Una volta tanto parliamo di una tecnologia che non deriva dall&rsquo;automotive, o meglio, come sempre le quattro ruote l&#39;hanno adottata prima delle moto, ma anche le auto si sono ispirate ad un altro settore, quello dell&rsquo;aviazione. Ci riferiamo al ride by wire o RBW, un termine che letteralmente significa &ldquo;guida tramite cavo elettrico&rdquo; e identifica l&rsquo;azionamento di dispositivi di controllo della guida, non tramite sistemi meccanici, bens&igrave; elettrici.  NASCE PER VOLARE - Partiamo dall&#39;inizio: anticamente sugli aeroplani le superfici alari erano azionate tramite leve e rinvii a cavo, succede ancora oggi sugli alianti e sugli ultraleggeri; questa tipologia di controlli manuali si definisce diretta e reversibile. Diretta perch&eacute; il pilota manovra meccanicamente flap e deflettori e reversibile perch&eacute; se si ruota manualmente l&rsquo;ala o il flap, in cabina si osserva un proporzionale movimento della leva di controllo.  UNA NUOVA STRADA - Con l&rsquo;aumentare delle potenze, delle dimensioni e quindi delle forze necessarie a muovere le ali, questi sistemi non potevano pi&ugrave; funzionare e sono stati inseriti degli attuatori idraulici comandati da servo valvole azionate dal pilota. Il sistema cos&igrave; non &egrave; pi&ugrave; reversibile, ma &egrave; ancora diretto, cio&egrave; ogni movimento &egrave; sempre proporzionale all&rsquo;azione sui comandi da parte del pilota. Gi&agrave; con questa autentica rivoluzione era stata tracciata una nuova strada: il volo e le azioni del pilota dovevano per forza essere assistite.    RIVOLUZIONE FONDAMENTALE - Ma una seconda ed ancor pi&ugrave; importante rivoluzione risale agli anni settanta del secolo scorso. In quel tempo si comprese che, per migliorare la dinamica di volo, gli aerei militari dovevano essere progettati in modo da ottenere quella che si chiama &ldquo;stabilit&agrave; statica negativa&rdquo;... i caccia, insomma, dovevano essere intrinsecamente instabili per essere pi&ugrave; reattivi.  ESEMPIO ESPLICATIVO - Semplifichiamo per capire meglio: immaginiamo un camion-rimorchio; se durante la guida su un&rsquo;autostrada il conducente lascia i comandi, il bestione continua ad andare dritto per la sua strada per un bel pezzo; ma se prendiamo uno scooter 50, ideale per zigzagare nel traffico cittadino, se il pilota lascia il manubrio &egrave; impossibile stabilire cosa possa succedere. Bene, torniamo agli aerei: se si segue la &ldquo;filosofia camion&rdquo; avremo un veicolo facile da guidare, ma altrettanto facile, per il nemico, da evitare oppure inseguire ed attaccare; seguendo la &ldquo;filosofia scooter&rdquo;, invece, tutto diventa pi&ugrave; veloce ed imprevedibile.  MANEGGEVOLEZZA E STABILIT&Agrave; - Posto, quindi, che i caccia debbano essere maneggevoli - come detto &ldquo;intrinsecamente instabili&rdquo; - rimane pure vero che devono essere anche controllabili, quindi devono risultare &ldquo;stabili&rdquo; per chi si trova ai comandi. Un bel dilemma che pu&ograve; essere risolto in un unico modo: affidare a un computer la guida del veicolo, o meglio, affidare al computer il controllo di tutti i micro aggiustamenti di assetto che devono essere eseguiti in tempo reale per mantenere l&#39;assetto. Al pilota rimane la guida vera e propria: il cambio di rotta, la variazione di quota, eccetera... stiamo parlando di una svolta epocale.  CAVI ELETTRICI - Se il computer pu&ograve; intervenire sulle ali, allora &egrave; chiaro che non pu&ograve; pi&ugrave; esserci un&rsquo;azione diretta del pilota sull&rsquo;aerodinamica. Nasce cos&igrave; il fly by wire, letteralmente &ldquo;volo attraverso cavi a elettrici&rdquo;, per la prima volta adottato dalla General Dynamics sul multiruolo F-16 nel 1974. Sul Fighting Falcon le ali sono gestite da un computer che ovviamente tiene conto delle istruzioni del pilota, ma agisce in maniera autonoma. Il sistema ha sicurezze ridondanti, alla fine &egrave; sempre il pilota ad avere l&rsquo;ultima parola, anche in caso di parziale avaria. Solo decenni dopo questa tecnologia ha iniziato ad essere introdotta nel controllo dei motori delle autovetture (drive by wire) e delle motociclette (ride by wire). Ma per quale motivo?  APPLICATO ALLE MOTO - Prima di capire il motivo, bisogna focalizzarsi sul come funziona. Su una moderna motocicletta dotata di RBW, ad un capo del sistema troviamo l&rsquo;acceleratore a manubrio che, ruotando, aziona un potenziometro o un sensore ad effetto hall denominato APS (Accelerator position sensor): tanto angolo di rotazione della manopola, tanti millivolt di tensione erogati dal potenziometro e registrati dalla centralina. In alcuni casi il sensore APS &egrave; integrato nella manopola ed allora si vede uscire sul manubrio un cavetto elettrico; in altri casi l&rsquo;APS &egrave; in zona motore ed &egrave; comandato da due cavi bowden (andata e ritorno) che escono dalla manopola come su un comune acceleratore. In entrambi i casi una molla di richiamo riporta l&rsquo;acceleratore in condizione di riposo ,quando il pilota molla la presa.    &ldquo;CENTRALE&rdquo; DI COMANDO - Dall&#39;altro lato del sistema c&#39;&egrave; il corpo farfallato, il successore del carburatore, un passaggio cilindrico lungo il collettore di aspirazione che viene chiuso, o parzializzato, da una valvola a farfalla comandata da un motorino elettrico. Fondamentale &egrave; la presenza sul corpo farfallato di un sensore detto TPS (Throttle postion sensor) che determina la posizione della farfalla e la comunica alla centralina che in ogni istante deve conoscere, da un lato le intenzioni del pilota tramite l&rsquo;APS, e dall&rsquo;altro quello che sta realmente accadendo tramite il TPS. Il sistema pu&ograve; funzionare come un normale comando a cavo: il pilota ruota la manopola, l&rsquo;APS registra il valore, la centralina impone una rotazione della farfalla in modo che il valore del TPS sia proporzionale a quello del APS. Ma se il sistema funzionasse solo in questo modo, sarebbe una inutile complicazione; in realt&agrave; la centralina tiene conto di quello che vuole il pilota, ma il comando che impartisce al motorino non &egrave; assolutamente detto che sia ad esso proporzionale.  Nella prossima puntata spiegheremo in funzione di cosa la centralina pensa ed agisce. 

Un sistema derivato da una tecnologia aeronautica che, dopo essere approdato alle auto, trova ormai larga applicazione anche in campo motociclistico

Pillole di tecnologia: il ride by wire (prima parte)

