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Più finestre, più potenza

Perché le aperture vicino ai supporti di banco? Ovvero: Perché i più recenti quadricilindrici di altissime prestazioni sono dotati di finestrature nelle pareti del carter, subito sotto i cilindri?

Quando il pistone scende dal punto morto superiore a quello inferiore, fa aumentare il volume sopra di sé (cioè a disposizione dei gas all’interno del cilindro) e al tempo stesso fa diminuire quello al di sotto. Insomma, esercita una vera e propria azione di pompaggio tanto superiormente quanto inferiormente. Nel primo caso essa viene sfruttata per aspirare e comprimere la miscela aria-carburante, e successivamente espellere i gas combusti. Nel secondo caso (azione di pompaggio che il pistone compie con la sua parte inferiore), se il motore è a quattro tempi in effetti si tratta di un “lavoro” sprecato.

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La Suzuki è stata la prima ad introdurre le finestrature nelle cartelle del carter su una moderna quattro cilindri sportiva.

Il basamento in genere è ampio e la camera di manovella è in collegamento con il vano in cui è alloggiato il cambio. Dunque, il movimento del pistone determina solo lo spostamento nei due sensi (espulsione/richiamo) di una certa massa di aria, più o meno carica di goccioline di olio. La potenza assorbita per compiere questo lavoro di pompaggio cresce col regime di rotazione e in diversi casi può risultare davvero sensibile. Come evidente, possono essere abbastanza critici sotto questo aspetto i motori bicilindrici boxer, nei quali i due pistoni vanno contemporaneamente al PMI (e, 180° dopo, al PMS). Le cospicue dimensioni del basamento dei BMW realizzati con questo schema (che, per inciso, hanno anche consentito nuove soluzioni a livello di ciclistica) non sono certo casuali… Nei moderni quadricilindrici le camere di manovella sono quasi completamente separate l’una dall’altra dalle pareti nelle quali sono ricavati i supporti di banco. Quando un pistone scende, sposta l’aria sotto di sé; se non vi è spazio disponibile, la comprime, mentre se vi è un passaggio, la invia in un’altra zona del basamento.
Come ovvio, se il passaggio in questione non è ampio, l’azione di pompaggio può dare luogo a un assorbimento di potenza non trascurabile, agli alti regimi. In questo caso, dato che mentre un pistone scende, quello del cilindro adiacente sale (e viceversa), la soluzione più logica per ridurre le perdite in questione è senz’altro quella di praticare delle ampie finestrature nelle cartelle dei supporti di banco, al fine di consentire un agevole passaggio dei gas (senza ovviamente indebolire la struttura).

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Il guadagno ottenibile, in termini di potenza, in genere è tutt’altro che trascurabile (può infatti superare il 2,5 %!). Risultati ancora migliori si ottengono mettendo in depressione l’interno del basamento mediante pompe di recupero surdimensionate. Questa soluzione, non certo economica, viene impiegata nei motori di Formula Uno e in quelli delle MotoGP.

SPRECO DI POTENZA

Per avere un’idea di quanta energia possa venire assorbita dal “pompaggio interno”, si pensi a un quadricilindrico di 1000 cm3. Ogni pistone nel suo movimento dal PMS al PMI espelle dallo spazio sotto di sè 250 cm3 di aria (carica di goccioline di olio). La cosa avviene una volta al giro. Ciò significa che a 10.000 giri/min esso “pompa” 2500 litri di aria al minuto. Siccome i cilindri sono quattro, il motore pomperà con la parte inferiore dei pistoni ben 10.000 litri al minuto di un fluido che è bene possa muoversi all’interno del basamento incontrando la minor resistenza possibile.

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L’ALTRA FACCIA DELLA MEDAGLIA

Nei motori a due tempi l’azione di pompaggio che il pistone esercita sotto di sè viene sfruttata per aspirare e quindi precomprimere la miscela fresca. In alcuni monocilindrici a 4T con camera di manovella “chiusa” questa stessa azione è stata sfruttata per mettere in circolazione l’olio senza fare ricorso a una pompa a ingranaggi a lobi.
Hanno utilizzato questo sistema tanto la Husaberg quanto la Husqvarna.

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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