolare la carburazione, bisogna sempre riferirsi alle varie aperture della valvola gas perché ad ogni apertura funziona un circuito diverso del carburatore. Tuttavia, esistono carburatori molto semplificati che non consentono una carburazione “fine” ma solo un corretto dosaggio del massimo e la regolazione del regime minimo. (es.: Dell’Orto serie SHA)

Per la regolazione della carburazione si parte di consuetudine dal getto del massimo, in modo da mettere al sicuro il motore da surriscaldamenti (provocati da miscele troppo povere di benzina). Le prove vanno effettuate a vari regimi ma sempre a pieno carico (gas tutto aperto) per determinare il più grande getto possibile che non dia luogo a rifiuti di carburazione, individuabili soprattutto con un funzionamento irregolare nei 2 tempi e col deposito di residui fuligginosi sulle candele dei 4 tempi. Si parte sempre da “troppo ricca” perché più prudente per il motore mentre una carburazione troppo magra non dà malfunzionamenti evidenti, oltre alla scarsa potenza.

Gli elementi di taratura che controllano le varie aperture della valvola gas sono:

  • da 0 ad 1/8 (PRIMA APERTURA) regolazione VALVOLA GAS e VITI MISCELA o ARIA
  • da 1/8 ad ¼ (PASSAGGIO) GETTO DEL MINIMO e SMUSSO VALVOLA GAS
  • da ¼ a ¾ (PROGRESSIONE) POLVERIZZATORE e SPILLO CONICO
  • da ¾ al max (MASSIMO) GETTO DEL MASSIMO

C’è da dire che esiste una certa interferenza di funzionamento tra i vari circuiti per cui la regolazione di uno incide leggermente anche all’inizio del funzionamento del successivo. Per esempio lo smusso della valvola gas continua ad influenzare leggermente la carburazione fino a circa ½ dell’apertura.

I carburatori Dell’Orto più utilizzati, del tipo a spillo e con vaschetta centrale, “accettano” inclinazioni di montaggio da 0 a 40° verso il motore. Per il fuoristrada, è consigliata l’inclinazione di 30°.
Tener presente che qualsiasi intervento sul filtro aria o sul solo cornetto di aspirazione (ove sostituibile), comporta una modifica della carburazione.

I corpi dei carburatori sono costruiti con pressofusioni di ALLUMINIO, ZAMA e anche ELECTRON per particolari esigenze di leggerezza mentre per gli elementi di taratura si ricorre all’ottone.

LA SCELTA DEGLI ELEMENTI DI TARATURA

Scelta del diametro del diffusore

Il criterio per la scelta del carburatore ideale deve tener conto della potenza che il gruppo termico, alimentato dal singolo carburatore, sviluppa. Esistono delle tabelle indicative, fornite dalla Dell’Orto e da altre Case costruttrici, derivanti da prove sperimentali che suggeriscono un range di misure possibili per un’ottimale alimentazione di un singolo gruppo termico in rapporto alla potenza erogata.

Per una corretta interpretazione bisogna tener conto che:

  • Un diffusore di grande diametro può permettere l’erogazione di maggiore potenza ai più elevati regimi di rotazione del motore, cosa che si traduce con una maggiore velocità massima; ma il solo aumento del diametro del carburatore non garantisce di per sé un sicuro aumento della potenza, dipendente da molti altri fattori.
  • Un diffusore di piccolo diametro garantisce invece una migliore ripresa, quindi la scelta del diffusore ideale deve realizzare il miglior compromesso possibile tra le esigenze di potenza e ripresa.
  • Come norma empirica utilizzabile nelle elaborazioni, si può adottare la regola di aumentare il getto del massimo di circa il 10% per ogni millimetro in più di aumento del diametro del carburatore, senza modificare gli altri elementi di taratura.
  • Cambiando carburatore, conviene utilizzarne un altro già tarato per un motore simile (soprattutto nel ciclo: 2T o 4T) a quello utilizzato, in modo da poter contare su di una carburazione base sicuramente già più vicina a quella definitiva.
  • Conviene effettuare la messa a punto fine della carburazione direttamente sui campi di gara e su motori perfettamente rodati e che abbiano già raggiunto uno stabile equilibrio termico.

Scelta della valvola a spillo

Negli impianti di alimentazione a caduta, il diametro della valvola a spillo dev’essere sempre maggiore di circa il 30% del diametro del getto di massima.
Negli impianti alimentati da pompa, il suo diametro deve invece essere inferiore a quello del getto.

Scelta del galleggiante

Tenendo presente che sui motori da competizione è preferibile utilizzare carburatori con galleggianti ad elementi indipendenti, bisogna scegliere il peso del galleggiante in base al ciclo del motore: leggero per i 2 tempi e pesante per i 4 tempi. I galleggianti vanno poi regolati deformando gli arresti di chiusura in base a delle misure suggerite dalle Case.