I moderni motori sportivi hanno raggiunto potenze specifiche estremamente alte. Con questo termine si intende la potenza rapportata alla cilindrata. &Egrave; un valore importante da tenere in considerazione perch&eacute; con la potenza specifica &egrave; possibile rapportare fra loro motori di cilindrata diversa ma con lo stesso frazionamento, ma cosa succede quando cambia anche il numero dei cilindri? Come si fa a capire quale dei due &egrave; il pi&ugrave; spinto? I nostri lettori pi&ugrave; tecnici poi potranno essere interessati anche ad un altro aspetto: le prestazioni dei motori si possono &nbsp;grossolanamente attribuire a due differenti aspetti. Si pu&ograve; parlare del rendimento della &ldquo;parte alta&rdquo; e della &ldquo;parte bassa&rdquo;, oppure, con altri termini, di rendimento fluidodinamico o della termica cio&egrave; della testata, e rendimento meccanico o dell&rsquo;imbiellaggio. In tutti i casi il primo aspetto &egrave; legato alla coppia che il motore &egrave; capace di esprimere, il secondo aspetto descrive invece la velocit&agrave; con cui il motore gira. Sapendo che la potenza &egrave; il prodotto della coppia per il numero dei giri, se un motore esprime la stessa coppia di un altro ma a regimi superiori allora la potenza espressa &egrave; superiore.&nbsp;    VALORI DI RIFERIMENTO - I tecnici cercano di esprimere le prestazioni dei motori in modo da tenere conto solo delle prestazioni pure indipendentemente dal numero dei cilindri e dalla cilindrata. E per farlo introducono due termini che funzionano molto bene per paragonare motori anche molto diversi fra loro: la pressione media effettiva e la velocit&agrave; media del pistone. La PME &egrave; il rapporto fra lavoro utile per ciclo e cilindrata un rapporto fra una energia ed un volume, l&rsquo;unit&agrave; di misura &egrave; [N/m2], quindi una pressione, ma attenzione non ha niente a che vedere con le effettive pressioni che si sviluppano in camera di scoppio, &egrave; solo un numero &ldquo;comodo&rdquo; per valutare le performance di un motore. Quali sono i valori di riferimento della PME? Un due tempi pu&ograve; arrivare al massimo a 10 bar (di fatti si &egrave; sempre detto che sono motori &ldquo;poco efficaci&rdquo;, un diesel arriva a 12 se aspirato, ma fino a 24 se sovralimentato (non a caso oggi giorno ci sono solo turbodiesel), un quattro tempi aspirato pu&ograve; vedere 14bar, un sovralimentato di produzione arriva a 22. Curiosit&agrave;: i vecchi 1500 turbo di F1 di primi anni ottanta in configurazione da qualifica con pressione di alimentazione libera (si parlava di oltre 6 bar) sprigionavano qualcosa come 1300 CV con abominevoli PME da 50bar, peccato che durassero un centinaio di chilometri prima di&hellip; esplodere!    ACCELERAZIONI SPAVENTOSE - La velocit&agrave; media del pistone VM invece rappresenta le sollecitazioni dovute alle forze d&#39;inerzia del manovellismo, si calcola considerando il tempo che impiega il pistone a compiere la sua corsa secondo la semplice formuletta velocit&agrave;=spazio/tempo. Anche in questo caso non &egrave; il valore di per s&eacute; ad essere importante, ma i fattori che lo determinano. Si parla di velocit&agrave; media, ma &egrave; chiaro che un pistone non si muove a velocit&agrave; costante, anzi la sua velocit&agrave; varia continuamente fra zero ed un valore massimo. Quello che &egrave; realmente importante sono le accelerazioni, ovvero quanto in fretta il pistone passa da zero alla velocit&agrave; massima, &egrave; ovvio che minore &egrave; il tempo per fare la corsa maggiore &egrave; la velocit&agrave; media e maggiori sono le accelerazioni che si sprigionano e di conseguenza le forze che stressano gli organi meccanici. Difatti a queste accelerazioni sono sottoposte delle masse, le masse alterne, in primis pistone e spinotto. Parliamo di accelerazioni spaventose: che determinano forze enormi che si scaricano su bielle ed albero motore ad ogni inversione della corsa del pistone. Valori di 23m/s fino agli anni ottanta erano tab&ugrave; anche nelle corse, adesso sono alla portata di motori di serie, mentre in F1 sono arrivati ad oltre 26, con la Moto GP poco distante. Significano accelerazioni e decelerazioni di qualcosa come 8000 g, e forze che, considerando un paio di etti scarsi di peso per il complesso pistone spinotto, valgono una quindicina di quintali istantaneamente scaricati sulle bronzine di testa.&nbsp;  GESTIRE LA VELOCITA&rsquo; - Ma come fare a limitare la velocit&agrave; media del pistone? Bisogna realizzare un motore con grande alesaggio e corsa ridotta, in questo modo a parit&agrave; di numero di giri raggiunto la velocit&agrave; media del pistone &egrave; pi&ugrave; bassa, semplicemente perch&eacute; il pistone deve fare meno strada. Anticamente i motori avevano valori di corsa superiori a quelli di alesaggio, motori molto spinti venivano definiti &ldquo;quadrati&rdquo; o &ldquo;quadri&rdquo;, erano quelli con alesaggio e corsa dello stesso valore, poi man mano che la tecnologia si &egrave; evoluta &egrave; stato possibile arrivare a motori con alesaggi sempre maggiori, in gergo chiamati &ldquo;superquadri&rdquo; con l&rsquo;apice sempre in F1 con rapporti C/A di 0.4 contro i 0.5 0.6 delle moto e gli oltre 0.8 dei motori automobilistici stradali. Ma quanto &egrave; difficile realizzare pistone superquadri? Difficilissimo, perch&eacute; al contempo devono essere leggerissimi, se infatti si aumenta il diametro ma i pesi finiscono fuori controllo, alla fine le forze di inerzia sono le stesse se non superiori. Quindi devono essere di grande diametro e ridotta altezza, il mantello, la parte che &egrave; a contatto col cilindro e che guida il pistone nella sua corsa deve essere ridotto, ma poca guida significa che il pistone pu&ograve; oscillare, in gergo si dice che &ldquo;scampana&rdquo;, con tutte le conseguenze del caso. Contenere i pesi significa anche poco supporto allo spinotto di biella e grandi deformazioni che devono essere contenute realizzando nervature di irrigidimento sotto testa. I pistoni pi&ugrave; semplici sono fusi in lega di alluminio, quelli pi&ugrave; performanti sono forgiati per realizzare nervature pi&ugrave; sottili fidando sulla maggiore resistenza del materiale di base, ma in alcuni casi dopo la forgiatura sono in pratica completamente rilavorati di macchina utensile per asportare tutto il materiale inutile. Addirittura si sta osservando in talune applicazioni l&rsquo;adozione di pistoni non pi&ugrave; in alluminio, ma addirittura realizzati per sinterizzazione di polveri di acciaio. Insomma servono competenze approfondite sui materiali, sulle tolleranze di accoppiamento e sul controllo delle deformazioni al cambiare delle temperature di funzionamento. Una lunga rincorsa all&rsquo;optimum che dura da parecchi decenni e che evidentemente non &egrave; ancora finita. &nbsp;&nbsp; 

In questa prima parte introduciamo alcuni concetti che sono molto importanti per definire le caratteristiche di un motore a combustione interna. Nella prossima pillola analizzeremo alcuni esempi di moto attualmente in produzione per dare un&rsquo;idea sia di quanto raffinate siano certe realizzazioni, sia di quali difficolt&agrave; incontrano i progettisti nel realizzare questa o quella diversa architettura

Pillole di tecnologia: quanto &egrave; &ldquo;spinto&rdquo; un motore 1

Ancora nel mondo dei motori per parlare di alimentazione e dei cambiamenti che ci aspettiamo per i prossimi anni &nbsp;

