L’aspirazione a disco rotante

L’ascesa irrefrenabile del motore 2 tempi nel mondo delle competizioni, soprattutto motociclistiche, si ebbe negli anni ’50 quando Walter Kaaden della MZ riuscì a realizzare uno stratagemma meccanico per ottenere un diagramma di aspirazione asimmetrico rispetto al movimento del pistone in abbinamento ad uno strano tubo di scarico che sfruttava le onde per fornire al motore una sorta di sovralimentazione e migliorarne il rendimento volumetrico. Parliamo del disco rotante e dello scarico ad espansione. Dell’ultimo ne abbiamo disquisito a fondo negli ultimi numeri di Vroom, quindi ci è venuto naturale pensare di dedicare qualche pagina all’aspirazione a disco rotante, per anni protagonista anche nel nostro sport e poi accantonata per una serie di ragioni politiche e commerciali che con la tecnica hanno poco a che fare. Mentre compilavo le schede tecniche dei motori dell’ultima omologa ho notato che, in pratica, le uniche differenze ormai sono a livello di interasse della biella e inclinazione cilindro in quanto sono tutti 5 travasi con scarico ellittico e booster supplementari secondo lo schema Rotax/Honda, alesaggio e corsa 54x54mm e aspirazione lamellare nel carter con pacco orizzontale. La differenza, con tutti i limiti dovuti ad un regolamento estremamente restrittivo, la fa soprattutto il preparatore e la Casa che riesce a fornire un motore robusto, fluidodinamicamente evoluto e meccanicamente perfetto. L’ultimo propulsore che ha proposto una soluzione diversa è stato il Maxter MXV con pacco lamellare verticale, che in pratica nessuno ha sviluppato anche se personalmente scommetterei che su alcune piste molto veloci avrebbe potuto dire la sua. La parola d’ordine oggi, però, è non rischiare. Fare il motore originale a tutti i costi e poi ritrovarsi con 50 pezzi in casa invenduti è un attimo, così come è un attimo ritrovarsi a chiudere baracca e burattini… 

La morte del “valvola”
A decretare la fine del “valvola” sono state una serie di fattori contingenti, più politici e commerciali che tecnici. Il primo fu la grande evoluzione dei motori lamellari che, sia nella classe 100 che nella 125, raggiunsero presto prestazioni simili a quelle dei valvola rotante, con un leggero vantaggio in allungo in fuorigiri a scapito di un’erogazione meno bruciante nelle riaperture e una potenza massima leggermente inferiore (a parità di carburatore, 30 mm, la differenza era di circa 1-1,5 Cv a favore del valvola). Ciò che mise la parola fine a questa lunga epopea, però, fu l’accordo tra i costruttori e la CIK per eliminare questa soluzione per dimezzare i costi di sviluppo. In pratica furono tutti contenti, soprattutto oggi a fronte di una situazione economica non propriamente florida e un karting nazionale, quello che poi fa lavorare tutta la filiera, che galleggia a fatica. C’è poi anche un discorso di convenienza: un disco in carbonio, col giusto trattamento del coperchio, durava 300 litri. Tutti sapevano quale erano i 2/3 diagrammi che andavano (e tutti avevano le 2/3 valvole necessarie) e c’era poco da vendere. Col lamellare, c’è più materiale di consumo da smerciare, più cose nuove da provare, più soldi che girano… Parlare di un ritorno al valvola oggi è quindi quanto di più antieconomico e commercialmente sbagliato si possa fare. Però… è anche vero che soprattutto la KZ1 soffre questa sovrapposizione tecnica eccessiva con la KZ2 (e di questo bisognerebbe parlarne seriamente, magari liberalizzando in parte il regolamento in termini di preparazione e numeri di omologazione). Quello che però tutti ci chiediamo è come sarebbe oggi un valvola del 21° secolo, come si sarebbe evoluto. E questo è un discorso che non costa niente fare nel suo fascino e interesse tecnico.

La tecnica del “valvola”
L’aspirazione controllata da disco rotante fu, come detto, la soluzione più logica da apportare ad un 2 tempi per superare lo scoglio della fasatura obbligatoriamente simmetrica nei motori dotati di aspirazione controllata dal pistone. In sostanza, se si hanno 150° di durata della fase di aspirazione su un piston port, questi si dividono esattamente in due fasi di 75° suddivise prima e dopo il PMS. Ciò significa che se si vuole anticipare, si deve anche ritardare e viceversa. Il problema diventa che, volendo anticipare l’aspirazione, si ha anche un forte ritardo e, di conseguenza, il motore avrà un arco di utilizzo ristretto e penalizzante nella guida. Il disco rotante, invece, permette di svincolare completamente la fase di aspirazione dal movimento del pistone: c’è una porzione di disco calettata sull’albero motore che, scoprendo il condotto di aspirazione, determina la legge di apertura della valvola: si può scegliere quanto anticipare e quanto ritardare a proprio piacimento. Il bello, e il brutto allo stesso tempo, è che quella fase imposta dalla geometria del disco rimane inalterata al salire dei giri. Ogni preparatore disponeva di più dischi, fasati per ogni esigenza: maggiore accelerazione, maggiore allungo, ecc… In sostanza, il massimo sarebbe poter abbinare l’anticipo del valvola, non ottenibile con una soluzione come l’aspirazione lamellare (in parte ci si è riusciti sfruttando le risonanze della marmitta a espansione e particolari conformazioni del carter), con il ritardo variabile del lamelle. Uno studio di questo tipo fu fatto dal preparatore Stefano Morsicani con il disco rotante sdoppiato: una soluzione intelligentissima, ma che risultò di difficile messa a punto e poi abbandonata per la fine del valvola nella 100 cc. Lo svantaggio del valvola rispetto al lamellare negli ultimi periodi, con lo sviluppo di nuove soluzioni fluidodinamiche per quest’ultimo e l’arrivo di lamelle in grado di garantire una perfetta risposta anche a regimi di rotazione molto elevati, è da ricercarsi nella grande flessibilità del lamellare stesso. Anche se non può contare sulla brutalità di erogazione del disco rotante, il lamelle è molto regolare come erogazione e, paradossalmente, proprio nelle ultime evoluzioni (aspirazione nel carter, fluidodimanica del carter più evoluta e impiego di lamelle in carbonio particolarmente efficienti) divenne molto efficace laddove inizialmente faticava di più: nell’allungo. Quando si correva con entrambe le motorizzazioni, c’era un po’ di confusione in quanto i piloti con i lamellari erano un po’ più veloci sul dritto e quelli col valvola avevano un’uscita di curva migliore: ovvio che si innescavano delle incomprensioni. E’ molto difficile correre contro chi ha un motore che funziona al contrario rispetto al tuo!