Scelta del getto d’avviamento

Ove presente, il getto d’avviamento è l’unico elemento di taratura deputato a fornire il giusto titolo di miscela necessario per l’avviamento del motore. Difficoltà di avviamento possono essere risolte variando il diametro di questo getto e la posizione dei fori di emulsione dell’aria, che determinano la quantità di miscela erogata nella fase di avviamento: quando questi fori sono praticati verso l’alto diminuiscono la quantità di miscela erogata e quando sono bassi l’aumentano.
Rilevando eccessiva ricchezza o povertà di miscela dopo dei tentativi di avviamento, si rimedia variando la posizione di questi fori di emulsione. Mentre se il motore, una volta avviato, non rimane in moto per almeno 1 minuto col dispositivo di avviamento inserito, bisogna intervenire sul diametro del getto.

Minimo con vite regolazione miscela

La vite di regolazione miscela è presente sui carburatori a valle della vite valvola, ovvero verso il motore. Questa vite controlla, come già detto, il titolo della miscela nel primo ottavo di apertura della valvola gas. Svitandola aumenta il titolo della miscela fornita, avvitandola fino a chiuderla smagrisce.

La procedura di regolazione prevede il preventivo controllo del gioco del cavo dell’acceleratore, che dev’essere di circa 1mm. Poi si provvede ad aumentare il minimo (agendo sulla vite valvola) portandolo a circa 1200-1300g/’ se il motore è a 2T, un po’ più alto anche 1500g/’ se 4T. La vite dev’essere svitata di almeno 1 giro e mezzo. Ciò perché se troppo chiusa, può fornire un’insufficiente quantità di miscela (e quindi d’olio in un 2T senza mixer!!) in fase di rilascio dopo un allungo ad alto numero di giri. Col minimo così accelerato, si cerca una regolazione della vite miscela che consenta la massima regolarità al motore, non importa se ad un regime superiore o inferiore a quello impostato. Trovato il funzionamento più regolare, si provvede ad abbassare il regime fino al minimo voluto, agendo sulla sola vite del minimo.

Minimo con vite di regolazione aria

La vite di regolazione aria è presente a monte della valvola e, controllando un flusso aggiuntivo d’aria, funziona al contrario della vite miscela, svitandola smagrisce la miscela formata nel primo ottavo di apertura. Tenendo presente questo, la procedura di regolazione è pressoché identica a quella della vite miscela.

In tutt’e due i casi può essere utile apportare degli affinamenti di regolazione anche dopo aver riportato il regime minimo al valore prestabilito.

Scelta del getto del minimo

Se aprendo lentamente la valvola gas fino ad ¼, il motore prende giri in modo lento ed irregolare, il getto del minimo è troppo piccolo. Ma ciò può essere riscontrato anche nel caso di errata regolazione delle viti aria o miscela. Quando nelle stesse condizioni si riscontra fumosità e funzionamento “gorgogliante” del motore il getto è troppo grande. Come sopra, può dipendere anche da errata regolazione delle viti del minimo.

Scelta del polverizzatore

La scelta del polverizzatore sta alla base della carburazione, in quanto questo elemento di taratura, assieme alla regolazione del galleggiante, influisce su tutto l’arco di utilizzo del motore e su tutte le aperture della valvola gas. Di norma si parte dalla regolazione del galleggiante per poi decidere il tipo ed il diametro del polverizzatore da usare.

Possiamo dividere i polverizzatori in due tipi fondamentali: areati e non areati.
Generalmente, ma non sempre, i polverizzatori non areati e con parte terminale “bassa” o corta sono utilizzati più vantaggiosamente sui motori a 2 tempi mentre quelli areati e con terminale alto più sui 4 tempi. Ma in realtà i polverizzatori “bassi” che tendono ad ingrassare la carburazione nelle fasi di progressione, vengono impiegati soprattutto per motori sportivi in genere mentre i polverizzatori “alti” sono più adatti a motori tranquilli. Nell’ambito dei polverizzatori alti, sui 4 tempi è possibile ingrassare o smagrire ulteriormente il passaggio scegliendo dei polverizzatori con fori di aerazione praticati sulla parte bassa (per ingrassare) o sulla parte alta (per smagrire).

Scelta dello smusso valvola

Le valvole gas presentano uno smusso, dal lato aspirazione aria, dall’altezza identificata in decimi di millimetro e impressa sul lato inferiore del componente. Attraverso la scelta di questo smusso si può intervenire ingrassando o smagrendo la carburazione in maniera molto avvertibile nel primo quarto di apertura, un po’ meno nel secondo quarto. Una corretta scelta dello smusso è molto influente nella prima apertura di gas, dopo la percorrenza di una curva oppure affrontando un salto in fuoristrada.