Pillole di tecnologia: l’iniezione diretta

C&rsquo;&egrave; una tecnologia che nel mondo auto sta prendendo sempre pi&ugrave; piede. Le moto come al solito sono in ritardo, in questo caso per vari motivi, ma immaginiamo che prima o poi anche noi saremo interessati dall&rsquo;arrivo dell&rsquo;iniezione diretta. Ma perch&eacute; nelle auto l&rsquo;iniezione diretta si sta imponendo sempre di pi&ugrave; e invece nelle moto ancora latita? I motivi come detto sono molteplici, innanzitutto il sistema &egrave; pi&ugrave; costoso e richiede notevoli investimenti per la messa punto. L&rsquo;impianto di alimentazione benzina non pu&ograve; pi&ugrave; essere a 4 bar (in Moto GP in realt&agrave; passa i 10 bar), ma deve essere ad almeno 120 bar (meglio se 200) sia perch&eacute; deve vaporizzare istantaneamente la benzina che non ha tempo di miscelarsi con l&rsquo;aria nel percorso lungo i condotti di aspirazione, sia perch&eacute; la benzina deve essere iniettata all&rsquo;interno della camera di scoppio dove gi&agrave; ci sono ben oltre 10 bar di pressione realizzati dal lavoro di compressione del pistone. Questa tecnologia non &egrave; giustificata dalla necessit&agrave; di rispettare le normative antinquinamento Euro4 ed anche le prossime Euro5 entro i cui limiti si pu&ograve; rientrare anche con l&rsquo;iniezione indiretta. il vero vantaggio del sistema &egrave; la riduzione dei consumi, un aspetto ancora poco sentito sulle moto che non hanno ancora limiti stringenti sull&rsquo;emissione in atmosfera di quello che &egrave; considerato il grande satana del XXI secolo, ovvero l&rsquo;anidride carbonica. L&rsquo;iniezione diretta regala anche vantaggi in termini prestazionali, ma non ci si pu&ograve; aspettare che un impulso all&rsquo;introduzione di questa tecnologia arrivi dalle competizioni perch&eacute; esiste un regolamento abbastanza miope, che vieta l&rsquo;iniezione diretta anche in MotoGP, la categoria che dovrebbe essere l&rsquo;avanguardia tecnologica del settore. La motivazione &egrave; il contenimento dei costi, poco credibile quando ad esempio viene lasciata libert&agrave; di utilizzo dei costosissimi freni in carbonio la cui diffusione sulla produzione di serie &egrave; (e rimarr&agrave;) pari a zero.&nbsp;    ESEMPIO F1 - In Formula 1 invece &egrave; vero il contrario, l&rsquo;iniezione diretta &egrave; proprio imposta dal regolamento, con il chiaro intento di sviluppare una tecnologia capace di abbattere i consumi di carburante oltre che di aumentare le prestazioni. Basta pensare una cosa: la lotta per migliorare rendimenti ed efficienze ha fatto si che ad oggi i moderni powertrain ibridi capaci di circa 1000CV hanno rendimenti che arrivano al 48% che garantiscono consumi che sono meno della met&agrave; dei mitici turbo anni 80 che erogavano in configurazione gara circa la stessa potenza. Certo la tecnologia ha un suo costo, anche i semplici iniettori sono concentrati di tecnologia, con nozzle fino a 30 fori e pressione di alimentazione che sugli impianti Marelli arriva a 500 bar (contro i 100 bar utilizzati sugli ultimi V8 aspirati a iniezione indiretta). Qualcuno potrebbe obiettare che tutto sommato non &egrave; niente di che, se si pensa che gli iniettori per i moderni diesel superano i 2000 bar, ma il problema &egrave; che il gasolio &egrave; per sua natura un liquido &ldquo;unto&rdquo; cio&egrave; autolubrificante, mentre la benzina &egrave; &ldquo;secca&rdquo; il che pone grossi problemi di attrito sul movimento delle parti mobili che aprono e chiudono i passaggi della benzina, insomma un odierno iniettore di Formula 1 &egrave; un vero capolavoro di micro meccanica. Per vedere qualcosa di simile sulle moto immaginiamo che sia solo questione di tempo, ma dovranno esserci spinte esterne come una stretta ai consumi di carburante, un evento che da appassionati ci auguriamo si registri il pi&ugrave; tardi possibile. &nbsp; &nbsp;&nbsp;    COME FUNZIONA - Ma come funziona e cosa garantisce l&rsquo;iniezione diretta rispetto a quella indiretta? Concettualmente la differenza &egrave; semplice: la benzina deve essere miscelata all&rsquo;aria, un processo che tradizionalmente avveniva nel condotto di Venturi del carburatore. L&rsquo;aria viene aspirata dal pistone in discesa provocando una depressione che viene moltiplicata nella zona cilindrica fra i due coni (convergente e divergente) del Venturi. In quella zona di passa pressione ed alta velocit&agrave; del fluido, ci sono i getti del carburatore da cui fuoriesce lo spray di benzina che si miscela all&rsquo;aria. Quando &egrave; stata introdotta l&rsquo;iniezione elettronica, molto semplicemente il carburatore viene rimpiazzato dal corpo farfallato, il condotto di Venturi scompare e la benzina viene immessa tramite uno o pi&ugrave; iniettori posizionati sopra o sotto la farfalla a seconda di una serie di parametri che esulano da questa trattazione. Il sistema di per se funziona molto bene, anzi benissimo quando il motore &egrave; a regime stazionario e pu&ograve; essere settato a dovere per le fasi di accelerazione a piena apertura, ma ha alcuni limiti in fase di prima accensione e nei momenti in cui varia l&rsquo;angolo di farfalla, quando cio&egrave; il guidatore modula la potenza da erogare. Semplificando al massimo possiamo tentare una spiegazione: l&rsquo;iniettore spruzza benzina finemente vaporizzata ma ancora allo stato liquido, nelle partenze a freddo parte della benzina si deposita sulle pareti a temperatura ambiente dei condotti e dello stelo valvola, di conseguenza bisogna iniettare pi&ugrave; benzina di quanto servirebbe in realt&agrave;, ingrassando la miscela a tutto svantaggio dei consumi e delle emissioni. A caldo la gran parte della benzina evapora per effetto delle alte temperature dei condotti, ma comunque sia, una parte finisce sempre sulle pareti dei condotti, quando il regime &egrave; costante questo non &egrave; un problema e nemmeno in piena accelerazione perch&eacute; in pochi giri di albero motore la centralina, tramite i dati della sonda lambda, ricalibra la quantit&agrave; di benzina iniettata. Pi&ugrave; complicato quello che succede in rilascio e in riapertura. A farfalla chiusa il pistone continua ad aspirare ma il passaggio d&rsquo;aria &egrave; minimo, il &ldquo;risucchio&rdquo; &egrave; fortissimo e viene aspirata la benzina presente sulle pareti dei condotti col risultato di trovarsi con pochissima aria in camera e tanta benzina che viene letteralmente sprecata e provoca poi anche i ben noti borbottii in rilascio. Nel momento poi in cui si riapre il gas, parte della benzina iniettata torna a depositarsi sui condotti asciugati e quindi la centralina ancora una volta deve prevedere un extra iniezione.&nbsp;    NESSUN PROBLEMA - Queste problematiche vengono ovviate dall&rsquo;iniezione diretta: la benzina viene vaporizzata in camera di combustione, iniettata all&rsquo;ultimo istante utile ed esattamente nella quantit&agrave; che serve per miscelarsi in rapporto stechiometrico con l&rsquo;aria aspirata, insomma le condizioni di miscela grassa si riducono enormemente. Se ne avvantaggiano le prestazioni (un buon 5%) perch&eacute; una miscela troppo grassa comunque brucia male e migliorano tanto sia i consumi (anche un 15%) che le emissioni, riducendo gli incombusti che devono poi essere post bruciati nel catalizzatore. In pi&ugrave; si riesce ad ottenere un ulteriore vantaggio che si rivela particolarmente utile ai bassi carichi, quelli a cui sono spesso sottoposti i potenti motori motociclistici quando girano erogando solo una piccola frazione della potenza disponibile. Quando &egrave; richiesta poca potenza viene spontaneo chiedersi: &ldquo;perch&eacute; non utilizzare una miscela molto magra cos&igrave; si consuma meno?&rdquo; I problemi sono due: una miscela magra brucia male (come capita ad una miscela troppo grassa) si possono provocare anche i cosiddetti missfire o mancate accensioni, col motore che singhiozza e suona male e incombusti allo scarico in quantit&agrave;, inoltre miscele magre provocano una impennata delle temperature col risultato di creare ossidi di azoto a dismisura, un inquinante che il catalizzatore solo in parte riesce a ridurre. Con l&rsquo;iniezione diretta si crea quella condizione detta &ldquo;carica stratificata&rdquo;, ovvero lo spray di benzina viene iniettato in modo da diffondersi solo in prossimit&agrave; della candela, creando uno strato di miscela stechiometrica, nelle zone pi&ugrave; lontane invece c&rsquo;&egrave; solo aria. La miscela quindi &egrave; globalmente magra, ma la candela trova attorno a s&eacute; uno strato di miscela stechiometrica condizione ideale per innescare la corretta combustione, si creano ovviamente ossidi di azoto, ma almeno il motore lavora bene. Per ridurre gli NOx si adotta poi un secondo artificio che si chiama EGR ovvero Exhaust Gas Ricirculation, uno stratagemma preso a prestito dai motori diesel che consiste nell&rsquo;iniettare (solo ai bassi carichi) gas di scarico poveri di ossigeno in camera di combustione, in questo modo l&rsquo;azoto non trova reagente con cui combinarsi e le emissioni nocive vengono ridotte sul nascere. &nbsp; 

Ancora nel mondo dei motori per parlare di alimentazione e dei cambiamenti che ci aspettiamo per i prossimi anni

Pillole di tecnologia: l&rsquo;iniezione diretta

Per qualche puntata parleremo di motori, in particolare della parte alta, la testata dove si racchiudono tanti accorgimenti che permettono di ottimizzare il rendimento fluidodinamico

