Il pacco lamellare è una valvola che gestisce l'ingesso della miscela all'interno del carter tramite un sistema di lamelle in carbonio che ne regolano l'apertura.
Cerchiamo di comprendere quello che avviene nel motore durante questa fase. La valvola a lamella viene aperta dalla depressione che si crea all'interno del carter e del cilindro. 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).
L'Evoluzione dell'Ammissione nei Motori a Due Tempi
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). Nel primo caso è il pistone che salendo verso il PMS apre il condotto di aspirazione, che da quindi direttamente sul cilindro, e scendendo lo richiude. 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.
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Questo è un primo limite notevole del piston port: puoi immaginare facilmente come a bassi giri le condizioni di pressione e velocità della miscela A/B (aria/benzina) sia molto diverse da quelle a bassi giri. Il problema principale di questo sistema di distribuzione riguarda quando viene aperto e chiuso il condotto in base alla posizione del pistone. Se è proprio il pistone stesso a controllare l'apertura e la chiusura del condotto queste devono rimanere fisse.
Si raggiunse la tanto agognata 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.
La valvola a lamelle invece funziona per depressione e presenta dei vantaggi anche confronto al disco rotante pur non potendo definirsi propriamente un sistema a fasatura variabile.
Vantaggi e Peculiarità del Pacco Lamellare
Uno dei vantaggi del pacco lamellare è proprio questo: l'apertura delle lamelle è influenzata dalla quantità di aria aspirata con la conseguenza che la velocità del fluido è sempre più o meno costante. 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).
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.
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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.
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Limiti e Considerazioni sulle Prestazioni
Attenzione però che questo non vuol dire che sia il più prestazionale in assoluto. Il principale difetto del pacco lamellare è che si tratta di un vero e proprio tappo che la miscela deve aprire per poter entrare all'interno del cilindro, di conseguenza parte dell'energia viene spesa per questo.
Purtroppo però oltre 8000 giri hanno pessime prestazioni e per i motori che "devono apparire" 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.
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.
Ottimizzazione del Pacco Lamellare: Materiali e Spessori
Il problema di scelta delle lamelle non deve essere considerato solo in base ai regimi di funzionamento del motore ma anche in base al volume di miscela necessario al riempimento del carter, sezione del passaggio del pacco e risposta dello scarico. Va tenuto presente che il pacco lamellare non è solo una valvola in quanto non esegue mai una apertura continuativa col salire di giri come il disco rotante ma si "adatta" al risuonare e dello scarico e al transito di miscela in funzione dei giri.
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L'Influenza dello Spessore delle Lamelle
Quando si mette una lamella morbida si accentua la velocità di risposta del pacco e per contro si accentua il fenomeno di risonanza a alti regimi che fa da freno fluidodinamico al flusso di ingresso limitando l'allungo.
Per contro la lamella dura non riuscirà a garantire una certa risposta ai bassi ma al contempo potrà entrare in risonanza molto più tardi aiutando il motore a distendersi a giri elevati.
Quindi lo spessore delle lamelle è solo una parte, una lamella spessore 0,8 separata in tre punti lavorerà come una lamella monopetalo da 0,4 in quanto la componente elastica viene suddivisa. In questo modo si evita di mettere una lamella troppo spessa che non fa respirare il motore ai bassi-medi, oppure troppo sottile che limita il rendimento agli alti e in fuorigiri. Su un motore modificato nel regime di potenza massima l'adeguamento delle lamelle è d'obbligo.
Approcci Innovativi: Boyesen e l'Importanza degli Stopper
Boyesen con le lamelle dual stage ha cercato di sviluppare un sistema che unisse il pregio di una lamella morbida con la capacità di allungo della lamella dura, ma ovviamente più lamelle originano molti più problemi, sia per chiusura perfettibile che per mancanza di effettivo sostegno.
Infatti i pacchi Boysen sono sprovvisti degli stopper che normalmente rendono graduale il sopraggiungere della risonanza offrendo sostegno alla lamella e "indurendola" virtualmente mano a mano che sempre più superficie entra a contatto con lo stopper (che è curvo appunto per supportare la lamella progressivamente).
Filosofie di Design e Prestazioni Specifiche
Un giorno guardando un video di Gabriele Gnani dove spiega qualche segreto sulle sue moto da pista (hanno più di 50cv, motore artigianale...penso che non sia uno stupido) ha ribadito sta cosa che le lamelle giustamente non possono lavorare con così poca inclinazione rispetto al flusso e che lui su tutte le moto che ha messo sul banco ha detto che ha trovato una perdita di cavalli rispetto al pacco originale. Infatti era presente un meccanico che lavorava nel team Yamaha Cross del mondiale ed ha confermato che sulle moto da gara non li monta nessuno i Vforce.
Gnani si autoproduce le lamelle del pacco lamellare. Ha tenuto in mano il suo pacco lamellare e non ha nulla di strano. È un semplice pacco lamellare con 4 petali e 1 solo cuneo, non come certi che hanno 2 cunei. Così facendo le lamelle si aprono di più rispetto ad uno a doppio cuneo. Ha pure detto che 4 lamelle (2 per lato) vanno benissimo, senza bisogno di metterne 1000.
Il trucco spiegava lui, è trovare le lamelle del giusto materiale, giuste resine e giusto spessore. Tutta questione di prove e test sul banco per ogni tipo di lamella fino a trovare quella adatta che riesce a far andare il motore.
Quindi sostanzialmente se si cerca la prestazione pura la via di Gnani è l'unica percorribile al momento, se invece l'obbiettivo è trattabilità e facilità d'uso allora sì che i vari pacchi più o meno blasonati hanno senso di esistere.
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Impatto sull'Erogazione e l'Esperienza di Guida
Il mio problema è proprio questo, sotto va poco, non ha coppia, a metà inizia a spingere un pochettino e in alto...sbam viaggia che fa quasi schifo. Per "devono apparire" intendo appunto raggiungere un regime altissimo, con magari il vuotone ai bassi (o peggio ai medi).
In alto tira come una degli ultimi 125, in basso non ha coppia, per uscire dalle curve ci devo entrare a razzo e sul secco è dura guidare così. Secondo voi è possibile aumentare la coppia ai bassi senza perdere nulla solo con un pacco lamellare?
Molto dipende anche dall'utilizzo per cui è pensato il motore. Una caratteristica interessante del 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. Personalmente concordo con "Andrea NSR" che ritiene eccessivamente oneroso tale accessorio, in relazione all'effettiva resa.