Articoli Tecnici per capire meglio tanti aspetti fondamentali di motore, gomme e telaio nel motorsport

CARBURATORE e CARBURAZIONE

Carburatore e Carburazione - Spiegazione Tecnica
Il carburatore è ancora oggi il sistema di alimentazione più diffuso nelle principali competizioni con motori a 2 tempi (kart, scooter, minimoto, cross, ecc.) e la sua messa a punto in campo racing riveste un’importanza fondamentale in quanto la carburazione influenza in maniera significativa l’andamento della combustione e le temperature che si hanno sia in camera di combustione, sia allo scarico, e quindi i rendimenti indicato e di intrappolamento.

La difficoltà del carburatore sta nel dover fornire la giusta quantità di benzina in ogni condizione di funzionamento del motore,  quindi per ogni posizione dell’acceleratore e per ogni regime di utilizzo. In campo racing questo diviene ancora più importante perché la prestazione non la si fa solo a pieno carico in rettilineo, ma nasce in ogni punto della pista, quindi in uscita di curva, o dove si deve parzializzare, o quando vi sono rapide accelerazioni, ecc., e il non essere a punto in una di queste fasi inevitabilmente influenzerà negativamente anche le altre.

Per questo motivo i carburatori si sono evoluti sempre di più nel corso del tempo e il numero di elementi di taratura è divenuto sempre più ampio al fine di poter rispondere al meglio in ogni situazione.

Dellorto PHBG19 Racing - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project Keihin PWK38 - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project Dellorto PHBN14- Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project Dellorto VHSB34 - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project
Mikuni TMX38 - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project Dellorto VHSH30 - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project Dellorto PHBG19 - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project Dellorto VHST28 - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project

Prendendo per esempio i carburatori più utilizzati nelle diverse categorie possiamo contare i seguenti elementi di taratura:

TAGLIO VALVOLA GAS
Valvola Gas - Elemento di taratura - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project
GETTO DEL MINIMO
Elemento di Taratura - Elemento di taratura - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project
MINIMO EMULSIONATORE
POLVERIZZATORE
Polverizzatore - Elemento di taratura - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project
GETTO DEL MASSIMO
Getto del Massimo - Elemento di taratura - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project
SPILLO CONICO
Spillo Conico - Elemento di taratura - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project
POSIZIONE SPILLO
Tacca Spillo - Elemento di taratura - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project
GALLEGGIANTE
Peso Galleggiante - Elemento di taratura - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project
SPILLO GALLEGGIANTE
Spillo Galleggiante - Elemento di taratura - Carburatore e Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project

Ognuno di questi elementi ha la sua specifica funzione che interviene o meno nelle diverse condizioni di funzionamento.

Con così tanti elementi da gestire, giungere ad una taratura globalmente ottimale è sempre stata un’impresa ostica ed i meccanici veramente capaci di intervenire in maniera efficace sono piuttosto rari; questo è assolutamente comprensibile perché si deve tener conto di più fattori, in primo luogo il motore a cui è applicato il carburatore, poi le condizioni di carico in cui lavora, che dipendono da pista a pista e da pilota a pilota e ultimo, ma non ultimo, le condizioni atmosferiche, infatti quest’ultime, oltre a modificare la risposta del carburatore, modificano le condizioni di lavoro del motore, pertanto niente di più facile che la tanto agoniata taratura ottimale trovata la settimana prima, non ne voglia più sapere di andar bene quella dopo!

Motori 2 tempi Kart - Scooter - Minimoto - Cross - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Filtri e Silenziatori di Aspirazione Kart - Scooter - Minimoto - Cross - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Circuiti e Pistei Kart - Scooter - Minimoto - Cross - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project 

La dimostrazione della complessità della cosa potete vederla girando qua e là in internet, troverete centinaia di tarature diverse per lo stesso motore, consigli opposti per risolvere lo stesso problema, teorie  o formule che da fenomenali diventano in un lampo disastrose, e così via.

