MotoGP | Come lavorano le valvole in un motore ad alte prestazioni?

MotoGP – Tanti segreti si nascondono dentro le carene delle moto del Motomondiale, alcuni sono solo piccoli accorgimenti, altri, invece, sono vere rivoluzioni che hanno cambiato non solo le competizioni, ma anche la vita di milioni di motociclisti.

Oltre alle ‘invenzioni’ presenti in MotoGP, la case prendono spunto da altri settori, come quello automobilistico per esempio, e cercano di adattarlo alle due ruote. Questo è il caso delle valvole pneumatiche, che andremo a scoprire anche grazie al contributo di Box Repsol.

Per vincere le gare serve potenza, ovviamente da sola non basta, ma avere un motore che ‘spinge’ più di quello della concorrenza è sempre un bene. Ci sono diversi modi per ottenere più cavalleria, ma per motivi regolamentari la maggior parte delle case costruttrici è andata ad intervenire sulla velocità di rotazione del motore, arrivando a regimi incredibili su motori 4 tempi.

Con velocità di rotazioni così alte servono valvole in grado di aprirsi e chiudersi velocemente, basti pensare che a 17.000 giri ogni valvola si apre e chiude 140 volta al secondo. A queste velocità le classiche molle che, solitamente richiamano le valvole, non hanno il tempo di espandersi prima che torni la camma ad abbassare nuovamente la valvola, questo fenomeno si chiama sfarfallio.

Considerando quindi i regimi di rotazioni e le accelerazioni che devono subire tali componenti meccanici ci sono diversi modi per risolvere il problema dello sfarfallio. E’ possibile utilizzare molle più rigide o molle doppie o triple, ma questo sistema ha l’inconveniente di avere un ‘attrito’ importante che riduce il rendimento del motore. Un altro sistema sviluppato da Ducati è la distribuzione desmodromica, un sistema meccanico a due bilancieri che non utilizza ne molle ne sistemi pneumatici. Il sistema, chiamato Desmo, permette regimi di rotazione più alti rispetto alla molla e garantisce prestazioni migliori con minori attriti, ma è un sistema complesso e costoso da realizzare e che se non progettato e realizzato a regola d’arte può soffrire del fenomeno della chiusura imperfetta. Un sistema alternativo, utilizzato in MotoGP, è quello delle valvole pneumatiche, o meglio, valvole a chiusura pneumatica.

Nell’ultimo caso l’apertura è sempre regolata dalla camma che spinge verso il basso la valvola, mentre la chiusura è regolata da un sistema pneumatico. Come funzionano? In sostanza, cercando di spiegare in maniera semplice, la molla viene sostituita da un piccolo pistoncino collegato allo stelo della valvola e risiede in una camera a tenuta stagna contenente aria secca o azoto. Quando la camma abbassa la punteria il volume si riduce, facendo aumentare la pressione all’interno della camera. Una volta conclusa la fase con la valvola abbassata, il gas andrà nuovamente ad espandersi, con un rapporto circa pari a quello di compressione, facendo alzare il pistoncino e quindi la valvola, che a sua volta chiuderà il condotto di aspirazione o scarico.

Questo sistema quindi permette di avere regimi di rotazioni più alti rispetto a quello a molla, avrà una minore dissipazione e un maggiore rendimento nonché una minore inerzia, ma il problema è dato dalla tenuta della camera. Nelle moto da competizioni equipaggiate con questo sistema non sono infatti presenti compressori, ma un solo ‘piccolo’ serbatoio che va a compensare i trafilaggi, ma in caso di eccessiva perdita i sistemi elettronici spengono il motore per evitare danni.

Questo sistema è stato introdotto nelle competizioni negli anni ’80 da Renault, per la precisione sulla 1.500 turbo di Formula Uno. Sulle due ruote il sistema fu utilizzato per la prima volta dall’Aprilia con la RS cube nel 2002. La Honda ci arrivò qualche anno dopo, esattamente nel Gp d’Italia nel 2008 e da allora il sistema è montato su tutti i motori Honda in MotoGP.

Sui veicoli di tutti i giorni è difficile da attuare questo sistema. Ad esempio la moto non potrebbe stare ferma troppo a lungo perché la camera d’aria, per quanto sia a tenuta, ha dei piccoli trafilaggi che possono compromettere il funzionamento del sistema. In MotoGP per evitare questo problema le moto vengono trasportate in contenitori speciali pressurizzati.

Foto:Box Repsol