Valvole RAVE per raffinati motori 2 tempi

Rubrica: Tecnologia due tempi

Titolo o argomento: Il compito delle valvole RAVE nei motori 2 tempi raffinati

Iniziamo con il precisare che il termine RAVE significa: Rotax Automatically Variable Exaust. Le valvole RAVE presenti ad esempio sulle Aprilia RS 125 monocilindrica e Aprilia RS 250 bicilindrica hanno un compito ben preciso: parzializzare lo scarico.

I parzializzatori delle luci di scarico fanno sì che la stessa luce di scarico si comporti in modo variabile pur essendo ovviamente di diametro fisso. Questo è possibile grazie ad una sorta di serranda (posta davanti alla luce di scarico del cilindro) la cui altezza è regolabile per mezzo di un motore elettrico passo passo.

Il collegamento tra il motore passo passo e le valvole di scarico (una per ogni cilindro) avviene tramite cavi metallici; la centralina gestisce l’apertura delle valvole di scarico in base ai giri motore.

Ai bassi regimi le valvole di scarico RAVE sono abbassate lasciando alla luce di scarico di ogni cilindro uno spazio minimo per espellere i gas combusti. Ai medi regimi il sollevamento di questa sorta di saracinesche è parziale, oltre gli 8.000 giri al minuto l’apertura delle valvole di scarico è massima. Cambiando la dimensione della luce di scarico si varia il rapporto tra le luci di travaso e luce di scarico, in questo modo varia la depressione all’interno del cilindro favorendo o meno la quantità di carica introdotta.

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Valvole Rave

Vista dell’insieme motore-carburatori-valvole rave del motore che equipaggia l’Aprilia RS 250

1) Registri dei cavi sui carburatori. 2) Registro del cavo pompa olio. 3) Registro del cavo del motorino attuatore. 4) Registro del cavo dell’acceleratore. 5) Registri dei cavi della valvola di scarico del cilindro sinistro. 6) Registri dei cavi della valvola di scarico del cilindro destro.

Pistoni Aprilia RSW 250 HARADA

Rubrica: Tecnologia due tempi
Titolo o argomento: La tecnica dei pistoni dell’Aprilia RSW 250 GP

Tre differenti evoluzioni di pistoni

illustrati e spiegati per i più appassionati

Nelle foto sotto potete osservare 3 differenti tipi di pistoni della Aprilia RSW che utilizzò Harada ai tempi in cui correva nella classe 250 -attenzione: non sono uguali a… sono proprio i suoi- apparentemente sembrano tutti uguali, in realtà si tratta di 3 pistoni che hanno avuto 3 differenti rese in pista. Precisiamo che la RSW 250 è ovviamente una bicilindrica ma nelle foto vediamo un solo pistone per tipo per semplicità.

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Raccolta dati

Innanzitutto circa il primo pistone (pistone A, foto sopra) notiamo che sul mantello vi è scritto che è un pistone della 250 (in questo caso quello che va nel cilidro inferiore) che ha girato nelle Prove Libere in Catalunya (Spagna) per 30 giri. Anche per i meno esperti è visibile ad occhio nudo la notevole usura cui è stato soggetto in soli 30 giri. Questo dovrebbe già aiutare il lettore a comprendere quanto siano spinti tali motori… Inoltre l’esigenza di scrivere non appena smontato, cosa abbia fatto quel pistone, ha un motivo di primaria importanza:

tornando a casa dopo la gara è possibile studiare le cause di errori di messa a punto o, perchè no, le ragioni di ottimi risultati imprevisti. Sfogliando le tabelle inerenti le carburazioni del week end si possono osservare gli effetti di ogni caburazione sulla vita del pistone. Si può tornare alla radice di rotture (molto rare) di un motore 2 tempi o di perdite prestazionali precoci.

