Blog Curiosità Karting 

Behind the magic: l’arte di creare una marmitta ad espansione

Ciao ragazzi!

So bene che un articolo del genere nel 2018 può sapere di provocazione o di presa in giro, ma forse è proprio questo il motivo per cui sto scrivendo una breve guida su come creare una marmitta ad espansione.

Molti di noi hanno avuto la fortuna di avere un mezzo a due tempi in casa e di averlo usato nell’arco dell’adolescenza (ma non solo). Allo stesso modo, molti di questi mezzi a due tempi non sono rimasti assolutamente immacolati: infatti ci siamo tutti divertiti a cambiare di tutto sui nostri mezzi, dalle viti in finto ergal, fino a cose più serie come il gruppo termico, carburatore e scarico e tanto altro, nella speranza di passare da una zanzarina da 70-75 orari a un cacciabombardiere da Mach 1.

Ognuno affrontava questo processo di trasformazione a modo suo: c’è chi lo assemblava in stile Hachette accumulando soldi tra paghette e risparmi vari, chi aveva una grande disponibilità economica e quindi comprava tutto e prima di subito, chi faceva scambi improbabili e così via.

Una cosa, però accomunava tutti questi soggetti: l’espansione era la prima cosa da comprare e quella su cui spendere più soldi perchè senza di essa il mezzo valeva il 50% del potenziale che poteva esprimere.

Un’affermazione con un importante fondo di verità, perchè uno scarico con camera d’espansione permette al motore 2 tempi di esprimersi al massimo delle sue potenzialità, evitando l’effetto “collo di bottiglia” tipico di molti scarichi originali che tarpava il potenziale esprimibile dal motore.

Molti sono i tipi di espansioni che sono passati di mano tra i ragazzi, entrando anche nell’immaginario collettivo, visto quanto erano diffusi e l’aura di mito che avevano.

Top Nardò, Giannelli Shot (che poi erano la stessa identica espansione prodotta da due case diverse), Arrow Extreme, Leovince TT, ZX, RR, (che erano tre espansioni uguali con tre silenziatori diversi, e avevano tutte un rapporto qualità-prezzo orrendo), Pinasco Powersound, ma soprattutto Polini Evolution e Malossi MHR curva alta.

Dai che, anche voi, a leggere certi nomi, avete fatto come Giovanni di Aldo, Giovanni e Giacomo in questa meme.

Ad esse, però, si aggiungevano alcune espansioni che in inglese verrebbero definite come “obscure”, ossia poco diffuse ma avvolte da un’aura mitologica, come le Jolly Moto, le Scalvini-Roversi (o Scarov), come le Fabrizi FHT, le Fa2ST.

E, infine, c’era chi si svegliava la mattina e si creava le espansioni in casa. Ed è a questo punto che volevo arrivare con l’articolo.

Molti di questi prodotti, però, erano veramente delle ciofeche paurose perchè erano fatte praticamente ad occhio e senza cognizione di causa.

Anche se il motore 2T è più semplice di un 4T nel suo funzionamento, ciò non vuol dire che la progettazione di un’espansione sia tanto più semplice.

Per farvi capire la complessità di un’espansione vi riporto da Wikipedia il funzionamento di essa, semplicemente perchè son troppo pigro per cercare le parole e farla capire a tutti.

“La camera d’espansione è un dispositivo che ha la funzione di controllare il periodo di risonanza delle onde di pressione allo scarico, creando le migliori condizioni di funzionamento per il motore. Tale dispositivo, in pratica ha la funzione di aspirare al proprio interno i gas combusti espulsi dal cilindro: grazie al primo tratto della camera di espansione, chiamato, cono divergente, si crea nel cilindro una depressione sfruttata per aspirare una carica fresca di miscela aria-benzina-olio, presente nel carter. Dato che una parte della carica fresca uscirà dallo scarico, tutta o parte di questa carica dovrà essere pompata nuovamente nel cilindro, dove contribuirà alla combustione, grazie all’onda di pressione che si è creata nella camera di espansione grazie alla sua parte terminale, chiamata cono convergente. Per realizzare questo dispositivo si effettuano calcoli e prove sperimentali grazie ai quali è possibile effettuare un corretto dimensionamento dei diversi elementi che la compongono.”

