Rapporto tra diametro valvola, alzata valvola e fattori correlati

Rubrica: Curiosità tecnica da corsa | Le domande dei lettori

Titolo o argomento: Rapporto tra diametro e alzata valvola
Rispondendo a: Alfista340
Rapporto tra alzata e diametro valvola

L’alzata della valvola è direttamente legata al diametro della valvola stessa. Generalmente in fase di progettazione si adottano alzate che corrispondono al 35% del diametro della valvola in questione, nel caso di motori a 2 valvole per cilindro, oppure che corrispondo al 30% del diametro della suddetta valvola nel caso di motori 4 valvole per cilindro. Questo vale sia per l’aspirazione che per lo scarico. Si tratta di un dato che generalmente non viene ricavato da una precisa formula ma che è stato ricavato in laboratorio per vie sperimentali adoperando un particolare strumento che si chiama flussometro (dal nome è già possibile immaginare di cosa si tratti).

Brevi cenni sulla relazione tra alzata valvola e rendimento volumetrico

Aumentando l’alzata della valvola effettivamente si aumenta leggermente il rendimento volumetrico ma, oltre un certo limite (che si verifica per l’appunto al flussometro) non si hanno più vantaggi e, anzi, si ha lo scompenso di dover realizzare appositi intagli sul cielo dei pistoni (questo sia per le maggiori alzate raggiunte sia per il maggiore incrocio* al punto morto superiore) per evitare collisioni pistone-valvole. Questi intagli generano due tipi di svantaggi: peggiorano la combustione (strettamente legata al rendimento termico) e peggiorano la pulizia della camera di combustione.

Relazione tra alzata valvole e molle valvole

Da un punto di vista “organico” aumentare l’alzata delle valvole genera uno stress non indifferente nelle molle delle valvole stesse con la conseguenza che si devono usare molle con un carico maggiore. Questo ci “regala” maggiori perdite meccaniche oltre ad una lunga serie di inconvenienti legati alla struttura delle molle delle valvole che è inutile citare. Nel bilancio quindi si può verificare una perdita meccanica tale da non giustificare la scelta di una maggiore alzata e quindi il relativo miglioramento del rendimento volumetrico.

Brevi cenni sulla relazione tra alzata valvole e fasatura

Riguardo al legame tra l’alzata delle valvole e la fasatura è necessario sottolineare che, in caso si desideri arrivare a fasature particolarmente lunghe e spinte, bisogna allungare le rampe di alzata** onde evitare accelerazioni eccessive non sopportate dalle molle delle valvole. Per permettere al motore di “respirare” correttamente però si è obbligati ad aumentare ulteriormente l’alzata delle valvole ed il diametro dei condotti. Inutile dire che ciò porta un enorme svantaggio ai bassi regimi di rotazione in cui il motore non riesce ad “esprimersi”.

V-tech

Il sistema V-tech di Honda è una soluzione eccellente ai problemi sopra citati in quanto, seppur con un sistema molto complesso, genera una differenza sia di fasatura sia di alzata valvole tra i bassi, medi ed alti regimi adeguando così la respirazione del motore ad ogni situazione e permettendo di raggiungere la tanto agognata potenza specifica di oltre 120 cavalli litro su un motore aspirato…

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Calcolo diametro valvola asp. su motori 2 valvole per cilindro
Calcolo diametro valvola asp. su motori 4 valvole per cilindro
Calcolo diametro valvole di scarico

Note

*L’incrocio è quell’intervallo in cui le valvole di aspirazione e scarico sono contemporaneamente aperte.

**Allungare la rampa di alzata significa far alzare completamente la valvola lungo una durata in gradi di rotazione dell’albero motore maggiore. In soldoni evitare di alzare la valvola tutto d’un botto con un’accelerazione logorante per gli organi meccanici interessati.