Pillole di tecnologia: la distribuzione a dito

In questa nuova &ldquo;puntata&rdquo; tiriamo in causa una tecnologia non particolarmente nuova, ma che sui motori ad alta potenza specifica ultimamente fa capolino: parliamo della distribuzione a dito. Il termine &ldquo;dito&rdquo;, in inglese &egrave; simile. Si parla di &ldquo;finger follower&rdquo;, indica un elemento rotante che viene interposto fra la camma e la valvola andando a sostituire il classico bicchierino.&nbsp;    IMPOSSIBILE &ldquo;SALIRE&rdquo; - Ma perch&eacute; &egrave; stato introdotto questo oggetto, dopo che per tanti anni ci &egrave; stato raccontato che il non plus ultra per i motori sportivi fosse il doppio albero a camme in testa? Procediamo con calma. Per capirlo serve un rapido excursus nell&#39;evoluzione della tecnica. Agli albori della storia motoristica (ma per alcuni marchi molto legati alla tradizione &egrave; ancora cos&igrave;) indipendentemente dal numero dei cilindri c&#39;era un solo albero camme nel basamento, una soluzione comoda ed economica che semplificava l&#39;architettura del motore e risolveva tanti grattacapi in termini di lubrificazione. Questo albero azionava tramite sistemi ad aste e bilancieri le valvole sulla testata. Potete immaginare la quantit&agrave; di masse in movimento alterno e le forze di inerzia che si sviluppavano. Da qui la chiara impossibilit&agrave; di salire troppo con i regimi di rotazione. Il passo logico era quello di spostare l&#39;albero a cammes in testata ed eliminare almeno le pesanti aste: nasce cos&igrave; la distribuzione SOHC (single overhead camshaft).&nbsp;  VALVOLE A TETTO - Allo stesso tempo si sapeva che per fare prestazione, le valvole dovevano essere posizionate &ldquo;a tetto&rdquo; e non con assi paralleli, solo cos&igrave; si poteva ottenere una forma di camera di scoppio ridotta e salire con il rapporto di compressione. Ma adottando un solo albero in testa servivano ancora una volta dei bilancieri di rinvio per raggiungere le valvole, un bilanciere per ogni valvola, oppure, studiando una posizione &ldquo;furba&rdquo; dell&#39;albero si poteva comandare direttamente una valvola e tramite bilanciere quella dall&#39;altro lato (sistema Honda Unicam).&nbsp;  DOHC - Ulteriore evoluzione &egrave; il sistema con due alberi a camme in testa. Cos&igrave; facendo si eliminano i bilancieri e si ottiene anche la possibilit&agrave; di rendere indipendente la fasatura della distribuzione in aspirazione da quella di scarico, un aspetto importante di cui ci occuperemo in un&#39;altra puntata. Questa soluzione per gli anglofoni prende il nome di DOHC (Double overhead camshaft) di cui abbiamo parlato all&#39;inizio e che ha prosperato e tuttora prospera sia nel campo auto che moto, perch&eacute; si &egrave; rivelata imbattibile anche passando da due a quattro valvole per cilindro. Ma dopo tutta questa guerra per contenere le masse alterne, ecco riapparirei bilancieri, o almeno qualcosa di molto simile. Sembra un controsenso, ma ci sono in realt&agrave; valide e giustificate ragioni. I motori moderni, sia per esigenze legate alle maggiori richieste di potenza, sia per contenere le emissioni inquinanti, necessitano di valvole che si aprano tanto e tanto in fretta. Questo vuol dire che i profili delle cammes devono essere come si dice in gergo molto &ldquo;spinti&rdquo; la camma insomma deve essere molto allungata ed avere le pareti laterali molto ripide.&nbsp;  LIMITI GEOMETRICI - Ma c&#39;&egrave; un limite oltre al quale non si pu&ograve; andare con il profilo della camma, si tratta di un limite geometrico: se la camma &egrave; troppo allungata il suo profilo invece di strisciare sulla superficie superiore del bicchierino spingendolo in basso, inizia a psingere contro il suo bordo una condizione assolutamente da evitare. Certo si pu&ograve; aumentare la dimensione del bicchierino, ma entro certi limiti perch&eacute; gli ingombri di una testata sono un vincolo importante. La soluzione a questo problema arriva negli anni 90, l&#39;era in cui in Formula 1 i motori aspirati pluri frazionati per fare potenza richiedevano regimi di rotazione sempre pi&ugrave; alti. Gli ingegneri capiscono che il problema di accoppiare camma e bicchierino poteva essere aggirato interponendo un terzo elemento capace di ruotare su un asse esterno (proprio come fa un dito aattorno alla sua articolazione) e dotato di due diverse superfici di accoppiamento, una adatta alla camma una alla valvola.&nbsp;  PROFILI SPINTI - Nascono cos&igrave; i finger follower: si elimina il bicchierino (una massa in meno in moto alterno ed anche la sua pastiglia di registro), si uniformano le pressioni di contatto e si riducono al minimo le spinte laterali sullo stelo, oltre ad avere ovviamente pi&ugrave; libert&agrave; nella scelta del profilo della camma. Un sistema che &egrave; diventato un must sui motori ad altissime prestazioni (aprire la testata di una BMW S1000RR per esempio), con la distribuzione a dito si possono adottare profili di camme estremamente spinti, addirittura si utilizzano le cosiddette camme concave, che permettono rampe di apertura ancor pi&ugrave; violente a tutto vantaggio della capacit&agrave; di riempimento della camera di combustione.  TIPO DESMO - E la distribuzione desmodromica tanto cara a a Ducati? Esatto! Per quanto riguarda le leggi di alzata pu&ograve; essere assimilata alla distribuzione a dito, pur avendo un sistema pi&ugrave; pesante e con pi&ugrave; inerzia visto che non si usa un dito, ma un bilanciere a due braccia, l&#39;azione imposta alle valvole &egrave; la stessa: con il &ldquo;desmo&rdquo; si pu&ograve; imprimere grandi accelerazioni alle valvole, con in pi&ugrave; l&#39;ulteriore vantaggio di poter anche richiamare le valvole in chiusura con maggiore accelerazione di quanto pu&ograve; un sistema a molla. Difatti la distribuzione desmodromica &egrave; l&#39;unica alternativa praticabile alle molle pneumatiche che vengono adottate ad esempio sui motori da MotoGP che superano abbondantemente la soglia critica dei 16.000 giri/minuto oltre alla quale le classiche molle a spirale non riescono pi&ugrave; a &ldquo;tenere il ritmo&rdquo; e a spingere indietro le valvole senza evitare sfarfallii.&nbsp; 

La sovralimentazione nel mondo delle quattro ruote ormai &egrave; una prassi sia per quanto riguarda i motori diesel che quelli a benzina. Nelle moto invece, a parte alcune eccezioni, questa tecnologia non prende piede.&nbsp;Perch&eacute; si sovralimenta un motore? Semplice: per ottenere pi&ugrave; cavalli. &Egrave; una risposta corretta ma incompleta, una volta in effetti le cose stavano cos&igrave;, soprattutto nell&rsquo;epoca d&rsquo;oro dei turbo, i mitici anni ottanta, ma al giorno d&rsquo;oggi ci sono motivi pi&ugrave; complessi, motivi che spiegano anche perch&eacute; questa tecnologia trova terreno fertile nell&rsquo;automotive e non prende (ancora) piede sui motocicli.  MAGGIORE POTENZA - Abbiamo detto che con la sovralimentazione si ottiene pi&ugrave; potenza, una verit&agrave; innegabile, una potenza che deriva dalla possibilit&agrave; di ovviare al principale collo di bottiglia che limita le prestazioni di un motore a combustione interna. Per creare potenza si deve realizzare una combustione, l&rsquo;energia chimica contenuta nel combustibile che si trasforma in calore e pressione e poi in energia meccanica tramite il meccanismo pistone, biella, manovella. L&rsquo;entit&agrave; delle combustione e quindi la potenza ottenibile sono sicuramente proporzionali&nbsp;alla quantit&agrave; di combustibile iniettato (la benzina), ma il combustibile per bruciare a dovere ha bisogno di una precisa quantit&agrave; di comburente, l&rsquo;ossigeno, se questo non &egrave; sufficiente parte del combustibile non brucia e viene sprecato.  SERVE OSSIGENO -&nbsp;Nei motori il problema non &egrave; iniettare in camera di scoppio tanto combustibile; per farlo&nbsp;basta mettere una pompa e degli iniettori pi&ugrave; grandi.&nbsp;Il problema &egrave; fare entrare pi&ugrave; ossigeno. Un tema che ha appassionato generazioni di progettisti e che nel corso degli anni &egrave; stato affrontato con le soluzioni pi&ugrave; disparate. Il modo pi&ugrave; semplice &egrave; quello di aumentare la cilindrata dei motori, &ldquo;the bigger the better&rdquo; dicono gli americani, una soluzione invece tanto amata dagli appassionati di tuning &egrave; sostituire l&rsquo;aria con un comburente contenente pi&ugrave; ossigeno, il protossido d&rsquo;azoto ad esempio con l&rsquo;ossigeno che passa dal 21% in massa fino al 36% con un teorico aumento di potenza del motore che pu&ograve; arrivare ad oltre il 50%, si tratta di un intervento alla portata anche di un semplice amatore esperto di meccanica, ma in ottica di produzione assolutamente antieconomico visto che cos&igrave; facendo oltre alla benzina si deve pagare anche il comburente. Un&rsquo;altra strada percorribile &egrave; quella di fare entrare pi&ugrave; ossigeno nel motore senza aumentarne la cilindrata aumentando la pressione dell&rsquo;aria in camera di combustione: &egrave; la cosiddetta sovralimentazione di cui ci vogliamo occupare.  ARIA COMPRESSA - L&rsquo;aria in aspirazione viene compressa tramite appunto un compressore che pu&ograve; essere di svariati tipi e che pu&ograve; essere azionato o sottraendo energia al motore stesso oppure sfruttando l&rsquo;energia dei gas di scarico che escono dal motore ad alta velocit&agrave; e ad alta temperatura. In questo caso una turbina raccoglie i gas di scarico e ne assorbe parte dell&rsquo;energia rallentandoli e raffreddandoli. Entrambi i sistemi sono ben conosciuti, e molto sfruttati perch&eacute; permettono di aumentare la potenza di motori gi&agrave; esistenti con modifiche ed investimenti tutto sommato limitati a patto ovviamente che la meccanica di base sia sufficientemente robusta per resistere alle maggiori solelcitazioni&hellip;  COMPRESSORE CENTRIFUGO E TURBOCOMPRESSORE -&nbsp;Un compressore centrifugo azionato dall&rsquo;albero motore &egrave; alla base della Kawasaki H2;&nbsp;il turbocompressore &egrave; invece il cuore del prototipo Recursion di Suzuki, non un veicolo di produzione, ma che potenzialmente lo diventer&agrave;&nbsp;anche perch&eacute; i vantaggi che questa soluzione comporta non sono affatto di secondo conto.&nbsp;Nelle prossime puntate analizzeremo queste due soluzioni cercando di capire cosa c&rsquo;&egrave; dietro e quali sono gli sviluppi che possiamo attenderci nei prossimi anni. 

