Temperatura di regimazione e potere antidetonante delle benzine

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La temperatura di regimazione è quella temperatura alla quale tutti gli organi del motore sono progettati per funzionare.

A questa temperatura abbiamo il bilanciamento dimensionale di tutte le tolleranze di costruzione, la migliore capacità lubrificante dell’olio e la miglior detonazione in camera di combustione.

La temperatura alla quale un normale motore di produzione entra in regimazione si aggira tra gli 80°C e i 98°C (misurati alla temperatura in testata del refrigerante).

Le benzine patiscono il problema della detonazione, ossia l’accensione spontanea e incontrollata della miscela (aria/benzina) dovuta all’eccessiva temperatura in camera di combustione derivata da un troppo rapido incremento della compressione e di un rapporto di compressione troppo alto (più è alto il rapporto di compressione più l’aria che si comprime si surriscalda).

Per ovviare a questo inconveniente, si iniziò a produrre benzine additivate di sostanze antidetonanti (piombo tetratreile della veccha benzina rossa, detta Super) e si passò da rapporti di compressione dell’ordine di 6:1 (il volume di aria aspirata –geometricamente- veniva ridotto di 6 volte) ad 8:1

Con il miglioramento della forma della camera di combustione si era nell’ordine di 9:1 e con le migliorie all’alimentazione si arriva ad un rapporto di 10, ma anche 11:1

Stiamo parlando sempre di rapporto geometrico per motori aspirati ad uso stradale. I motori sportivi si permettono uno o due punti in più, ma anche per quelli da competizione non si va oltre il 13:1

A contribuire al contrasto dl fenomeno della detonazione abbiamo:

  • Una maggiore vorticosità della miscela aria/benzina durante l’aspirazione
  • Una adeguata forma della camera di combustione
  • Una corretta area di squish che comprime la miscela dalla superficie del pistone e la proietta turbinante concentrandola nella camera di combustione attorno alla candela
  • La presenza di sostanze antidetonanti nel carburante

La capacità antidetonante delle benzine la si misura in numero di ottani (N.O.) che vanno dai 84-86 della benzina normale, ai 98-100 della benzina super (entrambe ormai fuori produzione sostituite dalla benzina “verde” con 95 ottani).

Le benzine speciali, per uso sportivo e aeronautico (avio) superano abbondantemente i 100 ottani

La controindicazione delle benzine ad alto numero di ottano, è che bruciano con più difficoltà, più lentamente. Per cui non è detto che una benzina altamente additivata sia migliore e più funzionale rispetto ad un prodotto standardizzato.

Normalmente, l’attenersi alle indicazioni del costruttore è la soluzione che restituisce il miglior risultato.

I piccoli motori a 2 Tempi, che hanno cicli di combustione molto elevati e tempi rapidissimi, prediligono benzine a basso numero di ottano, che bruciando rapidamente, espandono totalmente i gas prima che si apra la luce di scarico.

Dalla parte opposta, i motori aeronautici, noti per l’uso di benzine ad alto numero di ottano (anche fino a 140 N.O.) hanno in verità regimi alquanto bassi e non risentono di una lunga combustione, essendo relativamente lunghi i tempi prima dell’inizio della fase di scarico.

Per aumentare la capacità di combustione delle benzine ad alto numero di ottano, si percorre la strada dell’aumento delle temperature in camera di combustione.

Ricordo, che molti anni fa, sorprese i giornalisti e i tecnici il sapere che il motore Renault di F.1 regimava a temperature dell’ordine dei 120° C (contro gli 80-90° C della concorrenza).

L’intento era proprio questo, di accelerare la combustione di benzine ad alto numero di ottano e poter elevare il numero di giri al minuto dei motori (già particolarmente agevolati da un favorevole rapporto alesaggio/corsa).

Questo però non vuol dire che basta alzare al temperatura del motore per avere una maggiore efficacia nell’uso di benzine speciali. Tutto il motore deve essere adeguato alle maggiori temperature.

Oltre all’impianto di raffreddamento, che deve essere ritarato per evitare la formazione di vapore, il pistone si dilaterebbe troppo ed andrebbe ad interferire con il cilindro aumentandone l’attrito sino a bloccarsi (sempre se le elevate temperature non ne forano prima il cielo).

Anche le fasce elastiche si allungherebbero a dismisura, provocando lo stesso problema e l’olio diverrebbe troppo fluido perdendo la sua capacità di lubrificare e di asportare calore.

Se è vero che una benzina “speciale” ci permette una maggior potenza, grazie alla possibilità di elevare il rapporto di compressione, è anche vero che per un’ottimizzazione e per il miglior sfruttamento delle sue caratteristiche c’è da rivedere tutto il motore.

Lo Zingaro

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