In questa pillola parliamo di una tecnologia che nel settore auto è ampiamente utilizzata e che, stranamente ci viene da dire, sulle moto è arrivata con molto ritardo: la fasatura variabile. Lo ”stranamente” si capirà meglio più avanti, è legato al fatto che con questo accorgimento è possibile aumentare il range di giri in cui il motore respira “bene” ed è quindi in grado di offrire valori di coppia più elevati, un fattore sicuramente importante nelle auto, ma ancora più importante nelle moto dove i regimi di rotazione solitamente sono molto più alti.

VANTAGGIO NOTEVOLE - In realtà questo sistema offre non solo un aumento prestazionale, ma anche un ulteriore vantaggio, anzi questo secondo aspetto al giorno d'oggi è ancora più importante ed è il vero motivo per cui il sistema sta iniziando a diffondersi: con la fasatura variabile si riesce ad inquinare meno. Il concetto ispiratore è noto da tempo: nei motori aspirati il problema più grosso che i progettisti devono affrontare è il riempimento della camera di combustione. Maggiore aria entra, maggiore benzina si può iniettare, maggiore potenza si ottiene. Il fatto è che l’aria pur essendo leggera, ha comunque una massa e quindi una inerzia che alle frequenze cui lavora un motore è una variabile importante. L’aria viene accelerata mentre il pistone scendendo la risucchia, in seguito la colonna d'aria in entrata inizierà a rallentare man mano che il pistone inverte la sua corsa a punto morto inferiore. La velocità che acquista l’aria viene storicamente sfruttata per riempire meglio la camera in fase di aspirazione e per meglio svuotarla in fase di scarico. 

RENDIMENTO MIGLIORE - Ad esempio le valvole di aspirazione non si chiudono col pistone a PMI (punto morto inferiore) ma ben dopo, anche a costo di rinunciare a parte della fase di compressione, perché la pratica mostra che in questo modo si ottiene un migliore rendimento. Anche le valvole di scarico non si chiudono a punto morto superiore, ma un pochino dopo, non troppo perché se rimanessero troppo aperte andrebbero a cozzare contro la testa del pistone in arrivo al PMS. Se la chiusura è sempre ritardata, l'apertura è sempre anticipata, quelle di scarico aprono molto prima del PMI, quelle di aspirazione un po’ prima sempre del PMS sempre per il problema di non andare a cozzare contro la testa del pistone. Detto questo risulta evidente che per un breve intervallo sia le valvole di aspirazione che quelle di scarico risultano contemporaneamente aperte, questo periodo è detto “angolo di incrocio” ed è un parametro fondamentale per la respirazione del motore. In questa fase infatti i gas di scarico che stanno completando la fuoriuscita dalla camera provocano un fenomeno di “risucchio” che permette di aumentare l’aspirazione dei gas freschi. 

ESEMPIO DUCATI - È intuitivo capire come questo angolo di incrocio può garantire benefici diversi a seconda del regime di rotazione, grandi angoli di incrocio migliorano il rendimento agli alti regimi, ma rendono il motore poco efficiente ai bassi regimi. I motori da corsa hanno angoli di incrocio superiori ai 50°, ma ai regimi più bassi sono talmente scorbutici che in certi casi non riescono nemmeno a “tenere il minimo” al punto che questo regime deve essere alzato ben sopra ai classici valori di un motore stradale. In più, con incroci molto abbondanti, ai bassi regimi la combustione è talmente inefficiente che immancabilmente si finisce per uscire dai parametri delle normative antinquinamento. Al contrario un motore con valori di incroci molto bassi mostrerà una scarsa propensione a salire di giri con la curva di coppia che inizierà a decrescere in fretta. L’ideale quindi sarebbe variare l’angolo di incrocio in funzione del regime di rotazione, da qui la fasatura variabile. Facciamo un esempio prendendo a riferimento i grossi bicilindrici Ducati: sulla penultima Multistrada era montato il Testastretta 11° con appunto 11° di angolo di incrocio, un valore abbastanza basso da garantire ottima trattabilità a scapito della potenza massima, invece il motore della famiglia Superbike (omologato stradale) arriva a 41° di incrocio, ha la curva di coppia molto spostata in alto a vantaggio della potenza massima, anche se a scapito della regolarità e pulizia di funzionamento ai bassi e medi regimi. In Ducati hanno ben pensato di adottare un doppio variatore di fase (per aspirazione e scarico) che permette di passare da angoli di incrocio nulli, perfetti per rispettare le normative antinquinamento e per passeggiare tranquillamente, per arrivare fino a 45° ed infatti la potenza dei motori DVT della nuova Multistrada, pur omologati Euro4, è superiore di 10 CV.   

