Dal mio punto di vista, questo è il miglior blocco motore (dopo il Piaggio a carburatore a liquido) mai progettato.
è stato costruito con una lega di alluminio, l'aspirazione dell'alimentazione è su di esso, e monta il cilindro orizzontalmente. Questa caratteristica lo distingue molto dal verticale, che ha il cilindro montato verticalmente, e l'aspirazione su di quest'ultimo, caratterizzando quindi prestazioni più basse dell'orizzontale.
Per iniziare vi dirò che bisogna pensare prima a far sviluppare la potenza massima sull'albero, curando il passaggio dei flussi di benzina, la carburazione, la raccordatura di tutti i condotti, e poi trasmetterla alla ruota, pensando alla trasmissione, tarandola nel giusto modo, e facendo in modo che ci sia meno attrito possibile che influisca sulla potenza finale sulla ruota.
Questo nella foto è il semicarter destro (dove si trova il volano e la pompa dell'acqua); vi sono due fori di lubrificazione che dal pacco lamellare e dalla luce del cilindro, comunicano con la sede del cuscinetto di banco dell'albero motore, e permettono di far arrivare la miscela appunto nel cuscinetto per lubrificarlo.
- i cuscinetti a sfera sono organi meccanici capaci di far
ruotare un perno dentro essi, riducendo al minimo l'attrito. Vi sono
due anelli principali concentrici in cui tra essi vi sono delle sfere
che favoriscono lo scivolamento di questi anelli ( sono organi volti a
trasformare l’attrito radente in attrito volvente con conseguenti
minori perdite). Ci sono diversi tipi di cuscinetti, che si
differenziano tra loro per valore di attrito (es.c2, c3, c4...ecc). un
cuscinetto c4 avrà meno attrito del c3, permesso dal
maggiore spazio tra le sfere (meno resistenza), e per questo
sarà più prestante
- i paraoli sono organi meccanici che non permettono il passaggio del flusso di miscela fuori dal carter attaverso i cuscinetti (vengono posti subito dopo di essi).
I carter del Minarelli orizzontale hanno l'aspirazione su di essi... per questo si può definire "la strada" del flusso della miscela proveniente dal carburatore. Per avere maggiori prestazioni è importante che questa strada sia più favorevole possibile al passaggio del flusso, e che permetta a quest'ultimo di viaggiare a velocità più alta possibile, in modo da riempire il più possibile la camera di scoppio del gruppo termico.
La viscosità è l'attrito che si oppone al passaggio del flusso di miscela. Per questo, bisogna ottenere un basso valore di viscosità nei carter, in modo da avere un passaggio più veloce della miscela, agendo sulla superficie dei carter.
Il migliore trattamento della superficie del carter è la SABBIATURA, un trattamento che rende grezza la superficie. In questo modo, la prima miscela che passa nel carter si posa sulla superficie grezza, creando un letto di fluido in cui passa il flusso di miscela che segue. Alcuni dicono che la lucidatura sia migliore della sabbiatura... secondo me è meglio usare la sabbiatura per i condotti dove passa il fluido (miscela), e la lucidatura per i condotti dove troviamo il passaggio dell'aria o miscela combusta (carburatore e scarico).
Lo spostamento del fluido nel carter (rif. a effetto carter-pompa) è dato dal movimento rotatorio dell'albero e dalla depressione che si crea nel gruppo termico quando il pistone passa dal PMS (punto morto superiore) al PMI (punto morto inferiore), e il moto di questo fluido è detto LAMINARE. Un moto turbolento del fluido invece, darebbe problemi di spostamento nel carter, e quindi riempimento errato nella camera di scoppio, determinando quindi prestazioni più basse. Un moto turbolento del flusso può essere creato da un collettore del carburatore rotto (aspira aria e smagrisce anche la carburazione) o atri organi che rompendosi mettono in comunicazione il flusso di benzina nel carter con l'esterno (o da una raccordatura fatta a CDC).
GRUPPO TERMICO:
Il gruppo termico comprende quel gruppo di organi che consente la combustione: cilindro, pistone e testata. Nel nostro caso parliamo di motori raffreddati a liquido, ma il funzionamento è lo stesso anche per quelli raffreddati ad aria.
consideriamo il cilindro come un "cubo" di materiale, con un foro per il passaggio del pistone che ha un riporto x ridurre l'attrito (i riporti più usati sono miscele di nikel, rame e silicio, con aggiunta di cromo), e ai lati di questo foro troviamo dei condotti che mettono in comunicazione la canna cromata (dove passa il pistone) con la base del cilindro e quindi con i carter.
