Tutte le velocità da considerare | Officina

Velocità dei gas e di combustione

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Analoghe considerazioni sono valide per la velocità dei gas che vengono aspirati nei cilindri. Pure in tal caso occorre avere un riferimento di facile calcolo, anche se puramente teorico dato che la velocità varia di continuo. In genere si considera quella media calcolata in corrispondenza del passaggio valvola/sede, senza curarsi del fatto che la superficie di contatto abbia una certa inclinazione.

Si impiega cioè quella che i tecnici anglosassoni chiamano “area di cortina”, ovvero la superficie di un cilindro avente come diametro quello del fungo e come altezza l’alzata massima alla quale la valvola viene portata. Il calcolo è dunque semplicissimo e poco importa, ai nostri fini (cioè in prima battuta, senza scendere nel dettaglio), che in effetti la superficie sia leggermente troncoconica, che la velocità dell’aria nel condotto vari di continuo e che pure l’alzata cambi secondo una determinata legge. Quello che ci serve è un valore indicativo al quale fare riferimento.

La fluidodinamica dei motori a due tempi è molto più complessa di quella dei 4T. Ciò che conta principalmente è l’andamento delle colonne gassose che entrano nel cilindro con l’obiettivo di sostituire i gas combusti, terminando la loro espulsione, e al tempo stesso riducendo al minimo le perdite per cortocircuitazione. Naturalmente quella del perfetto lavaggio è soltanto un’utopia, ma si cerca comunque di fare il meglio possibile. All’interno dei condotti di travaso si possono raggiungere velocità dei gas anche dell’ordine di 100 m/s. Per quanto riguarda le valvole, oltre che alla legge del moto (descritta dalla curva delle alzate), si fa spesso riferimento alla curva delle accelerazioni. Importante, però, è anche la velocità della valvola. Questi tre parametri del resto sono strettamente legati.

La curva delle velocità ha tipicamente un massimo positivo e uno negativo, disposti simmetricamente rispetto alla posizione di massima alzata (ove la velocità si azzera momentaneamente). Se la camma agisce su di una punteria piana, la massima velocità della valvola viene raggiunta quando il punto di contatto tra eccentrico e punteria è alla massima distanza dalla posizione centrale.

Un albero composito è sicuramente più rigido se, a parità di tutto il resto (profondità di piantaggio, materiale e suo trattamento), l’asse di accoppiamento ha un diametro maggiore. In questo caso però occorre tener presente che all’aumentare di tale diametro cresce la velocità con la quale girano i rulli del cuscinetto di biella, fermi restando il regime di rotazione del motore e il loro diametro.

Se varia quest’ultimo però, cambia pure la velocità con la quale essi ruotano. In sintesi, rullini piccoli danno luogo a una diminuzione della loro massa e a un aumento della capacità di carico, cose entrambe vantaggiose. Il rovescio della medaglia è costituito dalla loro maggiore velocità di rotazione, che determina una maggiore produzione di calore.

Lasciando stare gli organi meccanici, una velocità molto importante per i motori di alte prestazioni è quella di combustione, che varia in misura considerevole man mano che il fronte della fiamma prosegue lungo il suo percorso. Anche qui per praticità si utilizza come riferimento, quando necessario, un valore medio.