KAWASAKI PUNTA SULLE AUTO - Attualmente il variatore di fase è in uso da Kawasaki sulla GTR 1400, antesignana sul tema, da Ducati sulla Multistrada e sulla X Diavel, da Suzuki sulla nuova GSX-R 1000 e da Yamaha su un veicolo al di sopra di ogni sospetto, il piccolo scooter N Max. Kawasaki ha prelevato la tecnologia dall'automotive (Mitsubishi) e lo fa agire solo sull'albero a cammes di aspirazione, è a comando idraulico e permette un variazione in continuo fino a 24°. Sempre idraulico anche il sistema di Ducati installato come detto anche allo scarico, in modo tale da avere un controllo ancor più fine dei valori di incrocio. Semplicissimo il sistema di Suzuki, fra l'albero a cammes di aspirazione e la sua relativa puleggia conduttrice è interposto un semplice sistema a due gusci ,il primo con canali radiali il secondo con canali a spirale, il moto viene trasferito da tante sfere che ingranano sui due canali. Poi per effetto della forza centrifuga all’aumentare dei giri di rotazione vengono spinte all'esterno anticipando la fasatura, al calare dei giri un sistema a molla riporta in fase puleggia ed albero. 

FUTURO PROSSIMO - Questi sistemi non sono semplici esercizi tecnologici destinati ad apparire solo su produzioni di alto livello, anzi nel futuro prossimo ci dobbiamo aspettare di vederli sempre più spesso. Suzuki ad esempio sta già andando oltre e ha brevettato un sistema che lavora anche sulle valvole di scarico, e addirittura ricorre all'elettronica per un controllo della fasatura che non sia demandato esclusivamente al regime di rotazione. Sono previsti infatti degli attuatori elettrici che cambiano il precarico delle molle di richiamo dei gusci, in questo modo il cambio di fasatura può avvenire a regime più alti o più bassi a scelta delle strategie di controllo. 

ANCHE SUI MEZZI ECONOMICI - Che la diffusione sia destinata a interessare anche veicoli più economici lo dimostra Yamaha che già lo ha installato sui motori del suo Nmax. Questi piccoli monocilindrici (125 e 155 cm3) nascono con la filosofia Blue Core pensata per fare convivere prestazioni elevate e contenimento delle emissioni, sono dotati di distribuzione SOHC, quindi con un solo albero a camme in testa e quattro valvole per cilindro. Come abbiamo visto nella pillola precedente quattro valvole e distribuzione SOHC implicano la presenza di bilancieri, ma oltre ai bilancieri è presente il sistema di attuazione variabile delle valvole di aspirazione (VVA), una soluzione decisamente ingegnosa. L'albero a cammes ha una camma che aziona il doppio bilanciere che comanda le valvole di scarico e fin qui niente di nuovo, ma per l’aspirazione prevede due camme con diversi profili. La prima camma (chiamiamola A) ha una forma adatta ai bassi carichi (apertura ritardata, alzata ridotta e chiusura anticipata) e aziona direttamente il bilanciere. Una seconda camma (B) più spinta aziona una sorta di galoppino, che ai bassi regimi è folle e viene richiamato indietro da una molla a spirale. Quando il guidatore chiede potenza ed i giri di rotazione crescono, viene azionato un piccolo perno che rende solidale galoppino e bilanciere. A questo punto le valvole di aspirazione vengono comandate dalla più grande camma A mentre la camma B lavora nel vuoto: l’apertura è anticipata, l’alzata è maggiore e la chiusura è ritardata, il motore respira meglio e le prestazioni salgono. 

SIMILITUDINI HONDA - Parente stretto di questi sistemi è il VTEC di Honda adottato sui motori della famiglia VFR 800 dal 2002. Il sistema della Casa dell'Ala non è esattamente un variatore di fase e quindi esula un poco dal nostro discorso, ma merita di essere citato. Estremamente complesso, prevede un funzionamento con una sola valvola di aspirazione ed una di scarico ai bassi regimi per poi diventare un quattro valvole, attorno ai 7000 giri minuto, il cambio di distribuzione è accompagnato da un chiaro cambio di sonorità nonché da un sensibile cambio di spinta mai particolarmente apprezzato dagli utenti. Difatti nelle versioni successive (2006) il cambio di carattere è stato addolcito, prevedendo fra l'altro una soglia di intervento più bassa.