L'altezza di queste luci a la loro portata (grandezza) nella canna cromata determinano molte caratteristiche del gruppo termico, come la potenza, il regime di coppia massima, l'erogazione della potenza e cosi via.
Altri dettagli che caratterizzano le prestazioni sono la forma della testata, il materiale e la leggerezza del pistone, e le fasce elastiche, squish, fasature e time area.
Un pistone monofascia sarà più prestante di un pistone bifascia, poiché l'attrito nella canna cromata è minore, e ciò comporta un numero più alto di giri.
Anche il materiale di cui è costituito il cilindro è molto importante per le prestazioni, di solito i gruppi termici sono formati da ghisa o lega di alluminio ad alto tenore di silicio.
Il regime di potenza massima di un gruppo termico è il numero di giri in cui il motore lavora meglio, e sprigiona tutta la sua potenza il momento di coppia massima invece viene definito come il numero di giri al quale il motore esprime il suo massimo rapporto N/m, in soldoni, la SPINTA che è tutt’altro che la potenza).Per questo è importantissima l'espansione della marmitta (che a seconda del tempo in cui l'onda di risonanza ritorna, predilige un certo numero di giri e la taratura della trasmissione, in modo da far lavorare il motore sempre su quel regime.
Il funzionamento del gruppo termico è il seguente: poiché è un motore 2tempi, ha due fasi principali.Nella prima fase il pistone scende, crea una certa depressione, e scoprendo le luci di travaso aspira il flusso di miscela dal carburatore (gettando la miscela combusta in precedenza dalla scarico).
Nella seconda fase, il pistone risale e, chiudendo tutte le luci (scarico e travaso) comprime la miscela fino al punto morto superiore;in quel momento scocca la scintilla, e avviene un esplosione che manda giù violente mente il pistone, che libera nuovamente le luci, mandando via i gas combusti dallo scarico e aspirando la miscela dai travasi.
In realtà la scintilla è leggermente anticipata (scocca una frazione di secondo prima che il pistone si trovi nel pms) poiché la combustione totale della miscela impiega un certo tempo e quando è in pms deve essere tutta "incendiata). Nel Minarelli la fase (momento-scintilla) è fissa, ed è regolabile solo montando piatti elettronici regolabili (Leonelli, Selettra, ecc...) oppure mezzelune che spostano il volano di qualche grado.
ALBERO MOTORE
L'albero motore è l'organo che mette in comunicazione il pistone con la trasmissione, trasformando il moto del pistone (su e giù) in un moto rotatorio. Il pistone è attaccato alla biella dell'albero tramite un spinotto che "semiruota" su una gabbia a rulli (cuscinetto a rulli che riduce l'attrito). L'albero motore ha anche un altra funzione fondamentale: grazie alle spalle (piene, se ne montiamo uno con queste caratteristiche) deve spostare una parte di fluido dall'ingresso dell'alimentazione nel carter fino ai travasi, ed è anche grazie a questa funzione che riesce a lubrificarsi.
Se si ha un motore "corsa lunga" l'albero avrà la biella attaccata più esternamente nelle spalle, a differenza dell'albero corsa standard, in modo che il maggior diametro di rotazione implichi una corsa più lunga del pistone, determinando quindi una maggiore cilindrata (corsa pistone x alesaggio). Logicamente, un motore corsa lunga avrà maggiore potenza del corsa standard, ma il regime di potenza massima sarà inferiore (il pistone impiega più tempo a salire e scendere, ma ha una leva più lunga e quindi favorevole, per far ruotare l'albero). Mentre il corsa standard avrà una potenza più contenuta, ma con potenza massima ad un regime più alto.Questa caratteristica influisce sulla taratura della trasmissione, sulla carburazione, e sulla scelta dello scarico.
SCARICO
La marmitta ad espansione è considerata l'organo meccanico più importante nel due tempi. La sua funzione è quella di rimandare quella piccola porzione di gas INCOMBUSTI nella camera di scoppio, grazie ad un onda di risonanza emanata dal gt, che rimbalzando nel controcono torna verso il cilindro spingendo questi gas prima che il pistone richiuda le luci.è una sovralimentazione, la stessa funzione di una turbina nel 4tempi.
