17 novembre 2017

MotoGP Tech: tra "screamer" e "big bang"

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Da anni in MotoGP gli ingegneri si concentrano sul miglioramento della trazione e dell’erogazione ai bassi regimi a discapito della potenza massima. Il lavoro sulle fasature di scoppio è diventato quindi fondamentale. Approfondiamo il tema con il supporto dell’ing. Giulio Bernardelle e di una animazione 3D sviluppata in collaborazione con la Vandone Film

Risale oramai agli anni '90 lo sforzo delle case costruttrici per migliorare l’erogazione dei motori da corsa. Dai 2 tempi delle 500 ai moderni 4 tempi 1000 della MotoGP la ricerca non si è mai fermata. Una delle aree di intervento degli ingegneri è quella della gestione dell’ordine delle accessioni della miscela di aria-benzina nei cilindri (fasatura degli scoppi).

Screamer, il motore che “urla” (motore a scoppi regolari)

In un motore a quattro tempi, le quattro fasi utili (aspirazione, compressione, scoppio, scarico) avvengono in due giri completi dell'albero motore (in un angolo quindi di 720 gradi).
In genere un motore 4 cilindri in linea (ovviamente a 4 tempi) ha un ordine degli scoppi regolari, cioè la fase di scoppio nei cilindri avviene alla stessa distanza.
Questa configurazione (regolare) è conosciuta come "screamer", per il classico "urlo" che il motore emette in accelerazione.

Vantaggi fasatura “Screamer”:
· Minori vibrazioni
· Maggior potenza massima
· Albero motore più leggero

Svantaggi fasatura “Screamer”:
· Erogazione della potenza più appuntita e meno facile da gestire per il pilota
· Minor trazione

Il Big Bang (motore a scoppi irregolari)

I costruttori sono intervenuti sulla fasatura degli scoppi, avvicinandoli, tanto che oggi sono così ravvicinati da sembrare quasi uno scoppio unico (da qui il "big bang", non gridano ma fanno un botto…).
A differenza dello screamer che genera fasi utili in tutto il ciclo (quindi in 2 giri dell’albero motore), nel big bang le fasi utili si concentrano solo nella prima metà (primo giro dell'albero motore), mentre nella seconda metà non vi sono fasi utili (è qui che la ruota posteriore “riposa”).
In questo modo il motore eroga la potenza in maniera pulsante (alternando “spinta e riposo”) dando più grip alla ruota posteriore, per poi farla "riposare" durante la pausa del motore.

Vantaggi fasatura “Big Bang”:
· Il pilota è più facilitato a gestire l’erogazione della potenza con l’acceleratore
· Trazione migliore

Svantaggi fasatura “Big Bang”:
· Maggiori vibrazioni
· Minor potenza massima
· Necessità di avere un albero motore più pesante

I V4: “irregolari” per natura

Un motore V4, così come viene costruito per la MotoGP, e cioè con l’albero motore con bielle a due a due affiancate su un unico perno di manovella, non potrà mai avere una fasatura perfetta. E’, quindi, naturalmente irregolare.
Ducati è stata la prima a studiare una fasatura del suo V4 ancora più irregolare, arrivando addirittura al cosiddetto “twin-pulse” che prevedeva che gli scoppi fossero coincidenti a due e due. La fasatura “Big Bang” dei V4 attuali prevede che i due perni di manovella siano fasati ad un angolo che sta tra i 70° circa (Ducati) ed i 180° (Honda). La fasatura definita impropriamente “screamer” di un V4 MotoGP prevede i due perni di manovella fasati a 360°; è probabilmente questa la fasatura dell’Honda 2016, poi abbandonata.

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