Scelta dello spillo conico

La scelta di questo componente è quella che richiede la maggiore sensibilità da parte di chi collauda la moto. La conformazione dello spillo condiziona la carburazione all’incirca da ¼ a ¾ di apertura della valvola gas con la possibilità accessoria di anticipare o posticipare il suo effetto grazie a delle tacche (per lo più da 3 a 5) che permettono il suo montaggio più o meno alto. Generalmente il montaggio di riferimento per uno spillo nuovo è quello che prevede il blocco alla seconda tacca a partire dall’alto; questo è anche il montaggio che quasi sempre si trova nelle tarature di fabbrica.

Gli spilli conici NON SONO SEQUENZIALI ma i suoi numeri identificativi, anche se apparentemente progressivi, sono dei semplici codici di riferimento per l’identificazione di ogni modello. Per conoscere le sue misure caratteristiche, una misurazione effettuata con un calibro non è abbastanza precisa in quanto alcune sue quote sono centesimali e ricavate su superfici coniche.

Le misure caratteristiche di uno spillo, data per scontata l’appartenenza ad una serie specifica (identificata da una lettera) sono:

  • numero tacche di montaggio
  • diametro parte cilindrica
  • lunghezza parte conica
  • diametro di punta

Per complicare le cose, esistono anche spilli molto particolari che presentano due tratti di conicità diverse; ma il loro utilizzo è riservato alla risoluzione di particolarissimi problemi di affinamento della carburazione.

La loro scelta si fa, conoscendo le loro misure caratteristiche riportate su tabelle pubblicate dalle Case costruttrici dei carburatori, in base alle diverse esigenze di titolo a seconda delle aperture della valvola gas tenendo presente che:

  • il diametro del tratto cilindrico parzializza la sezione del polverizzatore più o meno fino a metà dell’apertura del gas;
  • la lunghezza (e quindi l’inizio) del settore conico “libera” sezione utile di passaggio a partire dal tratto successivo di apertura;
  • il diametro di punta (in rapporto al diametro del tratto cilindrico, che però varia di poco) determina in effetti la conicità, e quindi la rapidità d’ingrassamento nell’ultima fase d’intervento dello spillo.

Determinazione del getto del massimo

Il getto del massimo è il primo elemento di taratura da determinare in una prova pratica in quanto l’utilizzo di un getto del massimo troppo piccolo può comportare seri problemi al motore derivanti da surriscaldamento, ed anche scarsa lubrificazione nel caso di motori a 2 tempi privi di miscelatore automatico. Infatti si parte per prudenza da un getto “sicuramente” troppo grande per poi trovare quello giusto. Inoltre i sintomi di carburazione eccessivamente ricca sono più facilmente avvertibili di quelli causati da carburazione magra.

Una getto del massimo troppo grande causa evidente fumosità, nel caso di motore a 2 tempi, e comunque sempre una limitazione del regime massimo, come una sorta di limitatore. Per contro, un getto troppo piccolo, pur non causando malfunzionamenti evidenti, non assicura un pieno sviluppo della potenza ed innalza la temperatura di combustione in maniera anche pericolosa.

IMPORTANTE: Può succedere che oltrepassata una certa misura non si noti nessun cambiamento nel funzionamento del motore. Ciò è dovuto al fatto che in nessun caso la SEZIONE del getto del massimo dev’essere superiore alla SEZIONE residua del polverizzatore una volta sottratta la SEZIONE della punta dello spillo conico.
Quindi, nella necessità di aumentare ulteriormente il getto del massimo è necessario procedere incrementando quest’area residua adottando un polverizzatore di maggior diametro e/o uno spillo dalla punta più sottile.

ALTRE NOTE SULLA CARBURAZIONE

I motori a 4 tempi hanno spesso bisogno di un surplus di arricchimento in fase di accelerazione. Questo extra è assicurato dalla pompa di ripresa a volte presente su alcuni carburatori di grosso diametro (es.: Dell’Orto serie PHF e PHM)

L’elemento di taratura che modifica il momento (non la portata) dell’intervento della pompetta di ripresa (una piccola membrana azionata da una camma) è una superficie inclinata (la camma in questione) ricavata sulla valvola gas e corrispondente ad un martelletto che aziona la pompa. Questa ralla è ricavata più o meno in alto sulla valvola gas e scegliendone il tipo appropriato si può variare il margine d’intervento della pompa sempre in rapporto al grado di apertura della valvola stessa.

