Articoli tecnici La testa

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La testa o testata forma la parte superiore del cilindro.
Il tipo di costruzione che ne faceva una parte integrale del cilindro medisimo è ormai abbandonato, perchè di gran lunga più costoso e di difficile lavorazione e manutenzione; rimane ancora impiegata nei motori d'aviazione. Nella pratica motoristica quindi ci troviamo sempre di fronte a teste del tipo riportato in cui l'unione tra la testa e cilindri è ottenuta per mezzo di prigionieri, disposti in modo tale da assicurare la tenuta dei gas e il perfetto ancoraggio, evitandone altresì le deformazioni dovute alle azioni termiche.
Fra la testa e il monoblocco è interposta una guarnizione di plastica resistente al calore, formata da un foglio di amianto inserito fra due lamine di rame o in alcuni casi di alluminio allo scopo di assicurare la tenuta ermetica dei gas e dell'acqua di raffreddamento passa dai cilindri alle teste attraverso fori praticati nei due piani di combaciamento tra i quali è posta una guarnizione.
La testa riportata, essendo facilmente smontabile, consente di eseguire con tutta facilità alcune operazioni di manutenzione del motore, quali la smerigliatura delle valvole, l'asportazione delle incrostazioni eventualmente formatesi per l'impiego di miscele troppo grasse o per il passaggio nella camera di scoppio di olio lubrificante in quantità eccessiva.
Inoltre essa permette una maggior facilità di fusione e una meno costosa lavorazione, specie nel caso di motori con valvole in testa. Nei motori di recente costruzione vi è tendenza a montare, su monoblocco in ghisa, teste riportate fuse in lega di alluminio. La testa in lega di alluminio consente, per la buona conduttività termica del metallo, di realizzare un più elevato rapporto di compressione senza incorrere nel pericolo di autoaccensioni.
Le sedi delle valvole ed il particolare quelle di scarico, sono soggette ad un forte logorio data l'alta temperatura a cui vengono a trovarsi, e perciò nelle teste di alluminio esse vengono riportate impiegando materiali speciali che mantengono le loro proprietà di durezza anche alle alte temperature.

Forma della camera di combustione

La testa chiudendo superiormente il cilindro forma la camera di scoppio della miscela; la forma della camera ha grande importanza per il rendimento e la regolarità di marcia del motore. La testa può assumere forme diverse a seconda della configurazione del motore e precisamente se il motore è a valvole in testa (cioè con le sedi delle valvole ricavate nella testa) o con valvole laterali (cioè con le sedi della valvole ricavate nel monoblocco). E` chiaro che per raggiungere i migliori risultati è necessario ridurre al massimo la distanza tra la scintilla ed i punti più lontani della camera di scoppio e ottenere la minima dispersione di calore, riducendo al minimo il rapporto tra superficie e volume della camera stessa.
Si può quindi affermare che una buona camera di scoppio deve rispondere ai seguenti requisiti;
1- offrire, a parità di volume, il minimo percorso di propagazione della fiamma;
2- presentare il minimo rapporto superificie/volume;
3- consentire un buon raffreddamento della candela, delle valvole e delle loro sedi evitando la formazione di punti caldi;
4- permettere una disposizione delle valvole di aspirazione tale da garantire il miglior rendimento volumetrico possibile;

Di seguido le varie forme della testa:

Motori con valvole in testa
Camera emisferica
La forma teoricamente ideale della camera di scoppio è quella emisferica perchè a parità di volume la sfera presenta una minor superficie esposta alla fiamma e quindi è meno soggetta a scaldarsi; inoltre, data l'uniformità della camera, non si riscontrano sulle pareti sensibili ineguaglianze di temperatura. La miscela introdotta nel cilindro, viene sottoposta ad un violento moto rotatorio che facilita la rapida propagazione dell'accensione. Esigenze costruttive non consentono la realizzazione integrale di questa forma ideale e, soprattutto, la necessità di ricavare sulla testa sedi piane per le valvole costringe a dare alla camera una conformazione che si avvicini il più possibile a quella emisferica. Il comando delle valvole, che si trovano disposte secondo dei raggi, risulta più compromesso e quindi costoso.
cameraemisfericazv6.jpg


Camera discoidale
Con due o quattro valvole ad asse verticale. Le valvole sono più facilmente comandabili che nel caso precedente, ma risultano di minor diametro, diminuendo così il rendimento volumetrico del motore. Raramente è possibile sistemare la candela in posizione centrale ed essa, per ragione di spazio, deve essere disposta lateralmente; il percorso massimo della fiamma risulta quasi pari al doppio che nel caso precedente; a ciò si può rimediare ponendo due candele diametralmente opposte. La superifcie della camera, a parità di volume, risulta maggiore che non nel caso della camera emisferica (circa 1/10) riducendo così la possibilità di elevati rapporti di compressione.
cameradiscoidalegj9.jpg


Camera a tetto
Per semplificare le tuberie di ammissione e di scarico nella testa spesso si impiegano due sole valvole verticali o leggermente inclinate poste da un lato della camera. L'accensione può essere portata in posizione abbastanza centrale ed il raffreddamento della camera è agevole. Con tale disposizione la camera si allontana sempre più da quella emisferica di massimo rendimento, in qunato essa deve essere deformata su di un lato per permettere la sistemazione di valvole sufficientemente grandi
cameraatettosc7.jpg


La Guarnizione

La scelta della guarnizione riveste carattere di importanza, sia dal punto di vista funzinale, sia di qualità. In questi casi l'economizzare è gioco di scarso interesse. La bruciatura di una guarnizione può provocare danni (ritorni di fiamma, messa guori funzionamento di uno o due cilindri) e implica senza dubbio, per la nuova sostituzione, un notevole lavoro soprattutto se si tratta di motori a valvole in testa.
Le guarnizioni possono essere di vario tipi:

- in amianto, con rivestimento di lastra di rame ricotto e cerchi in ferro attorno al foro delle canne dei cilindri e nei punti più stretti sottoposti a pressioni e temperature elevate;
- in Klingerite, con traliccio interno di reticella metallica e rinforzi come la precedente;
- in Klingerite, o amiantite semplice. Attenersi a dati e caratteristiche fissati dalla Casa: se per spianare la testa si è dovuto asportare più di 0,2-0.3 mm, è bene, onde non aumentare il rapporto di compressione in modo eccessivo, compensare con l'applicazione di una guarnizione di maggior spessore.
 
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