Nelle moto i&nbsp;motori aspirati hanno sempre garantito un&#39;erogazione pi&ugrave; progressiva di quelli sovralimentati ma con la tecnologia di oggi qualcosa sta cambiando...

Sovralimentazione: perch&eacute; nelle moto &egrave; un&#39;eccezione - Parte 1

&nbsp;  In questa pillola vogliamo parlarvi della prototipazione rapida o stampa 3D, una tecnologia che dal giorno della sua &ldquo;invenzione&rdquo; ad oggi ha letteralmente rivoluzionato il mondo della progettazione e della industrializzazione e nei prossimi anni avr&agrave; ricadute tangibili anche nel mondo dell&rsquo;after market e della personalizzazione.  Un noto comico anni fa nei suoi spettacoli recitava pi&ugrave; o meno: &ldquo;Si fa il modello al computer, si prende una stampante 3D, polvere di metallo, raggio laser e il tuo pezzo &egrave; gi&agrave; pronto!&rdquo; In realt&agrave; le cose sono un tantino pi&ugrave; complesse, ma un fondo di verit&agrave; in questa boutade in effetti c&rsquo;&egrave;. Per costruire un oggetto al giorno d&rsquo;oggi si seguono due strade: per esemplari singoli o piccolissime serie in gergo si dice che lo si fa &ldquo;dal pieno&rdquo; ovvero si parte da un solido regolare, di metallo, di plastica, di legno e poi si ottiene la forma desiderata per asportazione di materiale, un processo lento che richiede macchinari costosi ma con pochi investimenti per attrezzature dedicate. Quando invece si pensa alla produzione di serie si realizzano i cosiddetti stampi: ovvero dei negativi della forma che si vuole ottenere, poi per deformazione plastica o per colata (o processi intermedi) si arriva al semilavorato. Servono pesanti investimenti in attrezzature dedicate, che vengono ammortizzati sui grandi numeri di produzione di particolari dal costo unitario ridotto.  Alcuni esempi nel nostro settore per chiarire meglio.&nbsp;Immaginiamo una piastra di sterzo: su una moto da corsa viene fatta per asportazione di truciolo partendo da un blocco di alluminio di alta qualit&agrave;, per una moto di produzione invece ci sar&agrave; uno stampo di fusione o di forgiatura e poi le lavorazioni meccaniche saranno ridotte al minimo (accoppiamento con gli steli forcella e cannotto di sterzo filetti delle viti di serraggio ecc). Altro esempio: una carena. Per un prototipo da corsa si realizza una forma in negativo su cui si stendono le pelli in vetroresina o fibra di carbonio, si lascia asciugare, si distacca il manufatto, lo si rifila e si operano le forature. Una moto di serie invece ha le carene in materiale plastico (ABS, polipropilene, Terblend, chi pi&ugrave; ne ha pi&ugrave; ne metta) che viene fuso e iniettato in stampi con finiture superficiali tirate a specchio che restituiscono il particolare finito, il processo dura pochi secondi, ma la realizzazione e la messa a punto richiede soldi e tempo.  Questo per fare capire che quando si deve realizzare uno stampo (di qualsiasi tipo si tratti) bisogna avere le idee chiare, una modifica in corso d&rsquo;opera richieder&agrave; tanti soldi e potenzialmente ritardi nell&rsquo;avvio di produzione, ecco quindi che la fase di progettazione deve essere a prova di bomba e richiede degli step di verifica intermedi, per non incorrere in costosi errori. Una volta si verificava la bont&agrave; del progetto realizzando modelli con tecnologie pi&ugrave; o meno artigianali, ma adesso c&rsquo;&egrave; la prototipazione rapida. Questi prototipi rapidi anni fa oltre ad essere costosi, erano delicatissimi e senza nessuna valenza funzionale, la finitura superficiale era molto grezza, le tolleranze dimensionali approssimate, servivano unicamente all&rsquo;occhio esperto degli addetti ai lavori, che potevano &ldquo;toccare con mano&rdquo; il progetto, valutare le forme, la resa estetica, la capacit&agrave; di accoppiarsi con altri particolari, insomma potevano decidere se dare il benestare al progetto e partire con gli investimenti. Niente di particolarmente interessante per l&rsquo;utente finale. Ma la tecnologia avanza, e avanza ad un ritmo impressionante, adesso ci sono macchine per la prototipazione sempre pi&ugrave; complesse, si sono evoluti i materiali ed i risultati che si possono ottenere lasciano veramente senza fiato.  Fatto salvo il concetto di base, ovvero una stampante molto simile ad una comune a getto di inchiostro che passata dopo passata deposita un sottilissimo strato di materiale che poi un raggio laser sinterizza, oggi un prototipo rapido pu&ograve; arrivare ad una consistenza pari a quella di un manufatto ottenuto da stampo e questo vale sia per oggetti in plastica che per oggetti metallici. Si perch&eacute; la prototipazione &egrave; in grado di lavorare anche sulle polveri di metallo e si possono ottenere oggetti capaci di resistere ad altissime temperature e a forti sollecitazioni meccaniche, insomma funzionali al cento per cento. In F1 ad esempio ci sono addirittura particolari dei collettori del sistema turbocompressore realizzate in 3D printing con polveri di titanio sinterizzate, ma senza andare in campi cos&igrave; estremi basti pensare alla CRP un azienda emiliana che produce una gamma di moto elettriche (la &ldquo;Energica&rdquo;) con le carene realizzate in prototipazione rapida e a prezzi ormai abbordabili. Negli USA poi &egrave; stata presentata &quot;Strati&quot; un automobile basata su meccanica Renault Twizy con tutta la carrozzeria realizzata con la tecnologia Direct Digital Manufacturing (DDM).  Questo vuol dire che &egrave; solo questione di tempo prima che questa tecnologia diventi veramente disponibile per tutti, anche per i semplici appassionati di personalizzazione che potranno modificarsi profondamente i propri veicoli, con soluzioni uniche, fatte sui propri gusti. Forse un giorno invece di comprarci una carena da pista o le pedane regolabili acquisteremo solo un modello 3D che poi potremo modificarci sul nostro PC per poi inviarlo al nostro stampista 3D di fiducia per avere un prodotto veramente unico. Ancora una volta il futuro si annuncia ricco di sorprese! 

La prototipazione rapida, o stampa 3D, ha stravolto il modo di progettare e di industrializzare. E siamo solo all&#39;inizio...

