La discontinuità della coppia | Officina

La coppia

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Durante la fase utile la coppia varia di continuo poiché cambiano sia la pressione all’interno del cilindro – che è massima una quindicina di gradi dopo il punto morto superiore (PMS) e poi diminuisce rapidamente durante la corsa di espansione – che l’angolo tra la biella e la manovella. Quest’ultimo è nullo ai punti morti e raggiunge la massima “efficacia” all’incirca 76° dopo il PMS (quando la biella è in quadratura, ovvero forma un angolo di 90° con il braccio di manovella dell’albero). La coppia istantanea è massima all’incirca 35° dopo il PMS, quando è più elevato il prodotto tra la pressione agente sul pistone (in tale punto è il 45-48% di quella massima) e l’efficacia della manovella (pari all’incirca al 50% del valore massimo). A ridurre le variazioni di velocità dell’albero causate dalle fluttuazioni, rendendo più uniforme la sua rotazione, provvedono le masse volaniche.

A seconda del numero dei cilindri, dell’architettura del motore (in linea, boxer o a V, con diversi angoli) e della disposizione delle manovelle dell’albero, alla ruota arriva una serie di impulsi che si susseguono distanziati in maniera regolare o irregolare a seconda dei casi. Ciò ha una notevole influenza sulla motricità, ovvero sul comportamento del pneumatico, e sul feeling trasmesso al pilota. Al banco, però, le cose non cambiano e i cavalli erogati non vengono influenzati da tutto questo ma soltanto dalla velocità di rotazione, dalla cilindrata e dalla pressione media effettiva. Quest’ultima comunque risente delle differenze che possono esserci (a pari cilindrata, velocità del pistone e frazionamento) a livello dei rendimenti. Quello meccanico per esempio è influenzato dal numero dei cuscinetti e quello volumetrico dalla possibilità di accordo dei sistemi di aspirazione e di scarico. È anche interessante ricordare che, a regime e carico costanti, i cicli che si susseguono non sono comunque tutti uguali… Pure l’aspirazione ha luogo in maniera discontinua.

Idealmente la valvola dovrebbe aprirsi del tutto (ovvero passare dalla chiusura alla massima alzata) istantaneamente, cosa che ovviamente non può avvenire. L’apertura della valvola, rapidissima ma comunque graduale, fa sì che il cilindro entri in collegamento con il condotto e che l’azione aspirante del pistone richiami la carica fresca. In effetti esso crea una depressione e a spingere il gas nel cilindro è la pressione atmosferica. Dunque, l’aria (o meglio, nel nostro caso, la miscela aria-benzina) viene accelerata fino a raggiungere la velocità massima. Poi essa decelera e continua a entrare nel cilindro per inerzia con velocità via via minore. L’apertura della valvola però non si limita a far mettere in movimento la colonna gassosa presente nel condotto ma fa anche altro. Dà infatti origine a un’onda di pressione negativa che percorre tutto il condotto fino alla sua estremità, ove essa viene riflessa con segno cambiato, ovvero come onda di pressione positiva. Queste onde percorrono la massa gassosa con la velocità del suono, che come noto cambia con la temperatura. La velocità effettiva delle onde è la somma di quella del suono e di quella di trasporto, dovuta allo spostamento del gas in seno al quale esse viaggiano.

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