L'ottimizzazione del sistema di aspirazione è un elemento cruciale nei motori a due tempi, in particolare quando si confrontano le filosofie del pacco lamellare e del disco rotante. La scelta tra queste due configurazioni influenza profondamente le caratteristiche di erogazione di potenza e coppia, rendendo necessario un'attenta valutazione in base all'utilizzo finale del motore.
Il Sistema a Disco Rotante
Il sistema a disco rotante presenta specifici vantaggi e svantaggi che ne delineano il campo di applicazione. Una delle sue caratteristiche principali è la fasatura d'aspirazione estremamente netta e invariata in base al regime del motore. Questo permette un complesso aspirazione cortissimo e perfettamente dritto, favorendo un flusso meno disturbato. Il disco rotante ha il vantaggio di non andare in risonanza come le lamelle; tanto gira alto e tanto lascia entrare, seguendo lo stesso principio del desmodromico rispetto alle barre di torsione nei motori a 4 tempi. Questo lo rende particolarmente adatto per motori che devono restare impallati a regimi elevatissimi, anche oltre i 15.000 giri, dove un lamellare a fatica arriva.
Storicamente, il disco rotante è stato considerato un passo avanti fino all'invenzione dei pacchi tipo V-force. La sua forma del condotto permette di avere una sezione sempre uguale e quindi anche i carburatori di grandi dimensioni ci stanno, a differenza dei lamellari che sono vincolati alla superficie massima d'apertura del pacco.
Svantaggi e Limitazioni
Nonostante i suoi pregi, il disco rotante presenta anche delle criticità. La coppia a giri elevati rende il motore troppo vuoto sotto e pressoché inutilizzabile in determinate condizioni. Inoltre, è comunque insensato usare un disco rotante per uso terra, dove serve un motore con coppia piena e scattante. Un altro aspetto da considerare è che, per un utilizzo decente su nostri mezzi, la configurazione richiede un'attenta valutazione di trasmissione e fasature.
La gestione di un'aspirazione a disco rotante è estremamente complessa. Se si dovesse scegliere arbitrariamente il momento in cui l'aria deve entrare o uscire, sarebbe tutto estremamente più complicato rispetto a un sistema che si adatta alle variazioni di pressione. Per motori senza marce, non potendo rimanere sempre sullo stesso regime di giri, non si può sfruttare il picco di coppia del determinato regime. L'idea di applicazione del disco rotante ai motori a 3 prigionieri, il classico, è un esempio tipico, poiché i 4P sono troppo differenti e non comparabili ai corrispettivi motori da scooter.
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Il Pacco Lamellare
Il pacco lamellare rappresenta un'altra filosofia di alimentazione, spesso descritta come più "tranquilla" e omogenea, che lavora bene su tutti i giri. A differenza del disco rotante, il pacco lamellare ha un buon sistema di feedback in quanto si apre e chiude in corrispondenza delle variazioni di pressione. Non è una semplice valvola che esegue un'apertura continuativa con il salire di giri, ma si "adatta" al risuonare dello scarico e al transito di miscela in funzione dei giri.
Fattori Chiave e Criticità
Materiale e Spessore delle Lamelle
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. Il carbonio, ad esempio, permette un campo di manovra più ampio; sperimentando con varie fibre e matrici, si possono ottenere a parità di spessore differenti caratteristiche per diverse applicazioni. Il trucco sta nel trovare le lamelle del giusto materiale, giuste resine e giusto spessore. Questo implica un'intensa fase di prove e test sul banco per ogni tipo di lamella, fino a trovare quella adatta.
Funzionamento 2 Tempi lamellare con valvola di scarico #elaborazioniata🐢🏁
Quando si mette una lamella morbida, si accentua la velocità di risposta del pacco, ma per contro si accentua il fenomeno di risonanza ad alti regimi che fa da freno fluidodinamico al flusso di ingresso limitando l'allungo. Al contrario, 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. Va tenuto presente che lo spessore delle lamelle è solo una parte; ad esempio, una lamella spessore 0,8 separata in tre punti lavorerà come una lamella monopetalo da 0,4, in quanto la componente elastica viene suddivisa.
Limiti ad Alti Regimi
Idealmente, il pacco lamellare è più limitato agli alti per il fatto dell'apertura e chiusura delle lamelle che aumenta di frequenza all'aumentare dei giri e crea dei ritardi sui movimenti che causano "muri in alto" (sfarfallano). La fasatura effettiva dell'aspirazione è ignota, si può giocare solamente sulla durezza delle lamelle.
