A parità di cilindrata i motori con più cilindri sono più potenti?
Proprio questo ha portato a più riprese il regolamento relativo alle superbike a stabilire degli handicap di cilindrata in funzione del frazionamento dei motori. Oggi le bicilindriche 1200 gareggiano contro le quadricilindriche di 1000 cm3. In passato per diversi anni i limiti di cilindrata sono stati 1000 cm3 per le moto a due cilindri e 750 per quelle a quattro. Pure il regolamento delle supersport prevede limiti diversi in funzione del frazionamento.
Come ovvio, non tutte le conseguenze di un maggiore frazionamento sono positive. Il motore diventa più complesso e più costoso, e il suo ingombro e il suo peso aumentano. Cresce poi l’estensione delle superfici di strisciamento, il che è svantaggioso ai fini del rendimento meccanico. La massima potenza ottenibile è però più elevata.
Una prima considerazione è immediata ed evidente, anche se tutto sommato risulta di importanza relativamente modesta. Un motore più frazionato ha cilindri più piccoli, che a pari rapporto corsa/alesaggio risultano più facili da raffreddare e consentono di ottenere camere di combustione più compatte. Ciò permette di adottare rapporti di compressione più alti. Oggi comunque, per quanto riguarda le cilindrate e gli alesaggi usualmente in gioco, le differenze non appaiono tanto sensibili.
Quando si aumenta il numero dei cilindri le cose più significative, ai fini delle prestazioni, sono fondamentalmente due. In primo luogo, la diminuzione della corsa fa sì che, a parità di regime di rotazione, la velocità media del pistone risulti minore. Ciò significa che le sollecitazioni meccaniche sono più basse. E viceversa, a pari velocità media del pistone (e quindi con eguali sollecitazioni), il motore può girare più in alto. Questo è importantissimo, in quanto, dato che la potenza è direttamente legata al regime di rotazione, si hanno sensibili vantaggi in termini di cavalli.
In secondo luogo, aumenta la superficie totale dei pistoni. Questo significa che anche le sezioni di passaggio a disposizione dei gas possono essere complessivamente maggiori, il che è ovviamente positivo (aumenta però l’estensione delle pareti lambite dai gas, ossia la superficie “bagnata”, e la cosa è svantaggiosa). Più importante, anzi fondamentale, è il fatto che che, ferme restando la cilindrata, la velocità media del pistone e la pressione media effettiva, la potenza ottenibile risulta direttamente proporzionale alla superficie totale dei pistoni.
Sintetizziamo ora i risultati in termini di prestazioni di punta (cioè di potenza), tenendo presente che le considerazioni seguenti si riferiscono a un raffronto, tra motori di eguale cilindrata ma con diverso numero di cilindri, effettuato a parità di rapporto corsa/alesaggio, velocità media del pistone e pressione media effettiva.
La potenza ottenibile è proporzionale alla radice cubica del numero dei cilindri. Dunque, se un monocilindrico di 500 cm3 eroga 50 cavalli, un bicilindrico ne erogherà 63 (l’aumento è del 26 %, in quanto la radice cubica di 2 è 1,26 e 50 x 1,26 = 63). Un tricilindrico fornirà 73 cavalli e un quadricilindrico 80. Se si passa addirittura a un otto cilindri, la potenza ottenibile diventa doppia, rispetto a quella erogata dal “mono” (infatti la radice cubica di 8 è uguale a 2).
Queste potenze vengono ottenute a regimi differenti. Quella che rimane costante (come il rapporto corsa/alesaggio e la PME) è la velocità media del pistone. Ciò significa che se le misure caratteristiche sono quadre (cioè la corsa è uguale all’alesaggio), la stessa velocità media del pistone che si ha nel monocilindrico (86 x 86 mm) a 6000 giri/min, il quadricilindrico (54 x 54 mm) la raggiunge a 9500 giri/min.
Attenzione, in questo esempio abbiamo fatto sempre riferimento all’incremento di potenza ottenibile aumentando il numero dei cilindri rispetto a un mono. Negli altri casi, cioè prendendo come base di partenza un motore che di cilindri ne abbia più di uno, occorre moltiplicare la sua potenza per la radice cubica del rapporto tra il nuovo numero di cilindri e quello di riferimento.
Così, se un quadricilindrico eroga 100 cavalli, un motore a sei cilindri di analoghe caratteristiche complessive fornisce 114,5 CV, in quanto la radice cubica di 1,5 (cioè di 6 diviso 4) è 1,145.
Dueruote75
Ricordati che il mondo delle corse ha una quantita' enorme di variabili che vanno oltre la pura teoria.Se noi dovessimo unire tutte le migliori caratteristiche che un propulsore motociclistico da competizione dovrebbe avere quasi sicuramente il risultato sarebbe un V4.
Questo motore possiede infatti molti vantaggi:e' compatto trasversalmente(se la V e' stretta anche longitudinalmente)e consente una piu' corretta distribuzione dei pesi nel telaio,possiede l'allungo tipico del 4 cilindri e anche una erogazione molto lineare sin dai bassi regimi(e' molto meno violento del 4 in linea nella curva di coppia).
Non a caso nella Motogp Honda,Ducati e Suzuki lo adottano.
Detto questo non e' scontato che sia un propulsore vincente e lo dimostra il fatto che a vincere e' un 4 in linea(Yamaha).
Questo motore risulta comunque piu' complesso e costotso nella realizzazione di un 4 in linea come giustamente molti hanno scritto nei loro commenti.
Tralasciando tutto quello che riguarda l'utilizzo dell'elettronica per la gestione dell'erogazione di tali potenze,si puo' dire che anche il bicilindrico a V o ad L sia un altro buon motore da competizione(come ha dimostrato Ducati)ma se non e' stato preso in considerazione nella Motogp(nonostante il vantaggio di peso da regolamento)vuol dire che per quella categoria il gioco non vale la candela(costi di progettazione di un nuovo motore,sicuramente non derivato da un Sbk,rapportati alle possibilita' di vincere).
La stessa Ducati che ne e' la bandiera ha preferito un V4(che poi sperimento' con il Twin Pulse per ottenere un funzionamento simile al 2 cilindri).
Non credo che vedremo dei motori vincenti con piu' di 4 o 5 cilindri nelle corse.Il maggior frazionamento sposta il massimo rendimento verso altissimi regimi di rotazione e le piste non sono fatte solo di rettilinei...
Il discorso diventa piu' complesso se poi sommiamo alla tipologia di motore scelta la ciclistica,il pilota,l'elettronica ecc.
La storia insegna che negli ultimi 10 anni vince sempre il "pacchetto" migliore.
Ciao
RAGAZZI!!!!
grazie a tutti oggi leggendo le risposte di due ruote 75 e roberto.lelli ho imparato un pò di cose nuove...
una precisazione:
due ruote75, sull'affermazione delle bielle + lunghe sul 2 cilindri...anche tu come me non sei così sicuro...
bisognerebbe verificare......
....ora dopo dante giacosa mi toccherà leggere un altro libro..... ;-)
grazie a tutti