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L'Aspirazione
variabile di
Paolo
Barberi
I motori da competizione presentano una curva di potenza in cui i cavalli ottenibili dal motore sono messi sull'ordinata del diagramma, ed invece in ascissa del diagramma sono messi il regime di rotazione. Guardando un diagramma si può notare che la curva non è lineare ma presenta delle concavità, che vengono normalmente chiamati "buchi", che sono dovuti alle caratteristiche di fasatura della distribuzione e ai processi di alimentazione (si può notare che motori pari cilindrata, avranno comunque diagrammi diversi). Apportando delle lievi modifiche alla distribuzione e al numero di giri, la curva rimane pressoché uguale, anzi su questa curva esisterà un punto chiamato " di potenza nulla" in cui il motore avrà una potenza simile ( a livello quantitativo) a quella che possiede quando si trova al regime definito di "minimo", anche se il regime del motore è più elevato del regime di minimo. Questo punto è ottenuto con una normale regressione della curva , e rappresenta il fulcro in cui la curva ruota in senso antiorario in seguito ad un innalzamento di resa a parità di giri, oppure tenendo in considerazione una traslazione orizzontale lungo l'asse delle ascisse, in caso di apprezzabile aumento del regime massimo di potenza. Intervenendo su questo punto si può riequilibrare analiticamente i valori di potenza al mutare delle condizioni per rapide approssimazioni. quando si gareggiava con i motori turbo, la potenza massima variava linearmente con la pressione di sovralimentazione, quindi questo punto aveva un'importanza fondamentale. L'avvento degli aspirati ha complicato un po' le cose, infatti sono soggetti a leggi più complesse. In base alle considerazioni appena fatte e su alcune considerazioni fatte sulla p.m.e. (pressione media effettiva), sulla massima pressione di esplosione (che varia in base al rapporto di compressione), sulla velocità media della massa gassosa, si giunge alla stesura delle rappresentazione delle curve delle potenze dei motori 12, 10, 8 al variare del numero dei giri (i dati del diagramma
di figura 1 sono inerenti alla stagione del 1994).
Il suddetto diagramma è ottenuto da motori aventi geometria di aspirazione fissa, da questo diagramma e facilmente calcolabile il diagramma di coppia, infatti la coppia o momento torcente Mt di un determinata punto della curva della potenza è facilmente calcolabile con la seguente formula: 
E' facilmente intuibile dal diagramma che il 12 cilindri ai bassi-medi regimi è quello più sfavorito, nel contempo presenta una maggiore potenza agli alti regimi. Per colmare il buco di potenza ai bassi e medi regimi,ed aumentare la resa si penso ad una geometria variabile all'aspirazione, cioè si penso di studiare la risonanza all'interno dei tromboncini al variare del numero di giri; in poche parole si cercò di aver il massimo riempimento del condotto variandone la lunghezza. In poche parole la lunghezza dei tromboncini è variabile da un minimo agli alti regimi ad un massimo ai bassi regimi, in maniera progressiva, in modo che tale posizione è studiata in modo che ad un particolare regime rotazione si ha l'ottimizzazione della miscelazione del carburante con il flusso d'aria. Ovvero si tratta di un tubo di risonanza , che permette di sfruttare convenientemente le qualità del flusso d'aria al momento della miscelazione con il carburante iniettato. In un motore commerciale per ottenere un aumento di potenza e coppia ai bassi regimi basta utilizzare un condotto più lungo che permette di accentuare il riempimento, cosa inversa si fa agli alti regimi. Nel motore da competizione si vuole una resa del motore migliore in qualsiasi campo di utilizzo, quindi grazie all'aspirazione variabile la curva di potenza o di coppia che si ottiene, può essere considerata come l'interpolazione di tante curve ottenute con l'ottimizzazione di altrettante a geometrie fisse. La prima realizzazione in F1 e dovuta alla Ferrari con il motore 291 che debuttò nelle prove del GP del Messico del 1991, subito dopo la ferrari seguì questa strada anche la Honda con il 12V Ra 121E qualche gran premio dopo. I due sistemi erano molto diversi fra loro, il sistema Honda denominato VIS era un sistema che permetteva soltanto due posizioni della parte mobile del condotto, o tutto alzato o tutto abbassato in un solo range di giri. I due sistemi erano molto diversi fra loro, il sistema Honda denominato VIS era un sistema che permetteva soltanto due posizioni della parte mobile del condotto, o tutto alzato o tutto abbassato in un solo range di giri. I tecnici Honda notarono un notevole miglioramento, a prima approssimazione il valore ai bassi-medi regimi della coppia èra prossimo a quello di un V10 con aspirazione a geometria fissa. Il sistema Ferrari era un sistema molto più complesso infatti permetteva non solo 2 posizioni ma più posizioni intermedie fra il massimo e il minimo. Analizziamo ora dal punto di vista tecnologico, come è realizzato un sistema da aspirazione variabile, è formato da un attuatore idraulico od oleopneumatico ad alta pressione, fino ad una massimo di 30 atmosfere, con cilindretti e pistoncini e con almeno 2 valvole solenoidi di controllo del flusso. L'attuatore agisce su un sofisticato leveraggio, che aziona il "tromboncino mobile", ma può anche operare direttamente, con altri cilindretti e pistoncini, per le variazioni lineari del condotto. Dapprima gli schemi prevedevano 2 condotti separati con una diversa lunghezza (schema ancora molto utilizzato in quelle poche auto commerciali che prevedono l'aspirazione a geometria variabile), però lo schema più utilizzato nelle gare e quello del cosiddetto "cornetto telescopico, in cui si realizzano diverse posizioni intermedie.
L'evoluzione e la diffusione di questo sistema molto complesso si deve al sempre maggior impiego dell'elettronica sul motore, che riesce a gestire un sistema tanto complesso in base al numero di giri (controllo sulla posizione dell'acceleratore) e di altri parametri come la
temperatura dell'aria all'ingresso dell'airscope (la temperatura fa variare la densità dell'aria), più l'elettronica ha dato la possibilità di ottenere cicli operativi in pochi millesimi di secondo e quindi la possibilità di variare la lunghezza dei tromboncini in un tempo relativamente basso.
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