Arata

L’argomento riguardante gli impianti di scarico non è sicuramente dei più semplici, occorre un minimo di accenno a fenomeni “fisici” che cercheremo, di esporre in modo semplice, inoltre essendo molto vasto, onde “appesantire” troppo, lo divideremo in più parti.

Le prestazioni in un motore a combustone interna dipendono, in gran parte, dal rendimento volumentrico, ovvero dalla quantità di aria (e carburante) utilizzata durante un ciclo, tanto maggiore è la quantità di aria introdotta tanto maggiore è la quantità di energia del combustibile bruciato e di conseguenza la potenza sviluppata. in pratica, il rendimento volumentrico, esprime la quantità di carica (aria-carburante) che è possibile introdurre nel cilindro rispetto a quella che vi entrerebbe facendo routare l’albero motore a mano. A dispetto dell’ovvio, però, in questo articolo, benchè fortemente coinvolto, non ci interesseremo sul sistema di aspirazione, ma ci concentreremo sul sistema di scarico analizzando una serie di fenomeni in grado di influenzare, anche di molto, il rendimento volumetrico del motore.

Onde di pressione
La massa della carica e la sua diluizione con i gas combusti, sono le principali variabili che influenzano il rendimento volumetrico.
Nel momento in cui si apre la valvola di scarico, i gas prodotti dalla combustione lasciano il cilindro spontaneamente per via della forte pressione e dell’elevata temperatura, tranne la piccola porzione che viene poi spinta fuori dal pistone. Durante questa fase, però, si genera anche un’onda di pressione che si sposta nella stessa direzione dei gas di scarico ad una velocità prossima a quela del suono (~330 m/s). L’onda di pressione generata si propaga fino all’estremità aperta del tubo di scarico e sboccando in un ambiente a pressione costante uguale a quella del fluido indisturbato dell’ambiente esterno ritorna indietro trasformandosi in un’onda di depressione fino a raggiungere nuovamente il cilindro. Raggiunto il cilindro, se le valvole di scarico e aspirazioni si trovano nella fase di incrocio (sono entrambe aperte) la depressione contribuisce ad aspirare aria nel cilindro, dal condotto di aspirazione, ed eventualmente residui di gas combusti nel condotto di scarico (lavaggio).

Geometria dei condotti
Scegliendo le opportune geometrie dei condotti, è possibile, ad un determinato regime di rotazione, sfruttare efficacemente l’effetto delle onde di pressione. In pratica possiamo dedurre che più il tubo di scarico è lungo, più tempo impiegherà l’onda di pressione a tornare indietro, quindi in un tubo infinitamente lungo non si avrebbero fenomeni di riflessione delle onde, contrariamente, ad un tubo corto, in cui le variazioni di pressione saranno numerose.

Questi i concetti fondamentali sui quali baseremo l’analisi dei tipi di scarico adatti alle nostre amate bicilindriche. Quanto sopra esposto dovrebbe essere sufficiente per diradare oppure insinuarne dubbi sulla scelta di un sistema di scarico piuttosto che un’altro. =>