A seconda della forma (diametro collettore, lunghezza collettore, diametro coni, lunghezza coni, lunghezza curva del silenziatore) abbiamo un effetto diverso che si manifesta sulle prestazione del motore. Dato un motore, la marmitta perfetta è quella che emana l'onda di risonanza, e quindi rimanda i gas incombusti nel gt, "sovralimentandolo" nel momento in cui il motore lavora meglio. In pratica, la marmitta deve prediligere un regime che sia uguale al regime di coppia massima del motore.In questo modo si ha la potenza massima sprigionata dal motore (ecco perché si dovrebbe sempre abbinare il gt alla marmitta della stessa marca).
Si deve sapere che più l'onda di risonanza è veloce a tornare nello scarico del gt, e più il regime di potenza è alto: possiamo dire quindi che più la pancia della marmitta è vicina, il collettore più corto e largo, e controconi più stretti, e più la marmitta prediligerà giri alti. La marmitta è un organo che influisce sulla taratura della trasmissione e sulla carburazione (più è aperta e più va ingrassata la carburazione).
CARBURAZIONE
La carburazione nei due tempi è di fondamentale importanza. Il rapporto stechiometrico tra aria/benzina deve essere 14:1 (immaginate un quadrato diviso in 15 parti, dove 1 parte è benzina, e 14 parti sono aria). Questa è la carburazione ottimale per il funzionamento del due tempi, in quanto riesce a bruciare bene e riesce a lubrificare ottimamente gli organi meccanici. Dato che una percentuale di aria maggiore riesce a bruciare meglio e dare prestazioni maggiori, ci si potrebbe scostare un po dalla carburazione 14:1 smagrendo un po il rapporto ad un massimo di 15 - 16:1. Attenzione però perché una carburazione troppo magra non riuscirebbe a lubrificare bene il motore, comportando temperature troppo alte, e grippando il gt.
Il carburatore è l'organo che forma la miscela aria/benzina-olio. Semplificando il tutto, è costituito da un tubo Venturi (conico con estremità più larga verso il collettore, ed estremità più piccola verso il filtro dell'aria) che prende benzina nebulizzata da un apposito nebulizzatore, e dosata da un getto. La portata di aria e benzina viene regolata dalla ghigliottina (collegata all'acceleratore) che agisce appunto bloccando il Venturi, e bloccando il passaggio di benzina nel getto massimo grazie ad uno spillo.
Ci sono vari condotti di benzina e getti nel carburatore: il getto minimo permette il passaggio della benzina quando il motore è a minimo e la ghigliottina è quasi completamente chiusa (la vite del minimo permette una minima apertura senza accelerare), il getto massimo invece permette il passaggio di benzina quando la ghigliottina è aperta, e fa erogare la piena potenza al motore.
Sul tubo Venturi vi sono collegati altri due condotti: il condotto supplementare di aria regolato da una vite (permette la carburazione dettagliata finale) e un condotto supplementare più grande, comandato da un'altra ghigliottina, che aprendosi prende benzina da un altro getto nel carburatore (il più piccolo) ingrassando notevolmente la carburazione e aiutando l'accensione del motore a freddo.
La carburazione si effettua prima di tutto scegliendo il filtro dell'aria e il getto. si mette la tacca dello spillo a metà (di solito sulla terza tacca a partire da sopra) e si fa fare un giro e mezzo a svitare, sulla vite dell'aria. si accende il motore e si ascolta... se il motore borbotta, fatica a prendere giri, e tira fuori molto fumo dalla marmitta, la carburazione è evidentemente grassa e bisogna smagrire (togliere benzina) agendo sul getto di 2 punti per volta. Se si hanno dei vuoti e il motore fa "wooowo" la carburazione è magra e bisogna aumentare quindi la percentuale di benzina (sempre agendo sul getto massimo di 2 punti per volta). Si deve ottenere un regime regolare quando si è "a manetta" con l'acceleratore.
Fatto ciò si ottimizza l'apertura, il minimo, ecc... tramite lo spillo (tacca sopra smagrisce, tacca sotto ingrassa) e tramite la vite dell'aria (si avvita ingrassa, si svita smagrisce) di mezzo giro per volta x i carburatori 12mm, tramite la vite della miscela (x 17.5, 19, 21 ecc) quando si avvita si smagrisce, e quando si svita si ingrassa.
Infine ci assicuriamo della riuscita del lavoro svolto vedendo la candela (deve essere di color nocciola), lasciando a minimo il motore e spegnendolo solamente tirando l'aria, e se si è pignoli, smontare la marmitta e vedere l'alone secco nello scarico (deve essere circa come l'unghia di un pollice.