Prototipazione rapida... l&#39;inizio della rivoluzione

Come detto la lotta all&rsquo;abbattimento delle emissioni inquinanti &egrave; un tema caldo, ma lo &egrave; ormai da trent&rsquo;anni, da quando a met&agrave; degli anni ottanta si inizi&ograve; seriamente a contingentare l&rsquo;utilizzo di additivi tossici prima liberamente presenti nella benzina. Il principale di questi era il piombo tetraetile, per decine di anni utilizzato come antidetonante nonostante la sua conclamata tossicit&agrave;. Per lungo tempo la sua sostituzione si rivel&ograve; tecnicamente problematica, perch&eacute; oltre ad innalzare il numero di ottano (anche di 10-15 punti) aveva ottime doti di lubrificante, a cui si riusc&igrave; a sopperire solo con l&rsquo;avvento di materiali di nuova concezione. Una spinta a eliminare il piombo venne anche dalla necessit&agrave; di adottare dispositivi antinquinamento per limitare l&rsquo;emissione dei composti inquinanti di cui abbiamo parlato nella precedente puntata. Al posto del piombo per breve tempo venne utilizzato il benzene, una soluzione tampone e una cura peggiore del male (&egrave; cancerogeno), in pochi anni sostituito dal Metil-t-butil etere, un antidetonante tutt&rsquo;oggi impiegato con percentuali attorno al 10%, si tratta della soluzione a pi&ugrave; basso impatto ambientale che la ricerca chimica &egrave; riuscita a fornire.  Abbiamo accennato ai dispositivi antinquinamento, vediamo a cosa servono e come funzionano. La benzina brucia, o meglio viene ossidata e si trasforma in anidride carbonica e vapore acqueo ed in misura minore nei composti inquinanti che abbiamo gi&agrave; identificato: idrocarburi incombusti, monossido di carbonio ed ossidi di azoto. Questi inquinanti sono stati oggetto di una lotta serrata per abbatterne i livelli seguendo varie strade. Il primo passo &egrave; stato quello di realizzare una miscela il pi&ugrave; possibile stechiometrica, per questo serve sapere esattamente quanta aria entra nel motore, quindi ci sono sensori di pressione e temperatura in aspirazione e sensori di posizione per capire quanto le farfalle di aspirazione sono aperte, dopo di che bisogna iniettare esattamente il quantitativo di benzina necessario, non di pi&ugrave; e non di meno. Questa esigenza ha decretato la graduale sostituzione dei carburatori con l&rsquo;iniezione elettronica, che si avvale anche di un dispositivo inserito allo scarico, la sonda lambda, che indica se la combustione che si sta realizzando &egrave; &ldquo;grassa&rdquo; o &ldquo;magra&rdquo;.   Ci&ograve; nonostante sensibili quantit&agrave; di inquinanti continuano ad essere prodotte, e per abbatterle ulteriormente serve installare nello scarico un dispositivo chiamato convertitore catalitico. Quello che si vuole ottenere &egrave; forzare il monossido di carbonio e gli idrocarburi incombusti a ricombinarsi con l&rsquo;ossigeno rimasto nei gas di scarico e con gli ossidi di azoto che si sono formati, in pratica si vuole rimediare a quanto di sbagliato &egrave; avvenuto in camera di scoppio. In questo modo non si otterr&agrave; un vantaggio prestazionale ma almeno si inquiner&agrave; di meno. Il catalizzatore non cede composti alla reazione chimica, la sua struttura rimane la stessa prima e dopo il processo, ma rende le condizioni &ldquo;ambientali&rdquo; pi&ugrave; idonee al processo che si vuole ottenere, facendo innescare e velocizzando le reazioni di ossido riduzione &ldquo;purificatrici&rdquo;.  I gas di scarico passano attraverso questo oggetto che pu&ograve; essere immaginato come l&rsquo;unione di tantissimi e sottilissimi canali che mettono i gas a contatto con una superficie catalizzante il pi&ugrave; possibile estesa. L&rsquo;ideale sarebbe che ogni singola molecola arrivasse a contatto con gli elementi catalizzatori: il rodio che riduce gli ossidi di azoto in ossigeno e azoto, il platino e il palladio che ossidano il monossido di carbonio e gli idrocarburi incombusti. Il catalizzatore quindi fa bene all&rsquo;ambiente, un po&rsquo; meno alle nostre tasche, difatti dal punto di vista fluidodinamico &egrave; un filtro, un ostacolo all&rsquo;uscita dei gas, quindi a parit&agrave; di potenza erogata aumenteranno leggermente i consumi, ma questo &egrave; un concetto importante: inquinare meno non vuol dire necessariamente consumare meno.  Tutto semplice? Allora complichiamo un pochino la cosa: come detto nella puntata precedente in certe condizioni non &egrave; proprio possibile bruciare una miscela stechiometrica, al minimo ad esempio, oppure a motore freddo, oppure per ammorbidire la risposta del motore nelle riaperture e nelle chiusure di acceleratore si deve ingrassare il titolo della miscela, il risultato &egrave; quello di ottenere incombusti allo scarico, che non &egrave; possibile ossidare nel catalizzatore proprio perch&eacute; la miscela &egrave; grassa e manca ossigeno. I tecnici allora si sono inventati un sistema comunemente chiamato &ldquo;aria secondaria&rdquo;, che prevede l&rsquo;immissione di aria fresca prelevata dall&rsquo;airbox nei condotti di scarico, in questo modo viene fornito l&rsquo;ossigeno necessario a ripulire i gas. Una soluzione furba che non inficia le prestazioni del motore, poco costosa e che al massimo regala qualche piacevole scoppiettio in pi&ugrave; allo scarico.  Da ultimo riprendiamo il punto accennato nella puntata precedente riguardante le emissioni di anidride carbonica, un problema che gi&agrave; adesso &egrave; importante e nei prossimi anni diventer&agrave; centrale. Per calare le emissioni di CO2 ci sono pi&ugrave; strade, ma il concetto che deve passare &egrave; questo: contrariamente a quanto avviene per gli inquinanti, in questo caso emettere meno CO2 implica consumare meno. Prima soluzione: aumentare l&rsquo;efficienza dei motori aumentando i rendimenti meccanici, fluidodinamici e termodinamici, quindi ridurre le perdite per attrito, migliorare i riempimenti delle camere di combustione e sfruttare al meglio l&rsquo;energia sviluppata dalla combustione, sottraendo quanto pi&ugrave; possibile energia ai gas di scarico.  Oltre all&rsquo;utilizzo di materiali sempre migliori, nel settore auto si sono ottenuti buoni risultati ricorrendo al downsizing, ovvero all&rsquo;adozione di motori di cubatura inferiore capaci delle stesse prestazioni grazie alla sovralimentazione tramite turbocompressore, una strada che sulle moto incontra non pochi ostacoli. Il secondo passo &egrave; utilizzare come combustibile degli idrocarburi con minore percentuale di carbonio, quindi a parit&agrave; di potere calorifico si produrr&agrave; pi&ugrave; vapore acqueo e meno anidride carbonica, ad esempio la benzina ha indicativamente un atomo di carbonio ogni due atomi di idrogeno, l&rsquo;etanolo ha un atomo di carbonio ogni tre atomi di idrogeno; le benzine E10 vanno in questa direzione. Ovviamente non si pu&ograve; non accennare alla trazione elettrica, che vediamo come una alternativa possibile soprattutto per i veicoli destinati alla mobilit&agrave; urbana, ammesso e non concesso che l&rsquo;energia elettrica provenga da centri di produzione &ldquo;virtuosi&rdquo; che non sfruttino a loro volta idrocarburi.  In generale per&ograve; il concetto &egrave; chiaro: meno CO2 vuol dire meno prestazioni, cosa ci riserver&agrave; il futuro molto dipende dalle scelte dei legislatori, se anche alle moto si inizier&agrave; a chiedere di contenere le emissioni di gas serra, temiamo che la corsa alle potenze ed alle prestazioni sar&agrave; sempre pi&ugrave; ostacolata.  Qui potete leggere la prima parte dell&#39;articolo. 

La riduzione del CO2 &egrave; sinonimo di riduzione prestazionale.&nbsp;Se alle moto si inizier&agrave; a chiedere di contenere le emissioni di gas serra, la corsa alle potenze sar&agrave;&nbsp;ostacolata.

Inquinare... Cosa vuol dire esattamente? (Seconda parte)

