Sebbene la domanda possa far pensare agli scooter 4 tempi, è fondamentale chiarire che il pacco lamellare è un componente cruciale e distintivo principalmente dei motori a 2 tempi, dove svolge un ruolo essenziale nell'ottimizzazione dell'aspirazione. L'ammissione lamellare, a differenza di altri sistemi, offre numerosi vantaggi tecnici.
Sistemi di Ammissione: Valvola Rotante vs. Valvola a Lamelle
I due sistemi di ammissione sono molto diversi. L'ammissione al carter che chiamiamo a "valvola rotante" è un sistema di ammissione definito a "fasatura variabile". La fasatura variabile è sempre stata la chimera inseguita da tutti gli ingegneri poiché prima l'ammissione era regolata dal movimento del pistone (piston ported) e siccome il movimento del pistone per ampiezza, è sempre quello, le fasi per forza di cose erano simmetriche, a tanti gradi apre ai stessi chiude, e tanto prima vogliamo farla aprire, per aumentare il riempimento lavorando luce e pistone tanto dopo chiuderà con una sempre maggiore perdita di gas freschi per rigurgito tanto più esasperiamo le fasi. Si raggiunse la tanto agoniata fasatura variabile con l'invenzione e l'adozione dei "dischi rotanti" mi sembra intorno agli anni '50/'60 da parte della DKW sulle sue piccole moto da corsa ma riportati alla ribalta dall'Aprilia dell'ingegner Witteven contro le giapponesi con ammissione "lamellare". Ovviamente la "variabilità" della fasatura tra il sistema perfetto e chirurgico del "disco rotante" e quella della nostra Vespa, rozzo approssimativo e rudimentale, non sono minimamente paragonabili, ma va bene così per il nostro motore. Non avrebbe senso cercare di ottenere le stesse caratteristiche di erogazione attraverso un sistema disco rotante che per sua natura consente fasature molto più "radicali" definendo motori dal carattere più "puntuto" tipicamente corsaiolo.
La valvola a lamelle invece funziona per depressione. Le lamelle flessibili si apriranno, lasciando passare la benzina, quando nel carter pompa, (dov'è alloggiato l'albero motore per intenderci), si creerà una depressione a causa del movimento verso l'alto del pistone in fase di scarico. Quando la pressione nel carter sarà uguale a quella atmosferica - a monte del carburatore -, le lamelle si chiuderanno e non faranno mai uscire alcun rigurgito di incombusti anche nel range di giri più critico, (la valvola a lamelle è chiamata anche valvola unidirezionale).
Presenta dei vantaggi anche confronto al disco rotante pur non potendo definirsi propriamente un sistema a fasatura variabile. Si potrà agire sul carattere dell'erogazione sostituendo le lamelle, gli stopper ecc, da qui il largo impiego nelle competizioni ma il sistema si presta ottimamente a definire un motore dall'erogazione pulita, lineare, "rotonda" perché alimenterà, più o meno sempre, il quantitativo di carica fresca giusto per l'esigenza del motore (in relazione all'apertura della valvola dei giri ecc). Insomma installare un sistema di ammissione lamellare su un motore come il nostro, significa proiettarlo nel futuro e tecnicamente andrebbe fatto anche senza cercare le prestazioni. La valvola lamellare è un sistema dei tanti, forse il più economico per migliorare il riempimento del 2T, ha dei vantaggi, ossia è personalizzabile a seconda di cosa si vuole ottenere dal motore.
Ottimizzazione del Pacco Lamellare: Materiali e Spessore
Molti preparatori alle prime armi commettono un errore ricorrente nelle loro elaborazioni: non tengono nella giusta considerazione il pacco lamellare e lo lasciano quasi di serie. Spesso mi capita di vedere motori preparati con gruppi termici costosissimi, alberi motore speciali, espansioni da sogno e pacchi lamellari da incubo!
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La scelta delle lamelle da utilizzare su un motore 2 tempi elaborato è di fondamentale importanza, forse tanto quanto la scelta del diagramma della luce di scarico. Alle lamelle, purtroppo, raramente viene data la giusta rilevanza e l'attenzione che meriterebbero: ci si limita, il più delle volte, a sceglierle in base allo spessore o all'estetica del materiale con il quale sono costruite, senza scendere troppo nei particolari. Eppure quegli insulsi pezzetti di acciaio armonico (che vi sconsiglierei di utilizzare su un motore ad alte prestazioni), di fibra di vetro o carbonio andranno a regolare il flusso dei gas freschi all'interno del carter pompa! Quando si parla di una lamella, purtroppo, si tende ad individuarla soltanto in base al materiale con cui è costruita e, in casi eccezionali, individuandone lo spessore.
