Nello scorso articolo vi ho spiegato come si può migliorare il funzionamento di un motore regolando opportunamente anticipi e ritardi dell’apertura e della chiusura delle valvole. L’ottimizzazione del diagramma di distribuzione non può però essere considerata una vera e propria tecnica per aumentare le prestazioni di un motore, ma piuttosto una procedura da sempre svolta dalle case costruttrici per evitare di sprecare quello che già il propulsore dispone nella sua configurazione originale.
Su quali parametri bisogna allora intervenire per aumentare effettivamente la potenza?
Per rispondere a questa domanda è necessario conoscere l’espressione matematica della potenza. Vi risparmierò tutte le noiose e complicate dimostrazioni universitarie ma, per farvi entrare nell’ottica di come ragiona un ingegnere, non posso esimermi dall’utilizzare, almeno per questa volta, una formula.
L’espressione che lega la potenza effettivamente sprigionata da un motore ai suoi parametri è:
Dal punto di vista matematico aumentare la potenza Pe risulta molto semplice: è sufficiente aumentare i termini al numeratore (sopra la linea di frazione) e ridurre quelli che stanno a denominatore. Facile no? Beh, nella realtà non è tutto così semplice.
La cilindrata V e il numero di tempi τ non possono essere modificati se non cambiando direttamente il motore.
Il numero massimo di giri n (fratto 60 poichè si ragiona in minuti) non può essere aumentato troppo per non compromettere l’affidabilità del motore. Il parametro R, essendo la costante universale dei gas, non può in alcun modo essere modificato.
Dove si può intervenire allora?
Senza modificare fisicamente il motore si può agire a livello di carburante ed elettronica.
Un miglior carburante, come ad esempio la benzina super, ha un potere calorifico Hu maggiore e, grazie al più alto numero di ottani (la verde normale ne ha 95, la verde “plus” arriva a 98, la benzina da gara ne ha 102), ha anche il rendimento η migliore. In linea generale la qualità del combustibile è tanto più importante quanto più il motore è prestazionale.
A livello elettronico, invece, si possono regolare gli iniettori in modo da diminuire il rapporto di dosatura Δ.
In questo modo verrà iniettato più carburante all’interno del cilindro e la combustione sarà più violenta.
Qualora fosse presente, è poi possibile gestire elettronicamente la velocità di rotazione della turbina aumentando così la pressione Pi all’interno del cilindro. Quest’ultimo parametro è probabilmente quello più importante.
Se si è disposti a modificare fisicamente il motore pur di avere più potenza, allora in genere si opta per installare o maggiorare il turbocompressore. Si ottengono così pressioni e potenze decisamente maggiori rispetto ad un motore in cui la turbina è piccola o assente. Per i pochi temerari che sono giunti fino a questo punto, vi ricordo l’appuntamento di settimana prossima dove si parlerà più in dettaglio del funzionamento del turbocompressore.