In realtà il carburatore lavora grazie a fenomeni fluidodinamici noti, ma la difficoltà sta nella molteplicità e nella contemporaneità dei fattori in gioco e quindi solo attraverso uno studio dettagliato di ogni singolo elemento e dei fenomenti nel suo complesso si può giungere ad una reale comprensione delle cose e poter quindi modificare gli elementi di taratura nella maniera ottimale per raggiungere lo scopo desiderato.

I manuali o le formule che si  possono trovare in rete o in bibliografia, ovviamente e giustamente tendono a semplificare le cose per consentire al lettore di comprendere, o per ottenere facilmente qualche risultato, ma questo può essere utile in linea generale e per messe a punto in ambito stradale, ma quando si passa all’ambito racing, il più o meno, spesso è la differenza tra vincere o perdere!

In questo articolo vogliamo darvi un breve cenno sui fenomeni in gioco e sugli elementi di taratura che intervengono sugli stessi.
 
DEPRESSIONE NEL CARBURATORE DURANTE IL CICLO MOTORE
Come è noto a tutti il funzionamento del carburatore è determinato dalla depressione che si crea nel condotto durante la fase di aspirazione del motore. L’entità di questa depressione dipende dal motore nel suo complesso, ma anche dagli elementi esterni ad esso, quali ad esempio il pacco lamellare o il filtro a monte del carburatore. E’ ovvio quindi che ogni motore ed ogni condizione di funzionamento determineranno una depressione differente all’interno del condotto.
 
Questa depressione è quella che comanda l’afflusso di benzina attraverso i circuiti del carburatore.
Entrando nello specifico la depressione che effettivamente interviene è quella nella zone in corrispondenza dei fori di uscita dei circuiti del carburatore nel condotto (polverizzatore e fori di minimo e progressione).

Andamento flusso nel Venturi con farfalla aperta al 50% - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project 

E’ chiaro quindi che trattandosi di una depressione localizzata, questa, oltre a dipendere dalla richiesta del motore, è influenzata dalle condizioni di passaggio del flusso in queste zone.
Si possono avere quindi due elementi di taratura che modificano l’entità della depressione nelle zone di interesse:

1. FORMA e TAGLIO DELLA VALVOLA GAS

Valvola Gas VHSH - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Valvola Gas PHBG - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Valvola Gas VHSB - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Valvola Gas PHBG - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project 
Andamento flusso nel Venturi con farfalla aperta al 25% - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Andamento flusso nel Venturi con farfalla aperta al 25% - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project 
Andamento flusso nel Venturi con farfalla aperta al 50% - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Andamento flusso nel Venturi con farfalla aperta al 75% - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project 

2. DIMENSIONI e FORMA UGELLO PORTA POLVERIZZATORE

Ugello Porta Polverizzatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Ugello Porta Polverizzatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Ugello Porta Polverizzatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project   Ugello Porta Polverizzatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Ugello Porta Polverizzatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project

Andamento flusso nel Venturi con farfalla aperta al 25% - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Andamento flusso nel Venturi con farfalla aperta al 25% e Ugello Polverizzatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project 
Andamento flusso nel Venturi con farfalla aperta al 50% - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Andamento flusso nel Venturi con farfalla aperta al 50% e Ugello Polverizzatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project 

Le immagini mostrano come le condizioni di flusso nelle zone di interesse si modifichino non solo al variare della posizione dell’acceleratore, ma anche in funziona della forma della valvola gas e dell’ugello porta-polverizzatore, pertanto la depressione localizzata non dipende solo dalla semplice area geometrica attraversata dal flusso, ma anche delle perdite di carico che si creano per le caratteristiche di questi elementi.

FLUSSO DI BENZINA PER EFFETTO DELLA DEPRESSIONE
 
I carburatori attualmente più utilizzati presentano due circuiti per far affluire benzina nel condotto del carburatore e quindi al motore:
 
1. CIRCUITO del MINIMO e di PROGRESSIONE
2. CIRCUITO del MASSIMO
 
Entrambi i circuiti sono comandati dalla pressione atmosferica a monte, e dalla pressione che si ha in corrispondenza dei punti a cui giungono i circuiti nel condotto del carburatore (depressione localizzata di cui si parlava sopra).
 
