Il pacco lamellare è un componente fondamentale nei motori a due tempi, in particolare nelle Vespa modificate per migliorare le prestazioni. In questa guida, esploreremo cos'è il pacco lamellare, come funziona, i suoi vantaggi e svantaggi rispetto alla valvola rotante, con un focus particolare sulle configurazioni monopetalo.
Cos'è e Come Funziona il Pacco Lamellare
Il pacco lamellare è situato tra il collettore d'aspirazione, quello che si collega al carburatore, e il cilindro. Esso è una valvola che gestisce l'ingresso della miscela aria/benzina all'interno del carter. Più precisamente, il pacco lamellare serve per evitare che la miscela che si trova nel carter pompa ritorni indietro nel collettore, invece di entrare nei travasi e poi nel cilindro durante il moto discendente del pistone.
Il pacco lamellare è costituito da un corpo in plastica o metallo e da lamelle, anche dette petali, che chiudono delle finestre. I piani di queste finestre sono in gomma o con la superficie riportata in gomma. A riposo, i petali sono in piano e chiudono i passaggi.
La valvola lamellare viene aperta dalla depressione che si crea all'interno del carter e del cilindro. Quando nel carter c’è depressione, ovvero quando il pistone sale, il lato a valle delle lamelle avrà una pressione inferiore a quella esterna, permettendo il passaggio di gas. Appena nel carter la pressione sale perché il pistone sta scendendo per travasare dal carter alla camera di scoppio, le lamelle si chiudono.
Col salire dei giri, la colonna dei gas che affluiscono nel motore acquista energia tale da avere sempre più "forza", superiore a quella interna ai carter, spingendo altra carica nel motore e aumentando quindi la durata della fase di aspirazione.
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Tipi di Pacchi Lamellari: Da Piani a Monopetalo
Esistono principalmente due forme di valvole lamellari: piane e a monopetalo/bipetalo. Le valvole piane sono molto usate negli scooter, solitamente con 1 o 2 petali. Il vantaggio di avere più petali è una sezione di passaggio maggiore. Ogni petalo, quando si apre, flette scoprendo la finestrella su cui è poggiata. Gli stopper, lamierini curvi, limitano l'apertura/flessione eccessiva del petalo.
Nei primi utilizzi dei motori lamellari, il pistone a PMI chiudeva completamente l’ammissione. La Yamaha scoprì che durante la fase di scarico-espansione, lo scarico creava nel cilindro una depressione tale che attraverso i travasi avrebbe potuto far riaprire le lamelle, facendo affluire altra carica. Decisero quindi di collegare il travaso frontescarico direttamente al vano subito a valle del pacco lamellare.
In seguito, nei motori con ammissione lamellare al cilindro, oltre al collegamento con il travaso frontescarico, ci sono due canali di collegamento dal vano aspirazione ai travasi laterali. Questo permette di sfruttare anche questi per migliorare il riempimento durante le aperture secondarie delle lamelle.
Il Pacco Monopetalo: Caratteristiche e Vantaggi
È opportuno modificare il proprio pacco lamellare per renderlo monopetalo, adottando lamelle del giusto spessore. Altre migliorie includono la riduzione del percorso della miscela per ottimizzare il flusso.
Il pacco monopetalo ha un'unica grande fessura che facilita la fluidodinamica, raccordando il più possibile il percorso del fluido verso la camera di manovella. La durezza della lamella è cruciale per erogare la giusta quantità di fluido nel carter e dipende da: Grandezza del carburatore, Volumetria interna del carter, Tipo di albero, Cilindrata.
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È importante rivedere la carburazione quando si cambiano le lamelle, poiché può variare, ingrassando o smagrendo.
pacco lamellare da bipetalo a monopetalo in carbonio
Confronto con la Valvola Rotante
Benchè sia una discussione complessa, proviamo a confrontare alcuni aspetti del pacco lamellare rispetto alla valvola rotante:
| Caratteristica | Pacco Lamellare | Valvola Rotante (Disco) |
|---|---|---|
| Fruibilità del motore | Molto più fruibile | Meno fruibile, erogazione brusca |
| Consumi | Consuma meno | Consuma di più |
| Rifiuto della miscela | Fa meno rifiuto | Fa più rifiuto |
| Potenza massima | Paga qualcosa in potenza massima | Spesso molto più potente |
| Range di potenza | Più ampio e gestibile | Limitato in un piccolo lasso di giri |
Nei motori da pista, i motori a valvola (o meglio a disco) spesso sono molto più potenti di quelli lamellari, ma la potenza massima è erogata in maniera brusca e limitata in un piccolo lasso di giri.
Ottimizzazione e Scelta delle Lamelle
La scelta delle lamelle è un aspetto critico per l'ottimizzazione delle prestazioni. 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, alla sezione del passaggio del pacco e alla risposta dello scarico. Va tenuto presente che il pacco lamellare non è solo una valvola, in quanto non esegue mai un'apertura continuativa col salire di giri come il disco rotante, ma si "adatta" al risuonare dello scarico e al transito di miscela in funzione dei giri.
Il trucco è trovare le lamelle del giusto materiale, giuste resine e giusto spessore. Una volta trovato il materiale dalle migliori prestazioni, come il carbonio, si tratta di trovare lo spessore con il regime di risonanza appena al di sopra del picco di potenza massima del motore. 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.
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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.
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. 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 Boyesen 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.
Un esempio di innovazione è il kit Pinasco PowerValve per Minarelli orizzontale. Questo kit è il frutto di lunghi test e include un doppio distanziale angolato di 4° che orienta il pacco lamellare verso il cilindro, migliorando il lavoro della lamella lato albero motore e incrementando il volume del carter pompa. Il pacco lamellare unico nel suo genere, interamente realizzato in alluminio e dotato di riporto in Viton, vanta maggiori dimensioni e superficie di apertura rispetto al pacco lamellare di serie (37 mm di larghezza) e un esclusivo deviaflussi interno di tipo laminare. Le lamelle sono in fibra di carbonio di qualità superiore, con spessore 0,30 mm. Il Pinasco PowerValve si monta senza nessuna modifica al carter motore, abbinandosi perfettamente a qualsiasi tipo di collettore di aspirazione o carburatore.
Manutenzione e Diagnosi dei Problemi
Per una manutenzione ottimale della lamella, si può sostituire lo stopper originale con una contropetalo a forma di cuspide o ritagliare lo stopper originale per non limitare l'apertura della lamella.
Prima di ordinare un pacco nuovo, è fondamentale effettuare alcuni controlli di base per diagnosticare eventuali problemi. Si possono cercare “sintomi pacco lamellare” ma spesso gli elenchi sono troppo generici. Un difetto comune è il minimo instabile o la presenza di vuoti ai bassi regimi o in prima apertura. È utile controllare se il carburatore è stato pulito bene, se è stata esclusa aria falsa o se si notano ritorni di miscela verso il carburatore o il filtro. Un controllo molto utile è quello di verificare le lamelle in controluce per accertarsi che chiudano perfettamente. Se l'obiettivo è solo risolvere un difetto, spesso è più sensato ripristinare bene l'impianto originale o sostituire i componenti realmente usurati.
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