Infatti il problema principale è quello di dover soddisfare tante necessità agendo in buona sostanza solo su due parametri, il materiale e lo spessore della lamella! Come abbiamo appena visto nel grafico precedente, il carbonio permette un campo di manovra più ampio, per cui sperimentando con le varie fibre e matrici, possiamo ottenere a parità di spessore differenti caratteristiche, nell'esempio riportato, i due materiali ottenuti dalla nostra sperimentazione avranno sia caratteristiche differenti, sia differenti applicazioni finali in base al tipo di cilindrata, utilizzo e pacco lamellare che si presenti.
Per questa ragione è importante individuare il tipo di fibra utilizzata, l'intreccio delle trame, il tipo di fibra utilizzato per la sua costruzione e, di fondamentale importanza, il profilo. La regola dettata dal buon senso è che bisognerà montare delle lamelle più tenere possibili, fino al punto che vedrete calare la propensione del motore a distendersi in allungo (antico tallone d'Achille dei lamellari).
- Lamella tenera: Tende a offrire una bassa resistenza al libero fluire dei gas freschi provenienti dal carburatore, ma avrà la tendenza ad entrare in risonanza prima di una lamella più dura.
- Lamella dura: Tende a rappresentare un ostacolo più difficile da superare per i gas freschi, ma entra in risonanza più tardi.
Tutto questo dovrebbe servire a capire che ogni minuto dedicato alla sperimentazione ed alla selezione di nuove lamelle vi garantirà dei risultati importanti. Set lamelle con petali in carbonio, balestrino in fibra di vetro e stopper tagliati sono esempi di come si può personalizzare il sistema.
L'Importanza del Collettore di Aspirazione e del Flusso
Qualcuno di voi, iniziando a leggere questa sezione, si starà domandando cosa c'entra il collettore di aspirazione con il pacco lamellare. Si tratta di una relazione fluidodinamica ben precisa, in quanto il collettore di aspirazione fa parte integrante del pacco lamellare tanto che, in alcune circostanze, l'inserto che si va a creare all'interno del pacco stesso si propaga ben all'interno del collettore.
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Il vantaggio di montare un collettore corto e rettilineo rispetto al collettore di aspirazione di serie, con un carburatore da 19 mm, è di oltre 1 CV su 20. Ci sono diversi elementi che dovrete sempre tenere in considerazione quando andrete a scegliere il vostro collettore di aspirazione:
- La lunghezza: Ogni 3 mm di riduzione della lunghezza del collettore di aspirazione potrete avvertire un incremento di potenza massima, anche se l'erogazione tenderà ad essere più appuntita. Lasciate i collettori di aspirazione lunghi per gli scooter da passeggio: quando si corre, il collettore deve essere corto!
- La conformazione: Il collettore di aspirazione deve essere dritto. Le altre forme sono state realizzate per questioni di praticità nel posizionare il carburatore.
Interventi consigliabili all'interno del collettore di aspirazione riguardano l'eliminazione di eventuali scalini o bave di fusione. Per quanto riguarda i collettori in alluminio, vale lo stesso discorso, tranne che per la finitura interna che dovrà rimanere sempre e comunque rugosa.
Flusso Laminare vs. Flusso Turbolento
Parleremo di flusso laminare quando tutte le particelle del fluido avranno, pur se con leggere variazioni di velocità, la stessa direzione e lo stesso verso: le molecole tenderanno ad avere così un moto stratificato di velocità decrescente man mano che ci si avvicina alle pareti del condotto per via dell'attrito che si genera con le pareti del condotto. Il primo strato, detto strato limite, nel flusso laminare tende ad aderire alle pareti ed a formare una sorta di riduttore di attrito per le particelle del primo strato in reale movimento. Il flusso laminare è perciò il flusso che garantisce la maggiore portata e, per questa ragione, sarà quello che dovremo perseguire nell'ottimizzazione del nostro condotto di aspirazione, anche se è estremamente arduo (se non impossibile) eliminare tutti i vortici che possono generarsi per via del distacco dello strato limite (lo strato che dovrebbe invece aderire alle pareti del condotto e formare il cuscino su cui scorrerà il primo strato in reale movimento).
Il flusso turbolento è invece quel tipo di flusso in cui le varie molecole si spostano nella stessa direzione, ma con un moto vorticoso tale da generare attriti interni in grado, a loro volta, di ridurre la velocità del fluido attraverso il condotto. Esso è generato da brusche variazioni nell'angolazione del condotto, da bavature, eccessiva lunghezza del condotto e repentini cambi di sezione. Un condotto caratterizzato da un flusso turbolento avrà una drastica perdita di carico, consentendo al motore di ingurgitare così una minore quantità di gas freschi e, di conseguenza, si avrà una perdita di potenza.