Cosa deriva da questo trafiletto?

Sicuramente che ogni componente dell’espansione debba essere correttamente dimensionato. Per chi è nel settore, o comunque ha un minimo di competenze tecniche, dire una cosa del genere è dire l’ovvio, però un corretto dimensionamento delle varie parti dell’espansione permette (ad esempio) di non avere una quantità ridotta di gas emessi nell’aria, rispetto a quella teorica prodotta dal gruppo termico durante il suo funzionamento, portando sicuramente ad un calo delle prestazioni, ma anche a danni a lungo termine soprattutto nella zona della camicia del GT.

Allo stesso modo, un corretto dimensionamento dell’espansione permette anche di evitare il problema inverso legato ad un’espansione dalle volumetrie troppo grandi che è riassunto col termine di “svuotamento” che corrisponde al malfunzionamento dello scarico in quanto il suo volume è maggiore di quello emesso dal GT durante la sua fase operativa.

Inoltre, è possibile capire in maniera abbastanza facile che quei tratti conici separati da uno cilindrico tipici di un’espansione non sono messi a casaccio, in quanto l’obiettivo è quello di far uscire i gas di scarico quanto più velocemente possibile.

Calcolare a mano l’espansione richiederebbe molto tempo e moltissimi calcoli, aumentando quindi la possibilità di sbagliare tutte le dimensioni col chiaro risultato di avere tra le mani non solo un’espansione che non aggiunge nulla a livello prestazionale, ma che rischia di penalizzare addirittura le prestazioni del proprio motore!
Fortunatamente, con l’avvento dei computer, esistono dei programmi (facili da trovare in rete) che permettono di calcolare le dimensioni dell’espansione in maniera più o meno affidabile e che restituiscono come risultato un disegno schematico dell’espansione con le misure di ogni tratto da disegnare su carta o sul pc tramite un software CAD qualunque.
I parametri fondamentali per calcolare l’espansione sono i seguenti:
  • fasature di scarico e travaso
  • cubatura del motore, o più specificamente, la corsa del motore
  • il regime in cui si vuole ottenere la massima potenza

Nei programmini che si usano per effettuare questi calcoli, sono richiesti proprio questi dati, unitamente alla velocità dell’onda sonica che si vuole ottenere e, una volta inseriti tutti i dati richiesti, il calcolo è velocissimo e a schermo, dopo pochi secondi esce il dimensionamento dell’espansione ottenuta, riportando in millimetri le misure di:

  • collettore
  • cono divergente
  • tratto cilindrico centrale
  • cono convergente
  • spillo

C’è da dire, però, che l’espansione così dimensionata, può non riuscire a far ottenere i risultati richiesti per una serie di motivi che non dipendono strettamente dal dimensionamento della stessa.

Uno di questi è la rugosità del lamierino utilizzato per realizzare i tratti fondamentali dell’espansione. Di solito si impone di utilizzare una lamiera di acciaio inossidabile al di sotto dei 10/10, ma si ottengono sicuramente risultati migliori con lamiere di leghe di alluminio o di titanio

Un altro motivo può essere legato all’anticipo dell’accensione, e così via.

Ci sono davvero tanti, tanti motivi per cui un’espansione possa non funzionare al primo colpo e le varie simulazioni al pc possono risultare fallimentari a seguito di quelle reali.

Per quanto la progettazione di un’espansione possa non essere una scienza esatta, essa è decisamente affascinante ed è, almeno a mio avviso, alla portata di tutti, a patto che si sappia cosa si vuole ottenere, ma soprattutto cosa si ha tra le mani.

Io un tentativo l’ho fatto, basandomi sulla fiche di omologazione di un motore IAME X30 da Kart per ricavare i dati di cui avevo bisogno.

Funzionerà?

Come disse Lucio Battisti “lo scopriremo solo vivendo”.

P.S: evitate come la peste il programmino generato dalla Roost perchè restituisce dati non affidabili, l’espansione che vedete sopra aveva dimensioni doppie rispetto a quelle reali.

Related posts

Leave a Comment