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LAMELLE SPECIALI: LA PROVA AL BANCO MOTORE

Nella preparazione di un motore ogni dettaglio è utile per aumentare le prestazioni. Le lavorazioni del carter in fase di aspirazione e del cilindro sono il punto cruciale per massimizzare la potenza, ma anche montare il giusto pacco lamellare e le giuste lamelle apporta dei vantaggi. Vediamo come proprio la lamella, un componente a prima vista semplice, può influenzare le prestazioni del motore di un kart.

Capire l’importanza delle lamelle è fondamentale per migliorare le prestazioni del proprio motore. Nei modelli ad aspirazione lamellare, infatti, le lamelle fungono da “valvola” nell’ingresso del carburante. È interessante capire come il loro spessore, il materiale e l’intreccio dei filamenti possa variare l’erogazione del motore a seconda dei giri. Con l’aiuto del team Marra61, realtà plurivittoriosa nel monomarca ROK Cup, Finali Internazionali comprese, verifichiamo al banco motore la differenza tra un pacco con lamelle standard e uno con lamelle speciali.

LAMELLE, COSA SONO
Le lamelle sono delle componenti che si trovano nei motori ad aspirazione lamellare. Situate all’interno del pacco lamellare, sono delle vere e proprie “linguette” che, con il loro movimento, consentono l’entrata della miscela aria/benzina a seconda del ciclo del motore: nella fase di compressione, il pistone, risalendo dal PMI (punto morto inferiore) al PMS (punto morto superiore), occlude le luci di travaso presenti sulla canna del cilindro generando una depressione nella camera di manovella (o carter pompa, dov'è collocato l'albero motore). Tale depressione fa aprire le lamelle in modo che la miscela aria/benzina fresca possa affluire nel carter pompa, per poi essere riversata in camera di combustione mediante i travasi nella successiva fase del ciclo. Nel momento in cui il pistone conclude la sua fase di risalita, la candela scocca la scintilla che accende la miscela: la combustione che si genera spinge il pistone verso il PMI, la depressione nella camera di monovella si affievolisce e questo porta le lamelle a chiudersi. A questo punto, mentre il pistone continua a scendere, la pressione nel carter pompa aumenta, aiutando la miscela a entrare in camera di scoppio mediante i travasi ed espellendo i gas combusti una volta scoperte le luci di scarico.
LAMELLE, COSA FANNO
Se le lamelle non ci fossero, sarebbe impossibile creare e sfruttare le depressioni create dal pistone nella sua corsa e, quindi, "trasportare" efficacemente la miscela aria/benzina fino in camera di scoppio. Per questo motivo le lamelle devono aprirsi e chiudersi a ogni ciclo, sopportando frequenze d'oscillazione molto elevate e assai stressanti che talvolta portano allo snervamento e alla deformazione delle stesse, con effetti deleteri per il motore.
MATERIALI, TRAMA E SPESSORI
In commercio si possono trovare lamelle di diversi materiali: vetronite, kevlar, carbonio... Nei motori da kart ad alte prestazioni quest’ultimo elemento è senza dubbio il più utilizzato, perché caratterizzato da un basso peso specifico un’alta elasticità costante. Oltre ai materiali, le lamelle vengono definite dallo spessore e la tipologia dell’intreccio delle fibre (nel caso del carbonio). Queste ultime possono essere intrecciate a 45 o 90 gradi, anche con filamenti di diverso spessore. La trama modifica le caratteristiche di rigidità e flessibilità della lamella. Generalmente le trame sono monofrequenza, per via della maggiore semplicità e dei minori costi; ma esistono anche lamelle con trame multifrequenza, che variano a seconda della porzione di lamella e permettono un funzionamento più ampio.

IN COMMERCIO SI POSSONO TROVARE LAMELLE DI DIVERSI MATERIALI: VETRONITE, KEVLAR, CARBONIO... NEI MOTORI AD ALTE PRESTAZIONI PER IL KART SI UTILIZZA PRINCIPALMENTE IL CARBONIO, MATERIALE DAL PESO SPECIFICO BASSO E ALTA ELASTICITÀ COSTANTE

RIGIDA O MORBIDA?
Come detto in precedenza le lamelle variano la loro resa a seconda della rigidità. Delle lamelle più rigide solitamente aiutano il motore agli alti regimi, perché evitano la risonanza e, tornando più facilmente nella loro posizione di partenza, evitano il trafilo di miscela dal carter pompa. La risonanza è un fattore importante: se la lamella non è sufficientemente rigida, durante i periodi di lavoro ad alte frequenze di oscillazione la parte più lontana dalla sede di fissaggio non riesce a eseguire un perfetto movimento apri/chiudi in sintonia con la parte fissa. Quindi la lamella tenderà a deformarsi per la grande frequenza di lavoro, non riuscendo più ad aderire alla parte estrema della struttura di sostegno e lasciando un piccolo spazio nel quale possono passare i gas, non adempiendo, così, alla sua funzione di valvola. Ciò comporterà una diminuzione della pressione in camera di manovella, impedendo al motore di lavorare in modo ottimale. Al contrario, delle lamelle più morbide sono più indicate per il funzionamento ai bassi regimi: necessitando di una forza minore per essere aperte, infatti, consentono un maggior riempimento del carter pompa.
FORMA
Abbiamo parlato di materiali, spessori e trama, ma le lamelle possono variare anche per la forma. Anche in questo caso l’obiettivo è variarne la flessibilità, con il preparatore che, a seconda del tipo di erogazione ricercata, può intervenire sia partendo da una lamella di serie, destinata al pacco lamellare del motore in questione, sia ritagliandola direttamente da una lastra di carbonio. Naturalmente è indispensabile conoscere bene le caratteristiche del materiale di partenza. In genere, il preparatore può effettuare delle asole, oppure dei tagli con la funzione di far flettere maggiormente la lamella. Queste lavorazioni solitamente si eseguono su un “petalo” con materiale leggermente più duro. così da poterne variare la flessione.
MODIFICATA vs ORIGINALE
Ma che differenza si può riscontrare tra una lamella standard e una speciale? Per provare a rispondere abbiamo eseguito un test al banco prova motore che chiarisce come le modifiche alle lamelle del pacco lamellare abbiano effettivamente migliorato la performance del motore:
Lamella modificata (linea verde nel grafico) 5.63 secondi per raggiungere 14800 giri motore
Lamella standard (linea rossa nel grafico) 5.82 sec per raggiungere 14800 giri motore
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