La Controversia dei Pacchi V-force
Esiste una discussione sulla reale efficacia dei pacchi V-force, che hanno le lamelle quasi parallele al flusso aria miscela. Alcuni esperti sostengono che la teoria indichi che sia una cosa scorretta, e su molte moto da pista è stata rilevata una perdita di cavalli rispetto al pacco originale. Ad esempio, il preparatore Gabriele Gnani afferma che i V-force sono pacchi lamellari che "fanno schifo" e che sulle moto da gara del mondiale cross non li monta nessuno. Egli si autoproduce le lamelle del pacco lamellare, utilizzando 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.
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Ottimizzazione e Sfide Comuni
Indipendentemente dalla scelta tra disco rotante e pacco lamellare, l'ottimizzazione del motore richiede una profonda conoscenza di numerosi parametri. Non è necessariamente vero che sul carter del ciao ci stia meglio un motore a disco rotante, perché ovviamente dipende dalla geometria del motore stesso. I motori da kart che fanno adesso sono praticamente tutti lamellari, il che fa riflettere sulle ragioni di questa evoluzione.
Influenza dei Parametri di Tuning
Per il discorso della lunghezza dell'aspirazione, è vero che per risonanze ecc. serve una misura precisa e calcolata, ma guadagnare qualche cm non fa mai male. La dimensione del carburatore non è sempre direttamente proporzionale alle prestazioni; i lamellari sono vincolati alla superficie massima d'apertura del pacco, e da lì si ragiona, mentre il disco rotante permette una sezione sempre uguale. La conoscenza di quanti gradi d'incrocio impostare, che ritardo dargli, le varie lunghezze e diametri, pressioni e depressioni, volumi, travasi, fasi, ecc. è fondamentale. Il motore funziona a differenze di pressione, e l'aspirazione inizia a diventare lunga e voluminosa.
Gestione della Coppia e Potenza
Per chi cerca la prestazione pura, la via di Gnani (nella scelta delle lamelle) è l'unica percorribile al momento; se invece l'obiettivo è trattabilità e facilità d'uso, allora i vari pacchi più o meno blasonati hanno senso di esistere. Il problema di motore con poca coppia ai bassi, ad esempio su una Husqvarna CR 125, può essere affrontato con diverse modifiche.
Se mancano i bassi, si può pensare di usare un pistone KTM che tira via 1 mm di fase e sfondare la testa di quel mm riportando tutte le misure in camera di combustione, alzando tutto del mm che viene aggiunto dal pistone. È importante non alzare il cilindro, altrimenti la moto andrà ancora di più in alto e sempre meno sotto. Un'altra soluzione è lavorare i lanci del cilindro modificando le inclinazioni rispetto all'asse per aumentare le turbolenze a bassi giri e guadagnare pienezza di erogazione, o fresare le valvole di scarico per incrementare il tiro a bassi regimi sfruttando la risonanza. Il pistone, la carburazione (spilli, getti) e lo stato del finale della marmitta sono tutti fattori cruciali da considerare. L'oliofrusto indica che il problema della 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.
Considerazioni Specifiche per la Competizione
Nel contesto racing, come nel campo dei Kart e con i motori P6 Minarelli, l'esperienza diretta porta a favorire il disco rotante. Tuttavia, i motori da kart moderni sono quasi tutti lamellari, indicando un'evoluzione delle prestazioni di questi ultimi. Per i mezzi con carter originali Piaggio, la loro semplicità può rendere i blocchi preparati più performanti di altri. In questi casi, la trasmissione è un punto ancora più importante del tipo di aspirazione, soprattutto dove interessa l'accelerazione e la ripresa piuttosto che l'allungo.
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Confronti Pratici e Sperimentazione
Per comprendere appieno le differenze, la sperimentazione diretta è fondamentale. L'idea di realizzare un semicarter a disco rotante per confrontare le due filosofie nella medesima condizione è un approccio pratico. Molti preparatori si dedicano alla sperimentazione casalinga, dalla fusione di carter allo sviluppo di lamelle personalizzate. La ricerca del materiale giusto, delle resine e dello spessore adeguato per le lamelle richiede innumerevoli prove e test sul banco, come nel caso di Gnani. Anche con un carter a disco rotante che presentava una perdita, il motore "andava bene lo stesso", seppur magro, dimostrando la resilienza e la complessità di questi sistemi.