PACCO LAMELLARE:
Il pacco lamellare è una valvola che consente il passaggio del flusso di miscela in un verso solo (verso il carter quando il motore aspira, ma non verso il carburatore quando il motore respinge). Poiché è l'unico passaggio del flusso, dal carburatore al carter, è importante la sua portata e la risonanza delle lamelle.
Un pacco MONOPETALO sarà migliore di un BIPETALO poiché permette il passaggio di un flusso maggiore di benzina, implicando quindi una coppia - potenza maggiore in apertura del gas.Le lamelle originali dei bipetali sono di lamierino di ferro, mentre le più prestanti sono in fibra di carbonio. Lo spessore delle lamelle determina il passaggio della benzina e il numero di giri massimo.
Lo spessore è direttamente proporzionale al numero di giri (sono più rigide ed entrano in risonanza più tardi) e inversamente proporzionale al passaggio del flusso di benzina (meno spesse, più flessibili -> maggiore apertura -> entrano prima in risonanza). Di solito lo spessore ottimale è tra i 0.25mm e i 0.30mm.Inoltre esiste un raccordo in plastica che raccorda appunto il collettore in gomma con il pacco, ed aumenta, se pur di poco, le prestazioni.
Una volta pensato alla potenza sull'albero, si procede a portarla alla ruota, attraverso la trasmissione, perdendo meno potenza possibile.
LA TRASMISSIONE
La trasmissione è un insieme di organi che permette di trasferire la potenza dall'albero motore alla ruota.La taratura di quest'ultima è una sola, a seconda dei pezzi che si ha, è la sua funzione è quella di mantenere il motore in REGIME DI COPPIA MASSIMA.
La trasmissione è costituita da vari organi: il variatore, il correttore di coppia, la frizione, la campana, e i rapporti, primari e secondari.
La frizione è l'organo che serve esclusivamente per la partenza da fermo. E' costituita da due o tre massette tenute in sede da delle mollette. Quando la frizione gira, la forza centrifuga allarga le massette, facendole attaccare alla campana, e trasferendo il moto alla ruota. A seconda della durezza delle mollette possiamo decidere il regime di partenza dello scooter (preferibilmente il regime di coppia massima). Più le mollette sono dure, e più si ha un regime di partenza alto. Viceversa più sono morbide, e più il regime di partenza sarà basso. La scelta delle mollette quindi va scelta in base al regime di coppia massima, in modo da avere le potenza massima già dalla partenza.
Il variatore e il correttore di coppia sono gli organi che determinano il regime di lavoro del motore, da quando la frizione è completamente attaccata, fino alla completa apertura del rapporto.
Il variatore è un organo meccanico che, tramite forza centrifuga, fa muovere delle massette che spingono su una base di appoggio (piattello) per spostare la semipulegga mobile. Più il peso dei rulli è maggiore, e più si avrà una apertura veloce del variatore, con conseguente calo di regime di lavoro del motore. Viceversa, più i rulli sono leggeri, e più l'apertura del variatore sarà lenta: il motore dovrà girare di più per espandere i rulli e si avrà quindi un incremento di regime di lavoro del motore.
Il diametro che ricopre la cinghia attorno al variatore completamente aperto, è molto determinante riguardo la velocità massima. Essa non riguarda il peso dei rulli, ma l'escursione della semipuleggia, e quindi il diametro massimo che può coprire la cinghia. Per aumentare la velocità massima quindi è necessario intervenire sull'apertura del variatore, diminuendo l'escursione fino a che le due pulegge del variatore si tocchino (eliminando per esempio lo spessore sullo spinotto).
Il correttore di coppia è l'organo che "corregge", contrasta l'apertura del variatore, ed insieme ad esso determina il regime di lavoro del motore. E' composto da una semipuleggia fissa che fa da base, e una semipuleggia mobile tenuta chiusa sull'altra da una MOLLA DI CONTRASTO. La durezza della molla di contrasto determina la forza che contrasta il peso dei rulli, e quindi il regime di lavoro. Una molla di contrasto più dura, fa aprire più lentamente il variatore, e consente di incrementare il regime.
Una molla di contrasto più morbida, contrasterà di meno l'apertura del variatore, diminuendo quindi il regime di lavoro. La durezza della molla di contrasto NON determina la velocità del mezzo (e neanche il peso dei rulli).
