Rubrica: Motorismo
Titolo o argomento: Incremento delle prestazioni del motore lasciando inalterata la cilindrata
Incrementare la coppia e la potenza di un motore ad elevate prestazioni, avendo importanti vincoli di cui tener conto, è senza dubbio un lavoro complicato (ma fattibile) specie se uno dei vincoli è rappresentato dall’impossibilità di variare la cilindrata. Questo significa che Automobili Lamborghini S.p.A., al fine di realizzare il nuovo motore L539 della Aventador, ha chiesto ai propri ingegneri di incrementare le prestazioni del motore L537 della Murcielago lasciando inalterata la cilindrata e lo schema V12 di 60°. Se il secondo vincolo non rappresenta affatto un problema, il primo comporta una gran mole di studi e prove. Il sistema più semplice per ottenere maggiore potenza e coppia da un motore a combustione interna, consiste senza dubbio nell’aumentare la cilindrata. Tale sistema però è ormai bandito dalle strategie di sviluppo perchè, neanche a dirlo, è anti-ecologico. Si punta quindi su altre direzioni di sviluppo. Direzioni che non rappresentano una concreta innovazione, perchè mature come la storia del motorismo, ma che rappresentano più un complesso lavoro di affinamento. Direzioni che stanno conoscendo un elevato grado di ricerca e perfezionamento di ogni minimo dettaglio, anche quello all’apparenza più insignificante, per spremere quanto di più possibile si possa avere da un 6,5 litri aspirato con schema 12 cilindri a V di 60° e regime di rotazione massimo attestato attorno agli 8000 giri al minuto. Analizziamo quindi, per passi semplificati, gli interventi che si sono operati in progettazione affinché il propulsore Lamborghini L537 6,5 litri V12-60° da 640 cavalli sbocciasse nel nuovo motore L539 6,5 litri V12-60° da 700 cavalli.
Variazione di Alesaggio e Corsa
Per mantenere la medesima cilindrata, nel passaggio dal motore L537 al motore L539, si è operato un incremento dell’alesaggio da Ø88 mm a Ø95 mm in concomitanza con una riduzione della corsa da 89 mm a 76,4 mm (il solo incremento dell’alesaggio avrebbe ovviamente comportato un aumento della cilindrata violando il primo vincolo imposto). Il motore da “quadro” è così diventato a “corsa corta” o “super quadro”. E’ chiaro che si tratta di una scelta ponderata di cui si sono oltremodo analizzati gli effetti globali e le conseguenze quali la riprogettazione degli organi che ne subiscono l’influenza. Le valvole ad esempio, trovando una superficie più ampia in camera di combustione, sono state riprogettate incrementando il diametro. Operazione che ha senso se anche i condotti di aspirazione/scarico vengono ridimensionati. Modificando però il dimensionamento di valvole e condotti si opera un cambiamento radicale nella “respirazione” del motore che richiede un nuovo profilo delle camme e quindi differenti leggi di apertura/chiusura delle valvole e differenti alzate. A sua volta tale operazione comporta un adeguamento della fasatura variabile e dell’elettronica in essa operante. Ma non solo. Aumentare l’alesaggio significa andare verso una riduzione del rapporto geometrico di compressione, cosa che agli effetti non succede riducendo la corsa; l’adeguamento del disegno di camera di combustione e del pistone, come vedremo, risulterà comunque necessario. Un lavorone che è durato circa tre anni.
E’ opportuno, inoltre, considerare tutta una serie di vantaggi che hanno reso più che corretto operare un aumento dell’alesaggio ed una riduzione della corsa, nel passaggio dal motore L537 al motore L539, piuttosto che il contrario. In primis la potenza del motore aumenta con il quadrato dell’alesaggio, viceversa, se si incrementa la corsa, la potenza cresce solo con un esponente di 0,5-0,6; grazie alla testa del cilindro più ampia, si ha la possibilità di incrementare il diametro delle valvole e posizionarle in modo migliore assieme alla candela; infine, nel complesso, il motore ha un peso minore (va sottolineato però che nel passaggio dal motore L537 al motore L539, la gran parte della riduzione del peso è dovuta ad una forte ottimizzazione degli accessori che, grazie ad un migliore e più ordinato posizionamento, ha permesso di risparmiare l’installazione di inutili staffe, piaste, viti, ecc.). D’altra parte però, nella scelta di un incremento di alesaggio, vi sono anche alcuni conseguenti svantaggi quali ad esempio una maggiore massa di valvole e pistoni.
Continua…
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