I richiami alla normativa Euro 4 in questo periodo sono costanti, una normativa che tocca diversi punti, uno dei pi&ugrave; importanti &egrave; quello relativo alle prescrizioni antinquinamento. In questa pillola vogliamo appunto cercare di chiarire cosa vuol dire inquinare, nella prossima cercheremo di capire come fanno i costruttori per limitare l&rsquo;inquinamento.&nbsp;Un motore a scoppio serve per trasformare una fonte energetica in energia meccanica, in coppia e potenza. La nostra fonte energetica &egrave; il carburante, la benzina.&nbsp;La quantit&agrave; di energia che racchiude&nbsp;&egrave; chiamata potere calorifico, si misura in Joule (o calorie) per unit&agrave; di massa. Per convertire l&rsquo;energia del combustibile si deve verificare un processo chimico chiamato combustione ad opera di un altro elemento chiamato comburente. Chimicamente si assiste ad una&nbsp;combinazione fra gli elementi costituivi del combustibile e del comburente che vanno a formare nuovi composti.&nbsp;In questo processo si sviluppa energia sotto forma di calore e di pressione.&nbsp;Questo calore viene trasformato dal motore in energia meccanica.  SENZA L&#39;OSSIGENO NON SI FA NULLA - Ovviamente il nostro combustibile &egrave; la benzina e il comburente &egrave; l&rsquo;aria, o per meglio dire quel 20% abbondante dell&rsquo;aria costituito da ossigeno, un elemento molto reattivo, l&rsquo;agente ossidante per eccellenza. La benzina tecnicamente &egrave; un idrocarburo, letteralmente un composto di idrogeno e carbonio uniti fra loro secondo tante diverse strutture nel quale cambiano le percentuali e la forza dei legami atomici. Quando queste macromolecole si trovano a contatto con l&rsquo;ossigeno basta un piccolo aiuto esterno perch&eacute; parta il processo di ossidazione, questo aiuto &egrave; chiamato innesco, nel caso dei motori a benzina &egrave; provocato dalla scintilla della candela. In condizioni ideali succede che le molecole dell&rsquo;idrocarburo si &ldquo;aprono&rdquo; e i singoli atomi di idrogeno e carbonio si uniscono con l&rsquo;ossigeno a formare anidride carbonica e vapore acqueo. Ebbene s&igrave;! Contrariamente a quanto si possa immaginare, in condizioni ideali bruciando benzina non si emettono sostanze dannose per l&rsquo;ambiente! Il problema &egrave; che le condizioni ideali non sono quelle reali e per tanti motivi durante la combustione si formano altri sotto prodotti che invece a vario titolo sono inquinanti.  LE CONDIZIONI IDEALI SONO UTOPIA -&nbsp;Prima di tutto dobbiamo vedere quali sono le condizioni ideali: semplificando al massimo sono quelle in cui si hanno valori di temperatura e pressione ben determinati, la benzina completamente allo stato di gas e perfettamente miscelata all&rsquo;aria secondo un rapporto che in massa deve essere di 1 a 14.7, quello che i chimici definiscono stechiometrico. In un motore che aspira aria a temperature che vanno da -30 &deg;C a +50 &deg;C, che compie un ciclo di aspirazione in un tempo che pu&ograve; andare da 3 centesimi di secondo a meno di tre millesimi (provate a immaginare cosa vuol dire 3 millesimi di secondo: &egrave; il tempo che impiega il pistone a scendere dal punto morto superiore a quello inferiore a 10.000 giri minuto) potete ben capire che mantenere condizioni di combustione ideali sia ben difficile, in pi&ugrave; per tanti buoni motivi sarebbe meglio avere una miscela leggermente ricca: l&rsquo;erogazione diventa pi&ugrave; morbida, le temperature di utilizzo sono pi&ugrave; basse e si ha una ragionevole certezza di utilizzare tutto l&rsquo;ossigeno che viene aspirato in modo da ottenere la massima potenza.  CONTROINDICAZIONI - Di contro ovviamente aumentano i consumi, ma soprattutto aumentano le emissioni inquinanti. Succede infatti che con una miscelazione grassa non c&rsquo;&egrave; abbastanza ossigeno per bruciare al meglio tutti gli idrocarburi iniettati e la parte non bruciata viene emessa in atmosfera (sono gli idrocarburi incombusti identificati con la sigla HC) che oltre ad essere tossici in alcuni casi sono anche cancerogeni. Peggio ancora parte del carbonio invece che legarsi a due atomi di ossigeno a formare anidride carbonica CO2, forma il monossido di carbonio CO che &egrave; addirittura velenoso. Si potrebbe pensare allora, anche a costo di penalizzare le prestazioni e l&rsquo;affidabilit&agrave;, di girare magri, purtroppo per&ograve; si avrebbero problemi anche in questo caso, perch&eacute; le temperatura di combustione immediatamente si alzerebbero col risultato di rendere reattivo un gas tipicamente inerte come l&rsquo;azoto (che costituisce il 78% dell&rsquo;aria aspirata). L&rsquo;azoto trova dell&rsquo;ossigeno non legato e assieme vanno a formare gli NOx ossidi di azoto responsabili della formazione di ozono a bassa quota, e combinandosi successivamente con il vapore acqueo creano ossidi nitrosi responsabili delle cosiddette piogge acide.  ALLA RICERCA DELLA COMBUSTIONE PERFETTA - Insomma non c&rsquo;&egrave; niente da fare, la combustione deve avvenire in modo il pi&ugrave; possibile perfetto, nella prossima puntata vedremo come si cerca di ottenere questo obiettivo, per il momento possiamo dire, che ogni step delle Normative Euro hanno pesantemente limitato l&rsquo;emissione di questi composti,&nbsp;in pratica dimezzando di volta in volta i limiti precedenti, col risultato che un veicolo Euro 4 a parit&agrave; di prestazione &egrave; enormemente pi&ugrave; rispettoso dell&rsquo;ambiente rispetto ad un veicolo dei primi anni &lsquo;90. Per inciso, la normativa auto &egrave; gi&agrave; arrivata ad Euro 6, ma in effetti i limiti ancor pi&ugrave; restrittivi coinvolgono principalmente i motori diesel, per i benzina ormai sono le e missioni inquinanti sono veramente bassissime.  UN PROBLEMA CHIAMATO CO2 - Ma se tutto questo non fosse abbastanza, esiste un ulteriore problema: l&rsquo;anidride carbonica. La CO2 non &egrave; un gas velenoso o inquinante, ma crea indirettamente grandi problemi. Negli ultimi anni si fa un gran parlare di effetto serra e riscaldamento globale, l&rsquo;innalzamento delle temperature &egrave; dovuto anche a certi gas fra cui l&rsquo;anidride carbonica che miscelati nell&rsquo;atmosfera in percentuali troppo elevate lasciano passare i raggi del sole ma non fanno uscire verso lo spazio i raggi infrarossi che hanno maggiore lunghezza d&rsquo;onda, col risultato che il calore non viene disperso. Ecco quindi che normative locali o direttive internazionali spingono sempre pi&ugrave; alla riduzione delle emissioni di CO2, un prodotto primario dei motori a combustione, un problema non da poco che &egrave; destinato a rivoluzionare la mobilit&agrave; del prossimo futuro.&nbsp; 

Nella normativa Euro 4 i richiami alla prescrizioni anti inquinamento sono molteplici. Inquinare &egrave; sinonimo di combustione, perfetta solo in teoria. Nella pratica, invece...

Inquinare... Cosa vuol dire esattamente? (Prima parte)

Sono ormai lontani i tempi in cui tutte le moto avevano alcuni punti fermi nelle loro forme: un enorme gruppo ottico anteriore (tondo o al massimo rettangolare), indicatori di direzione che parevano le luci di ingombro di un TIR e fanalini posteriori con una triste lucina rossa. Adesso tutto &egrave; cambiato, anzi tutto sta cambiando, ma il motivo non &egrave; un improvviso interesse per nuove forme, piuttosto adesso ci sono tecnologie che permettono maggiore libert&agrave; ed il futuro prossimo si prospetta ancor pi&ugrave;... luminoso!&nbsp;    EVOLUZIONE - Diamo una veloce occhiata alla storia recente per capire quali sono state le tappe evolutive del settore dell&#39;illuminazione, tenendo sempre conto che sulle moto le novit&agrave; arrivano in seconda battuta, lo sviluppo viene fatto nell&#39;automotive dove i maggiori volumi di vendita permettono investimenti ben superiori. Sono due i campi si cui i tecnici si sono concentrati: le sorgenti luminose da un lato ed i proiettori dall&#39;altro, oggi parleremo di sorgenti, da cui tutto nasce, le forme esterne sono poi una conseguenza. Il fanale moderno nasce con l&#39;invenzione della lampada ad incandescenza: un bulbo in vetro con un filamento in tungsteno che percorso da corrente si illumina per effetto Joule. All&rsquo;interno del bulbo non c&rsquo;&egrave; aria perch&eacute; l&rsquo;ossigeno ossiderebbe immediatamente il filamento, al suo posto c&rsquo;&egrave; un gas inerte a bassa pressione, solitamente argon. La resa di una lampada ad incandescenza classica &egrave; molto bassa, per non bruciare il filamento in poco tempo, la sua temperatura non pu&ograve; crescere troppo, il risultato &egrave; una luce giallastra e una forte emissione di energia non come luce ma come raggi infrarossi che scaldano ma non illuminano. Proprio per questo motivo queste lampade sono state progressivamente vietate anche per l&#39;illuminazione domestica. La loro naturale evoluzione sono le lampade alogene: l&#39;aggiunta di gas nobili come iodio, kripton e xeno permettono di raggiungere temperature del filamento pi&ugrave; alte (difatti il bulbo non &egrave; in vetro che non resisterebbe, ma in quarzo cristallino).&nbsp;    PRESENTE - Un sostanzioso passo in avanti sono le lampade a scarica di gas, quelle impiegate nell&#39;automotive sono di un solo tipo, le cosiddette Xenon che &egrave; il gas contenuto al loro interno e che produce luce una volta che viene ionizzato dall&#39;arco voltaico ad altissima tensione realizzato dalle ballast. Per via dell&rsquo;intenso fascio luminoso che producono, richiedono sistemi adattativi di controllo della direzione del fascio, una complicazione compatibile con un&#39;automobile, ma che complica non poco la vita su una moto, al punto che l&#39;unica ad adottare questa tecnologia &egrave; la voluminosa BMW K1600 GT dotata di un sistema autolivellante, oltre che oscillante in funzione del rollio del mezzo. Ma la scarsa diffusione delle lampade allo xeno sulle moto &egrave; dovuta anche al prorompente sviluppo di una diversa tecnologia che invece si sposa perfettamente con i comprensibili limiti di spazio in zona manubrio: da qualche anno siamo entrati nell&#39;era dei LED. I LED si sono evoluti solo dopo che gli scienziati hanno iniziato a comprendere al meglio le leggi della meccanica quantistica con semiconduttori che emettono fotoni attraverso un fenomeno di emissione spontanea o luminescenza. Si sono affermati prima nei proiettori posteriori (stop e luci di posizione), quindi negli indicatori di direzione, poi, con l&#39;aumento delle potenze disponibili, nelle luci diurne anteriori e quindi nei proiettori di profondit&agrave;. Il LED garatiscono massima affidabilit&agrave;, se ben costruiti sono praticamente eterni, estremamente efficienti, quindi con consumi bassissimi e con tempi di accensione praticamente istantanei. Questo &egrave; il presente, ma il futuro &egrave; gi&agrave; alle porte e preme fortissimo: le nuove tecnologie in arrivo si chiamano OLED e Laser, ma di queste parleremo un&#39;altra volta! 

Proiettori di profondit&agrave;, indicatori di direzione, fanalini posteriori, le sorgenti luminose su una moto sono una parte integrante dello stile e per assecondare le esigenze dei designer i tecnici affondano a piene mani nelle nuove tecnologie

Facciamo luce! Come cambiano i fanali delle moto (prima parte)

Con l&#39;arrivo dell&#39;Euro 4, anche nelle moto, come avvenuto nelle auto con l&#39;introduzione dell&#39;Euro 3 (anni &#39;00), si sentir&agrave; parlare di autodiagnosi e di OBD ma solo nel 2020, con l&#39;Euro 5, la rivoluzione sar&agrave; completa, nel senso che si passer&agrave; al sistema OBD-II, attualmente utilizzato nelle auto.