Rapporto geometrico di compressione elevatissimo

Nella seconda foto in alto (cielo pistone A) è messo in evidenza il cielo del pistone, ossia la parte superiore che va a sfiorare la camera di scoppio ad ogni ciclo. Notiamo come in soli 30 giri la superficie sia diventata molto più rugosa di quanto dovrebbe e addirittura danneggiata come se fosse stata grattata: si tratta della detonazione anulare. Tale fenomeno, considerato un’anomalia nei motori stradali, è invece all’ordine del giorno in motori che girano con rapporti geometrici di compressione pari a 18:1. Si tratta di valori elevatissimi per i quali non è sufficiente una carburazione un pò più grassa per permettere al motore di funzionare meglio. Il compito del pistone è di resitere almeno per la durata della gara. E’ fondamentale che i materiali utilizzati siano ottimi e che gli elementi di alligazione che formano la lega del pistone stesso incrementino le proprietà di tale organo. Ne conseguono costi molto più elevati rispetto a componenti stradali.

Una sola fascia per…

Passare da un motore di serie ad uno da competizione, può voler dire stravolgerlo completamente. La presenza di una sola fascia in simili motori è fondamentale per ridurre gli attriti e quindi le perdite organiche e favorire gli elevati regimi di rotazione. Meno attriti – meno perdite – maggiori rendimenti meccanici.

Fori ausiliari di passaggio olio

Nella terza foto in alto osserviamo che sono stati eseguiti 2 piccoli fori poco sotto l’unica fascia presente. Questi fori svolgono un importante compito. Si tratta di migliorare la lubrificazione del mantello del pistone. Durante l’ammissione, i vapori di miscela aria/benzina/olio oltre a risalire lungo i travasi, risalgono nella parte inferiore del pistone. I fori eseguiti permettono a tali vapori ad alto potere lubrificante di essere in parte distribuiti anche lungo la superficie di contatto pistone-cilindro. Sì è molto discusso in passato sull’utilità di questi fori. In principio erano i motoristi più ingegnosi a realizzarli da soli. Successivamente alcuni tipi di pistoni uscirono di fabbrica direttamente così. Nell’ultima foto in basso vediamo come il terzo pistone abbia dei fori più piccoli e di esecuzione più precisa.

Un mantello ridotto al minimo

Non è solo l’adozione di una singola fascia a garantire minori attriti possibili, bensì anche la forma stessa del pistone. Tecnica largamente adottata anche su strada, con diverse proporzioni, è quella di sagomare la parte inferiore dei pistoni in modo da ridurre la superficie di contatto pistone/cilindro e ridurre gli attriti. Questa lavorazione viene fatta ovviamente in fabbrica e solo su una porzione di pistone per garantire la corretta stabilità dello stesso lungo la sua corsa nel cilindro. Superfici esageratamente scarse portano ad oscillazioni anomale dei pistoni con conseguenti immediati grippaggi. Lo scopo degli ingegneri è di far durare il pistone almeno per l’intera durata della gara evitando cali di potenza specie negli ultimi giri.

Allegerire oltre ogni limite

Preparare una moto che andrà poi a vincere titoli su titoli in 125 e 250 (sto parlando ovviamente di Aprilia) non è cosa semplice. Si evolve ogni minimo dettaglio; anche i pistoni sono stati oggetto di sviluppi fantasiosi merito di tecnici appassionati. Nella prima e seconda foto (questa volta in basso) vediamo che sul pistone B sono stati praticati degli incavi che hanno il compito di allegerire le masse in moto alterno. Un pistone più leggero permette di incrementare il regime di rotazione (e quindi la velocità media del pistone stesso) offrendo esso minori inerzie e di conseguenza stressando meno albero motore, biella e cuscinetti. Anche incrementi di pochi grammi sono fondamentali.

Segni normali

Le rigature sono normali, all’ordine del giorno poiché i giochi utilizzati nel mondo delle corse sono più ampi per permettere al motore di essere pronto dopo rodaggi brevissimi. Su mezzi stradali è altresì fondamentale ridurre i giochi allo stretto necessario per garantire una buona durata del propulsore. In questo sono molto rigorosi i tedeschi ad esempio.

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