Per la carburazione di minima, con batterie di carburatori destinati all’alimentazione singola, di motori pluricilindrici è necessario il vacuometro, uno strumento che misura la depressione presente nei singoli condotti d’alimentazione.

Prima fase della carburazione di batteria è il controllo del gioco dei cavi di comando e poi dell’allineamento delle valvole gas che devono aprirsi tutte contemporaneamente, da tutte chiuse (viti minimo a zero). Dopo si procede, tramite la sola regolazione delle viti aria o miscela, al livellamento delle depressioni presenti nei singoli condotti, misurando i valori ad un regime minimo accelerato. Dopo l’operazione si procede alla regolazione del regime minimo agendo sull’unica vite di regolazione del minimo oppure, ove non presente ed in maniera più empirica, lasciando connessa l’accensione di un cilindro per volta e regolando il minimo di ogni singolo cilindro. Finita l’operazione sarà necessario provvedere ad abbassare il minimo svitando nella stessa misura tutte le viti del minimo.

FATTORI INFLUENZANTI LA CARBURAZIONE

  • variazioni del tipo o delle caratteristiche del combustibile;
  • variazioni di pressione atmosferica;
  • variazioni di temperatura.

Variazioni di combustibile

Utilizzando combustibili diversi, bisogna tener conto del loro rapporto stechiometrico procedendo ad aumentare percentualmente il diametro dei getti al diminuire di tale rapporto, e viceversa. In alcuni casi, può essere necessario adeguare anche il diametro delle valvole a spillo.

Variazioni di pressione e temperatura

Variazioni di pressione e temperatura condizionano la densità dell’aria quindi influenzano la carburazione, nella misura di un arricchimento della miscela con basse pressioni ed alte temperature, e viceversa. Anche un aumento di quota comporta un arricchimento della carburazione per via della minor pressione dell’aria all’aumentare dell’altezza dal livello del mare.

Quindi:

La carburazione ingrassa spontaneamente al diminuire della pressione, quindi all’aumentare di quota, e all’aumentare della temperatura dell’aria aspirata;

La carburazione smagrisce spontaneamente all’aumentare della pressione e al diminuire della temperatura dell’aria aspirata.

CENNI sugli impianti di SOVRALIMENTAZIONE e di alimentazione ad INIEZIONE

Il sistema per prescindere dalla pressione atmosferica esiste ed è il compressore, inventato dai tedeschi durante la Seconda Guerra Mondiale per permettere ai loro caccia intercettori, con motori a ciclo Otto, di volare a quote inaccessibili agli stessi motori alimentati a pressione atmosferica. Dopo un breve entusiasmo il sistema è stato abbandonato per i motori motociclistici mentre è ormai d’uso comune per i motori auto e da trasporto in particolare se a ciclo Diesel.
Le moderne alimentazioni ad iniezione gestite elettronicamente realizzano, in base a parametri impostati, tutte le funzioni del carburatore ed anche di più, tenendo conto anche di parametri variabili come quelli atmosferici, di carburante e di guida.

Ad ogni modo, il carburatore conserva ancora un certo vantaggio di prontezza che con gli impianti d’iniezione non si è ancora riusciti a raggiungere. Ma probabilmente ancora per poco…
Altro vantaggio del carburatore è l’affidabilità, data dalla mancanza di (delicati) componenti meccanici ed elettronici sensibili a scariche e mancanze di alimentazione elettrica, interferenza con altri componenti, problemi di cablaggio, eventuali impurità o acqua presenti nei carburanti, ecc. per cui ancor oggi si preferisce utilizzare i carburatori nelle applicazioni in cui è richiesta massima affidabilità e facilità di riparazione, come nel caso di raid motociclistici.

Per intervenire sulle modalità di erogazione delle iniezioni si può:

  • variare la pressione di alimentazione dell’impianto sostituendo l’apposito regolatore esterno;
  • variare la mappatura che, in memoria, presiede la funzionalità dell’impianto;
  • variare i fattori di correzione (i fattori di correzione sono influenzabili indirettamente anche dalla sostituzione di filtro aria, scarico, ecc.)
  • regolare la carburazione di minima basandosi sul valore del CO indicato da un’apposita sonda
  • variare quantità e qualità dell’aria aspirata intervenendo sugli air-box

Tenuto conto di quanto sopra esposto, l’altra variabile fondamentale della carburazione rimane sempre, carburatori o iniezione che sia, turbo o non turbo: il vostro polso destro.

About TDM Staff

Sono un motociclista a tempo pieno. Adoro condividere le mie esperienze scrivendo articoli sul web grazie anche alla collaborazioni di realtà importanti nel settore. Fin da bambino ho sempre sognato di fare qualcosa a contatto con le moto, e ora eccomi qua a condividere la mia passione più grande. Con Voi.

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