In un motore a 2 Tempi le luci di lavaggio sono quelle che trasferiscono la miscela dal carter al cilindro. Le dimensioni e la fasatura sono i due parametri che ne Influenzano quantitativamente il comportamento (leggasi la massa di aria che viene aspirata).
la qualità del lavaggio invece (leggasi quanta aria aspirata rimane nel cilindro rispetto a quella che può uscire direttamente nel cilindro), ha un comportamento un po’ più complesso, dovuto a come il flusso entra nel cilindro, all’orientamento delle luci di lavaggio, alla pressione allo scarico ecc.
Tuttavia, se aumenta la durata della fase di lavaggio generalmente si ha:
- un aumento della portata di aria aspirata;
- un abbassamento della temperatura dei gas di scarico. ad un aumento dell’aria aspirata una maggiore frazione sarà cortocircuitata verso lo scarico con conseguente abbassamento della temperatura dei gas.
i due fenomeni hanno comportamenti opposti: ad un aumento della portata di aria di potrebbe avere un aumento della potenza massima verso i regimi più alti, mentre ad un abbassamento della temperatura dei gas di scarico si può avere una velocità delle onde di pressione dei gas di scarico più bassa, il che la rende ottimizzata per un regime più basso. Non può essere quindi determinato a priori come si comporterà un motore se aumentiamo o riduciamo la fase di lavaggio, ma tutto dipende da come il motore è configurato.
si prenda ad esempio un motore a 2 tempi di un kart, lo IAME X30; sono reperibili in rete tutti i dati necessari per la simulazione e, mantenendo fermi tutti i dati geometrici dello stesso, si varierà soltanto l’angolo di durata della fase di lavaggio.
Confronto “al banco”
Si riporteranno soltanto i risultati della curva di potenza massima variando la fasatura da – a + gradi dell’angolo di manovella. il comportamento può essere suddiviso in due zone:
una parte a bassi rpm (da 8000 a 13000 rpm);
una parte ai più altri rpm (13.000-16.000).
Negli rpm più bassi si nota come all’aumentare della fase di lavaggio vi sia un peggioramento della potenza, viceversa se si riduce la durata i valori di potenza aumentano. questo ci dice che una durata maggiorata comporta sovradimensionamento ai bassi regimi.
Se invece si va a guardare la parte alta del motore (gli alti Rpm) si nota l’effetto inverso: più dura la fase di lavaggio più la potenza aumenta. questa indica che la fase di lavaggio agli alti rpm risulta sottodimensionata e un suo aumento comporta benefici. la scelta migliore quindi per la durata della fase di lavaggio è funzione dell’utilizzo del motore, per un uso intensivo agli alti regimi (ad esempio in piste molto veloci) si potrebbe affermare che una fasatura più lunga potrebbe dare qualche beneficio, mentre per una pista molto tecnica, potrebbe valere l’opposto. non esiste quindi una fasatura migliore in tutte le configurazioni.
Ora che la curva di potenza è stata costruita, si potrebbe quantificare in termini di accelerazione del kart, quanto può una configurazione essere migliore in un altra, simulando ad esempio una accelerazione da 8000 a 16000 rpm, oppure una da 8000 a 13000 e da 13000 a 16000, valutando quale è la migliore e in che test. per fare questo si simulerà l’intero kart con il suo peso, i suoi pneumatici e il suo rapporto di trasmissione.
Confronto su strada
Per valutare cosa succederebbe nella realtà è stata fatta una simulazione di una accelerazione dal numero di giri minimo fino al numero di giri massimo di un kart con le caratteristiche equivalenti a quelle di un X30 in condizione di marcia.
per l’accelerazione si è tenuto conto delle perdite di attrito dei pneumatici, delle resistenze aerodinamiche e della massa del veicolo. durante tutta l’accelerazione, come si nota nella figura di sotto, si è voluto valutare l’effetto delle modifiche finora discusse.
In ascissa del grafico c’è il tempo assoluto dell’accelerazione massima, mentre in ordinata ci sono la differenza in metre tra la configurazione con +2 (oppure con -2) rispetto alla configuyrazione standard: la configurazione con -2 gradi, mostrando una maggiore potenza ai bassi regimi, ha una accelerazione maggiore per cui si troverà leggermente avanti nella prima parte del test, mentre aumentando la velocità (e quindi il numero di giri) arriverà ad avere differenze sempre più basse fino ad avere negli ultimi 5 secondi una perdita rispetto alla configurazione standard. l’esatto opposto succede con un motore con +2 gradi: all’inizio della accelerazione si troverà leggermente indietro rispetto al motore standard, mentre alla fine avrà un valore leggermente migliore.
La conclusione di questo articolo è che tendenzialmente non c’è un valore assoluto migliore: c’è sempre un compromesso migliore in funzione dell’uso che si deve fare del motore: in una pista piu tecnica si potrà beneficiare di una fasatura leggermente diversa rispetto ad una pista molto veloce e quelle piccole differenze potranno garantire quel decimo di secondo o due che possono dare quel valore aggiunto richiesto.
P.S.
Questo articolo non vuole essere l’analisi definitiva su questo argomento, ma soltanto un esempio “qualitativo” di come possa variare il funzionamento di un motore 2 Tempi variando la durata della fase di lavaggio. Non provate a modificare quel motore, se lo avete, sulla base di questi grafici senza la mia cognizione di quello che state facendo. non è responsabilità mia di quello che voi fate sul vostro motore.