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L'Inserto del Pacco Lamellare
L'inserto del pacco lamellare è uno degli elementi più importanti, e spesso trascurati, della linea di alimentazione! L'inserto è quella parte del pacco lamellare che spesso non c'è o, peggio ancora, quando c'è è fatto male. Troppo spesso ci troviamo con lunghissimi collettori che tendono ad aprirsi prima di arrivare al pacco lamellare, che fanno curve pazzesche e che si affacciano in pacchi lamellari ancora più grandi. Smontando molti motori preparati da geni incompresi mi è capitato di vedere, piuttosto che inserti nel pacco lamellare, collettori ulteriormente ingranditi per essere raccordati alla parte iniziale del pacco, generando così un fortissimo calo di pressione proprio dove maggiormente occorrerebbe. Per essere più chiaro, immaginate di avere per le mani un tubo in gomma da irrigazione. Se provate a spostare delle foglie a terra con il normale getto dell'acqua, farete fatica. Parzializzando il condotto con un dito riuscirete a rimuovere le foglie dal vostro cortile con maggiore facilità. Il modo più semplice consiste nel trovare un tubo dello stesso diametro del collettore (e magari del carburatore), riempire il pacco lamellare di stucco ed utilizzare il tubo in questione per aprire un foro all'interno del pacco così riempito.
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Quando il pacco lamellare di serie è troppo piccolo, alcuni preparatori montano dei collettori dotati di pacchi più ampi al loro interno. Non pensate che un pacco lamellare grande garantisca grandi potenze: non è assolutamente vero. Molto più importante delle dimensioni è l'abbinamento del pacco al collettore di aspirazione ed al carburatore. I pacchi lamellari da preferire, a parità di misure, sono quelli realizzati in alluminio con riporto in Viton: sono i più stabili e garantiscono una vita più lunga alle lamelle di quanto non facciano i classici pacchi lamellari in bachelite. In piena era di globalizzazione è possibile che un determinato motore venga prodotto negli anni in diverse specifiche ed equipaggiato con componentistica diversa. Spesso capita di trovare pacchi lamellari nettamente migliori di quelli che siamo abituati a vedere, anche tra quelli specialissimi, su versioni giapponesi o cinesi dello stesso motore: occhi aperti!
Sintomi e Controlli del Pacco Lamellare
Prima di ordinare un pacco nuovo, fai questi controlli base. Quando si cerca “sintomi pacco lamellare”, spesso si trovano elenchi troppo generici. È il caso più comune. È uno dei controlli più utili.
- Il minimo è instabile?
- Hai vuoti ai bassi o in prima apertura?
- Il carburatore è già stato pulito bene?
- Hai escluso aria falsa?
- Vedi ritorni di miscela verso carburatore o filtro?
- Hai controllato le lamelle in controluce?
Se vuoi solo risolvere un difetto, spesso è più sensato ripristinare bene l'impianto originale o sostituire i componenti realmente usurati. l'aspirazione lamellare montata su una valvola rovinata senza asportare completamente il materiale in eccesso non ha molto senso. Se ci si ostina a mantenere il carburatore SI il motore funzionerà ma le prestazioni saranno scarse anche a causa di una lamella che lascia poco spazio al passaggio dell'alimentazione. Se invece vuoi montare un carburatore tipo PHBH da 28 mm in su con relativo collettore allora le cose cambiano.
Considerazioni Aggiuntive e Messa a Punto
Purtroppo però oltre 8000 giri i pacchi lamellari possono avere pessime prestazioni e per i motori che "devono apparire", ossia raggiungere un regime altissimo con magari il vuotone ai bassi (o peggio ai medi), non valgono molto. Molto dipende anche dall'utilizzo per cui è pensato il motore. Per esempio per un cross l'allungo a poco serve credo, no? Ma per una sportiva da usare in pista allora diventa importante far girare alto il motore per cercare di ottenere più potenza possibile.
Una caratteristica interessante di alcuni pacchi lamellari, come il V force 3, è la possibilità di modificare parzialmente la resa dell'erogazione agendo "semplicemente" sul pacco lamellare stesso: in pratica, agendo sulle regolazioni possibili del pacco, si può favorire la resa a regimi medio-bassi oppure agli alti.
Un altro accorgimento è il cosiddetto "alzapacco" (spessori). Ma dicono che: montando gli spessori aumenta il volume della camera di manovella e, soprattutto, si distanziano le lamelle dalle pareti del carter: in questo modo il pacco lamellare respira meglio a tutto vantaggio delle prestazioni. Quindi la moto diventa più dolce perché c'è minor effetto carter-pompa? Oppure semplicemente perché ritarda la fase di aspirazione? Si hanno veramente dei benefici? oesse ha scritto: ...solo per fare chiarezza chiedo: lo spessore lo mettete sotto il pacco lamellare, o sopra (lato carburatore)? Lato carburatore non serve a nulla penso beh a nulla proprio non penso...