L'autodiagnosi con l'Euro 4, aspettando l'Euro 5

Continuiamo a parlare di Euro 4, e non sar&agrave; l&rsquo;ultima volta, per accennare ad una alle tante novit&agrave; che questa normativa obbliga ad introdurre. Questa volta parliamo di elettronica ed in particolare dell&rsquo;obbligo di installare a bordo un sistema di auto diagnosi, capace di comunicare con l&#39;esterno tramite un protocollo standardizzato. Insomma i &ldquo;malanni&rdquo; delle nuove moto potranno essere capiti non solo dai tecnici di una officina autorizzata, ma anche da un meccanico generico dotato dell&#39;opportuna attrezzatura, nonch&eacute; dalle autorit&agrave; addette al controllo delle emissioni.&nbsp;  DALLE AUTO ALLE MOTO - Il sistema comunemente &egrave; chiamato OBD, ovvero On Board Diagnostics, un&rsquo;idea che nelle auto &egrave; stata introdotta negli anni &#39;80 con l&#39;avvento delle prime centraline elettroniche. La sua nascita non &egrave; dovuta a una disposizione di legge ma a vera necessit&agrave;: gli impianti elettrici diventavano sempre pi&ugrave; complessi, con letteralmente chilometri di cavi elettrici lungo tutta l&rsquo;automobile e ricercare un guasto &ldquo;alla cieca&rdquo; significava, anche per le officine specializzate, tempistiche enormi senza nemmeno la certezza di riuscire a trovare un guasto fantasma.  AUTODIAGNOSI SEGRETA - Ogni casa in un primo tempo ha iniziato a sviluppare un proprio sistema di autodiagnosi, ognuno con le sue modalit&agrave;, anzi l&rsquo;idea era proprio quella di tenere segreto quanto pi&ugrave; possibile il tutto, sia per proteggere il proprio &ldquo;know how&rdquo; sia per realizzare una sorta di monopolio delle proprie autofficine, le uniche capaci di intervenire sull&rsquo;elettronica di bordo. Un sistema del genere, ovviamente, non poteva durare. Le autorit&agrave; sono intervenute ed hanno iniziato a imporre certe scelte, per permettere una sana concorrenza ma soprattutto per permettere in sede di revisione di monitorare lo status di quei componenti &quot;emission relevant&quot;, cio&egrave; quelli che, se in avaria, non permettono il rispetto dei limiti delle emissioni inquinanti, ad esempio il catalizzatore, i sensori di temperatura e di apertura farfalla, o le sonde lambda.  OBD-II - Il passo successivo &egrave; stato l&rsquo;introduzione del pi&ugrave; evoluto OBD-II, (nasce in California negli anni &#39;90), in grado di monitorare anche parametri legati alla dinamica del veicolo. Questa normativa &egrave; stata recepita in Europa con l&rsquo;avvento della normativa auto Euro3 (primi anni &#39;00) con il nome di EOBD (European On Board Diagnostics). Onestamente ci si aspettava un simile provvedimento anche sulle moto, invece l&rsquo;Euro 4 prevede una uniformazione un po&rsquo; all&rsquo;acqua di rose. Il sistema che deve essere installato non &egrave; completo ma permette comunque di accedere a parecchie informazioni, utili per monitorare i sistemi antinquinamento, ma anche per semplificare la vita al meccanico chiamato ad intervenire in caso di guasto.  RIVOLUZIONE PARZIALE - Un officina generica, ma anche un semplice appassionato, trover&agrave; in commercio uno strumento compatibile con qualsiasi moto; serviranno solo degli adattatori perch&eacute; le spine non sono state unificate. Il software, per&ograve;, sar&agrave; comune a tutte le marche ed i modelli, comunque un bel passo in avanti. Nel 2020 si andr&agrave; ancora oltre: arriver&agrave; la normativa Euro 5 per tutti i veicoli a due o tre ruote e sar&agrave; la volta dell&#39;introduzione del vero e proprio OBD-II.   &nbsp; 

Proprio come avvenuto con la normativa Euro 3 delle auto, con l&#39;Euro 4 delle moto, tramite un apposito&nbsp;strumento, sar&agrave; possibile effettuare l&#39;autodiagnosi.

Euro 4: inizia la rivoluzione &quot;diagnostica&quot;

Occhiali al posto del casco, abbigliamento leggero, la moto che rimane in equilibrio senza il cavalletto: sono solo tre di un gran numero di aspetti che potrebbero diventare standard per il motociclismo e dare quella sensazione di libert&agrave; in una nuova dimensionesempre pi&ugrave; digitalizzata. E la cosa migliore - dicono in BMW - &egrave; che questo veicolo visionario &egrave; gi&agrave; qui: si tratta della BMW Motorrad Vision Next 100.  La futuristica due ruote irrompe silenziosamente attraverso la sala nel corso delle celebrazioni dei 100 anni di BMW.&nbsp; Il pilota, vestito di nero e con occhiali alla moda, ferma la moto e rimane in bilico con i piedi sulle pedane. E&#39; come una scena di un film di fantascienza. E anche se tutto accade nella capitale del cinema che &egrave; Los Angeles, &egrave; comunque assolutamente reale. La moto, che festeggia il suo debutto mondiale all&#39; &quot;Iconic impulses, The BMW Group Future Experience&quot;, ci catapulta negli anni &#39;40 del 21&deg; secolo.    Un tempo in cui la mobilit&agrave; &egrave; ancora pi&ugrave; varia e interconnessa; un momento in cui digitalizzazione assume una forma che noi oggi percepiamo come surreale; un momento in cui motociclismo diventa un&#39;esperienza ancor pi&ugrave; straordinariamente emotiva. &quot;La moto fornisce la mia fuga dalla vita di tutti i giorni. Dal momento in cui salgo a bordo, provo altro libert&agrave; assoluta -. La grande fuga&quot;, dice Edgar Heinrich, capo del design di BMW Motorrad.  Insieme al suo team di progettazione, Edgar Heinrich ha redatto questo scenario futuro e progettato la BMW Motorrad Vision Next. &quot;Quando sviluppiamo una moto, di solito pensiamo a circa cinque-dieci anni nel futuro. Quindi, dare un&#39;occhiata anncora pi&ugrave; nel futuro &egrave; stato particolarmente emozionante per noi e di grande appeal&quot;, dice Edgar Heinrich.   I progettisti assumono che fra 20 nni, la maggior parte dei veicoli saranno autonomi. La vita si svolger&agrave; maggiormente in ambienti urbani e sar&agrave; organizzata da servizi digitali. Sempre pi&ugrave; digitalizzata, sempre pi&ugrave; interconnessa, sempre pi&ugrave; automatizzata. Questo pensiero ha chiarito che cosa torner&agrave; a dare all&#39;uomo la sensazione di libert&agrave;.    Libert&agrave; significa vivere l&#39;ambiente con tutti i sensi, sentire le forze centrifughe, l&#39;accelerazione e il vento. Idealmente senza casco o indumenti protettivi. E con il BMW Motorrad Vision Next 100 non serviranno pi&ugrave;. Poich&eacute; il &quot;compagno digitale&quot; - un&#39;unit&agrave; funzionale costituita da moto e dalla versione BMW di attrezzature pilota - assicura un elevato grado di sicurezza. Il compagno digitale agisce impercettibilmente in background e interviene quando necessario o desiderato.   &quot;Era importante per noi che l&#39;esperienza di guida rimanesse indisturbata&quot;, spiega Holger Hampf, responsabile del design e del customer experience presso il BMW Group. 

Per festeggiare i primi 100 anni, la Casa dell&#39;Elica ha realizzato un video fantascientifico: come potrebbe essere il motociclismo del prossimo secolo

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Il giovane marchio europeo di elettronica, Healtech, propone sul mercato un nuovo kit cambio elettronico (QSE).  Questo dispositivo, di chiara ispirazione racing (si usa infatti nel mondo delle competizioni), consente cambiate pi&ugrave; rapide senza frizione e a pieno gas.  I vari settaggi possono essere facilmente cambiati via BlueTooth, attraverso una semplice app sullo smartphone.  Di facile installazione e minime dimensioni, ha cablaggi dedicati a tutte le moto che abbiano un azionamento del cambio in trazione o pressione, convenzionale o rovesciato.  Per la Healtech &egrave; importante mantenere il miglior rapporto qualit&agrave;/prezzo per tutti i suoi prodotti e anche in questo caso &egrave; cos&igrave;: 299 euro &egrave; quanto ci vuole per aggiudicarsi il kit composto da centralina, sensore e cablaggio dedicato  E a chi proprio non se lo vuole perdere basta un click su: www.faster96.com.  &nbsp;  Giulia Cassinelli  [gallery ids="14649,14652,14651"]

Semplice, tecnologico, piccolo e ad un prezzo contenuto, &egrave; il nuovo kit Healtech 

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