Fissate le condizioni di pressione a monte e a valle dei circuiti la quantità di benzina che passa attraverso essi e giunge nel “venturi” del carburatore dipende dalle perdite di carico che il flusso incontra e questa è determinata dagli elementi di taratura.

Nel circuito del minimo l’elemento di taratura che regola l’afflusso di benzina è il getto del minimo, questo può essere semplice, oppure emulsionatore, oppure, come accade nel dellorto vhsh30, essere costituito da due getti posti in serie, uno semplice ed uno emulsionatore.
 
Solitamente i getti vengono identificati dal diametro del foro calibrato, ma oltre a questo sono molto importanti la forma e le dimensioni interne del getto nel suo complesso, in quanto da esse dipendono le perdite di carico che il flusso avrà nel attraversarli. Non è raro quindi verificare che due getti di forma differente, pur avendo lo stesso diametro, offrano prestazioni diverse.
 
Nel circuito del minimo solitamente il condotto percorso dalla benzina, ad un certo punto viene intersecato da un altro condotto alimentato da aria, questo oltre ad avere la funzione di polverizzare la benzina, può modificarne più o meno il passaggio, pertanto le caratteristiche del condotto aria possono divenire elemento di taratura grazie alla presenza di una vite che regola il passaggio dell’aria stessa.

CIRCUITO del MINIMO e di PROGRESSIONE
Schema circuito del minimo e di progressione carburatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project

Nel circuito del massimo invece solitamente gli elementi di taratura principali sono il getto del massimo e l’accoppiamento polverizzatore – spillo conico. 

Geometrie Getti del Massimo - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project

Per ciò che concerne il getto del massimo, vale quanto detto per il getto del minimo e cioè che oltre al suo diametro, sono importanti la forma e le dimensioni, invece per l’accoppiamento polverizzatore – spillo conico il discorso è più complesso e quindi vale la pena valutarlo nello specifico.
 

CIRCUITO del MASSIMO
Schema circuito del massimo carburatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project
Il polverizzatore è solitamente identificato dal diametro della sezione di gola al suo interno, mentre lo spillo conico da una sigla a cui corrispondono specifiche misure per la sua geometria.  

Trattandosi di elementi accoppiati le perdite di carico che il flusso incontra nell’attraversarli dipendono dalle intere geometrie dei due elementi e non solo dalla sezione minima di passaggio che determinano, quindi la forma e le dimensioni dello spillo conico oltre a determinare la sezione minima di passaggio al variare dell’apertura dell’acceleratore, influenzano in maniera significativa le perdite di carico dell’intero circuito del massimo.

Per questo motivo il getto del massimo necessario per ottenere una determinata carburazione è sempre legato alle caratteristiche del polverizzatore e dello spillo conico che si stanno utilizzando in combinazione.
Questo lo si può facilmente constatare in quanto spesso capita che cambiando lo spillo conico, il getto del massimo debba essere modificato drasticamente per ottenere nuovamente l'adeguata carburazione.
Zone di Turbolenza in diverse posizioni accoppiamento Spillo Conico Polverizzatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project  Andamento flusso in diverse posizioni accoppiamento Spillo Conico Polverizzatore - Carburazione - Articolo Tecnico by NT-Project 
 
Ovviamente ognuno degli elementi trattati richiederebbe un articolo specifico di approfondimento, comunque già da quanto visto sinora appare chiaro che anche se i principi di funzionamento del carburatore sono noti e chiari, ogni specifico carburatore ed ogni specifico elemento di taratura presentano caratteristiche che devono essere studiate nel dettaglio in quanto i comportamenti fluidodinamici e quindi le carburazioni che ne derivano possono variare sostanzialmente da caso a caso, non solo per le loro dimensioni, ma anche per le forme e le geometrie che presentano.

LINK UTILI
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