Valvole rotanti Bishop – Problematiche tecniche

Rubrica: Curiosità tecnica da corsa
Titolo o argomento: Valvole rotanti per ottimizzare i rendimenti dei motori 4 tempi
Prosegue dall’articolo: Valvole rotanti Bishop per motori V10 di F1

Come abbiamo preannunciato nel precedente articolo, le valvole rotanti presentano numerosi vantaggi ma, inevitabilmente, anche alcuni svantaggi. Il problema delle dilatazioni termiche di ogni valvola rotativa nel suo alloggio pone infatti dei limiti meccanici ben precisi. In passato si utilizzavano dei manicotti leggermente precaricati contro la superficie di ogni valvola per impedire il trafilaggio dell’olio lubrificante e dei gas. Tali manicotti però hanno manifestato importanti problemi in quanto non permettevano una distribuzione uniforme del velo d’olio tra la superficie della valvola ed il manicotto stesso. Questo fenomeno, combinato con la scarsa capacità di tali manicotti di ospitare distorsioni locali delle valvole rotative, ha portato ad elevati attriti e conseguenti (ed ovvi) grippaggi.

Valvole rotative per motori F1

Nel sistema BRV (Bishop Rotary Valve) il piccolo gioco radiale tra  il diametro esterno della valvola e la sua sede è progettato per garantire che qualsiasi distorsione termica o meccanica indotta sulla valvola non porti mai a contatti e quindi a grippaggi indesiderati.  Allo stesso tempo però il gioco radiale deve essere il più contenuto possibile per non compromettere la funzione di tenuta dei gas. Questo approccio è stato un successo immediato ed ha consentito un rapido sviluppo privo di problemi di attrito, lubrificazione e grippaggio. La disposizione degli elementi di tenuta per i gas è mostrata nella figura sotto. Essa si compone di due anelli di tenuta assiale e due guarnizioni circonferenziali adiacenti alla finestra; tali organi sono alloggiati nella testa della sede della valvola rotativa e precaricati contro la periferia della valvola stessa.

dettagli sede valvola rotativa bishop

Questi sigilli funzionano in modo simile alle fasce elastiche. A differenza dei tradizionali segmenti del pistone, tali organi di tenuta sono sottoposti ad una velocità costante di scorrimento e senza inversione di direzione per tutto il ciclo. Questa disposizione consente l’uso di finestre molto lunghe, un requisito essenziale per l’aspirazione di grandi portate di aria in motori ad elevate prestazioni. La lunghezza della finestra determina il tasso di apertura e chiusura della valvola e la zona di flusso completamente aperta.

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4 risposte a “Valvole rotanti Bishop – Problematiche tecniche”

  1. Ho letto e riletto quest’articolo. Ho trovato anche il brevetto americano su internet, ma c’è una cosa che non capisco. Le candele sarebbero laterali?
    E poi mi è sorta una domanda “strutturale”. Con un sistema del genere non sarebbe meglio fare la sede base delle valvole integrata nel monoblocco magari con testa piatta per poi fare i pistoni con camera Heron?

  2. Ciao Leonardo, purtroppo risposte di carattere progettuale non le posso fornire (come specificato sui Termini di utilizzo del blog).
    Per quanto riguarda le candele invece, non ho trovato schemi che ne mostrino il posizionamento esatto ma dubito che siano poste lateralmente, è più probabile che siano su un asse inclinato rispetto alla normale delle valvole.

  3. Comprendo per quel che riguarda il carattere progettuale della domanda precedente. Quei fori al lato della sede valvola sembrano fori per candele, ma hanno una posizione strana. Ma non voglio tediarti oltre. Tanto mi verranno altre domande in futuro 🙂 .
    Grazie ancora per la disponibilità

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