Adesso vi faccio una lista della taratura basandomi esclusivamente sul tipo di motore:
50cc= ha fasature basse (luce di scarico travasi ecc..), e per questo il regime di coppia massima sarà prevalentemente basso, intorno agli 8000 giri circa. La taratura di partenza è molla di contrasto bianca, rulli da 5g, e mollette gialle.
70cc base= ha fasature poco più alte del 50cc e sfrutta la potenza esclusivamente grazie alla maggiore cilindrata, per questo ha un regime di coppia massima non troppo alto, che si aggira sui 9500 giri. La taratura di partenza è molla di contrasto gialla, rulli da 5g e mollette rosse. Si sceglie la molla di contrasto gialla poiché contrasta meglio l'apertura del variatore, chiude con maggiore velocità i correttori, ed è più performante in riapertura del gas es. in curva..
70cc intermedio= ha fasature abbastanza alte e sfrutta la potenza grazie ad esse, intorno aglii 11000 giri. La taratura di partenza è molla di contrasto gialla, rulli a 3.8 e mollette blu. in alcuni casi vanno bene anche le nere(es. marmitta più aperta). Già negli intermedi c'è bisogno di anticipare la fase, comprando opportune centraline o accensioni. l'anticipo è di 12gradi.
semi trofeo e trofeo= questi motori sono fatti per avere coppia esclusivamente agli alti regimi. le fasature tra i due sono simili, quindi il regime di coppia è simile, tra i 12500 e i 13000 giri, ma la potenza cambia in quanto la grandezza dei travasi e scarico sono differenti. La taratura di partenza è molla di contrasto rossa, rulli da 3.2g e mollette nere. E' preferibile una molla di contrasto rossa se si è in possesso di correttori di coppia di diametro maggiore. L'anticipo della fase si aggira sui 15 gradi.
Una volta pensato alla taratura, ovvero a trasferire la potenza dall'albero al rapporto primario in modo da avere la potenza massima, si pensa ai rapporti.
RAPPORTI
Bisogna sapere che i rapporti originali primari Minarelli sono a denti elicoidali, per permettere maggiore silenziosità possibile. Questi denti elicoidali però hanno un attrito non trascurabile. Per questo è preferibile cambiare i rapporti primari anziche i secondari (i secondari si cambiano per motori spintissimi o non vengono tirati completamente). I rapporti Polini o Malossi preferibili sono i 13/44 denti dritti, che oltre a permettere un raggiungimento di una maggiore velocità tramite il maggiore rapporto, diminuiscono l'attrito tramite i denti dritti anziché elicoidali.i 16/40 vengono scelti per motori aventi più di 20cv, altrimenti si rischia di penalizzare molto lo scatto e la ripresa.
MANUTENZIONE
La manutenzione dei motori e il rodaggio è differente da gt a gt, ma è comunque FONDAMENTALE.
rodaggio in km:
- 50cc: 500km circa
- 70cc base: 400km
- 70cc intermedio: 250km
- 70cc semitrofeo - trofeo: 60 - 70kmh con miscela grassa, sia di carburazione, che in percentuale di olio (4 o 5%)
Quando si passa da un 50cc a un 70cc, la superficie di attrito è maggiore, e sarebbe opportuno avere una percentuale maggiore di olio (3%).
I miscelatori Minarelli producono una percentuale di olio del 2%, quindi sarebbe opportuno toglierli e fare la miscela a mano.
I motori in alluminio hanno un coefficiente di dilatazione termica notevole, per questo motivo è importantissimo farli scaldare a minimo quando sono freddi. Se si tira da freddo, il pistone si dilata, a differenza della canna in lega (che impiega più tempo) e dilatandosi produce grippature e righe sul cilindro o sul pistone stesso.
E' opportuno quindi far scaldare il motore in alluminio almeno 1 - 2 minuti a minimo e poi partire, e tirarlo quando si è sui 65 - 70 gradi.
Quando ci si ferma è sbagliatissimo spegnere subito il motore: il pistone monofascia ha bisogno di restare almeno 30 secondi a minimo prima si essere spento, poiché l'eccessiva temperatura incollerebbe la fascia al pistone.
Il pistone negli intermedi va cambiato ogni 8000km, mentre nei semi trofeo e superiore ogni 3000 - 4000km.
Se si seguono questi consigli si avrà un motore in perfetta forma.
Questo articolo è stato scritto di sana pianta da me, senza prendere spunto da nessun altro libro o articolo.
Spero di essere stato utile. Daniel Di Cosmo, 10/09/2009
Saluti, Ziodic.