Il carburatore nei modelli RC/S, assolve due funzioni principali: miscelare l’aria con il carburante realizzando la miscela che viene aspirata dal motore e controllare il regime di rotazione del motore agendo sulla portata d’aria che può essere aspirata.

L’effetto Venturi

Nel carburatore, per miscelare il carburante con l’aria, si sfrutta l’effetto Venturi (o paradosso idrodinamico) che possiamo vedere come un’applicazione del teorema di Bernoulli. Il fenomeno prende il nome dal fisico scopritore e studioso Giovanni Battista Venturi.

In particolare, si osserva che la pressione di una corrente fluida aumenta con il diminuire della velocità del fluido. Il fenomeno è detto paradosso idrodinamico proprio perchè questo comporta che la pressione di un fluido diminuisce in corrispondenza di una strozzatura poiché, per la legge della portata, la velocità aumenta.

Per sfruttare il fenomeno, si introduce una strozzatura nel condotto di aspirazione dell’aria. In corrispondenza di questa strozzatura si va a posizionare il getto da cui viene aspirato il carburante. Il carburante, aspirato attraverso un condotto sottile, si trova nella depressione che viene a crearsi per effetto Venturi e viene nebulizzato nella corrente d’aria (fig. 1).

Attraverso il principio appena descritto il carburatore è in grado di assolvere alla prima delle due funzioni principali prima elencate: miscelare l’aria con il carburante realizzando la miscela che viene aspirata dal motore. Vediamo ora, nel dettaglio, come è costituito il carburatore di un automodello.

 

Figura 1
 

Il carburatore

In figura 2 è riportato lo schema realizzativo di un carburatore per automodelli, del tipo a scorrimento. La denominazione “a scorrimento” deriva dal fatto che la “ghigliottina” per l’ammissione dell’aria è di tipo scorrevole. Sono però presenti tutti gli elementi necessari per l’analisi del carburatore, anche se quest’ultimo dovesse essere di tipo diverso, ad esempio a cursore rotante.

Figura 2
 

Vediamo ora in figura 3 come attraverso la ghigliottina a scorrimento sia possibile variare la quantità d’aria che può essere aspirata, controllando il numero di giri del motore.

 

Figura 3
 

Il rapporto stechiometrico

Il rapporto tra la quantità d’aria e la quantità di carburante contenuti nella miscela aspirata dal motore si definisce rapporto stechiometrico.

Per ottenere il massimo dalle prestazioni del motore è necessario che il rapporto stechiometrico sia ottimizzato a tutti i regimi di rotazione. Questo non è banale, basti pensare che un micromotore da competizione è in grado di ruotare a regimi oltre a 40.000 rpm. Al fine di poter controllare il rapporto stechiometrico della miscela aria-carburante aspirata su un così ampio intervallo di regimi di rotazione, il carburatore è dotato di diverse regolazioni che consentono di variarne la configurazione influendo sulla carburazione in diverse condizioni di lavoro.

Queste regolazioni sono gli spilli, vera e propria croce e delizia di ogni modellista. Nle seguito dell’articolo vedremo quali siano i principi di funzionamento delle principali regolazioni presenti in un carburatore per micromotori, al fine di aiutarci a capire e riconoscere i sintomi di una cattiva carburazione e a saper intervenire nel modo opportuno.

In questo articolo descriveremo la funzione e la regolazione degli spilli del carburatore, allo scopo di capire e riconoscere i sintomi di una cattiva carburazione e saper intervenire nel modo opportuno.

Lo spillo del massimo: il “rubinetto della miscela”

Lo spillo del massimo è letteralmente il rubinetto della miscela.
Avvitando lo spillo del massimo, infatti, si chiude il condotto della miscela, mentre svitandolo si apre (fig. 1).

Figura 1
 

È chiaro quindi come i sintomi di una carburazione troppo grassa siano:
 

• Spegnimento del motore all’estrazione dell’accendicandela (la candela non riesce a bruciare tutto il carburante che entra, bagnandosi e raffreddandosi);

• Espulsione di miscela incombusta dallo scarico;

• Scarse prestazioni (il motore borbotta, quasi gorgoglia, senza prendere i giri perché non riesce né a comprimere, né a bruciare tutta la miscela);

• Elevata fumosità allo scarico;

• Temperatura di esercizio molto bassa (è l’alcol contenuto nella miscela che evaporando raffredda il motore)

Attenzione che una carburazione troppo grassa può essere ugualmente dannosa: la biella e gli altri organi meccanici sono costretti agli straordinari per comprimere il carburante in eccesso, che essendo comunque un liquido non è comprimibile.

Analogamente è comprensibile come il principale sintomo di una carburazione troppo magra agli alti si avverta con un calo di prestazioni del motore in rettilineo, a causa dell’impossibilità di aspirare tutto il carburante necessario. Chiudere troppo un motore, oltre ad essere dannoso, non lo fa andare più forte!

Lo spillo del minimo: la carburazione ai bassi regimi

Quando il gas è chiuso e il motore ruota lentamente la quantità di aria che può essere aspirata è molto minore. In queste condizioni la carburazione ottimale richiederebbe di ridurre la quantità di miscela aspirabile e quindi di smagrire la carburazione. Non potendo chiudere lo spillo del massimo “in corsa” è necessario un secondo dispositivo per “chiudere” la carburazione in modo regolabile ai bassi. Questo dispositivo è lo spillo del minimo che, di fatto, permette di “chiudere” il getto del massimo in modo regolabile (fig. 2).

Figura 2
 

Il sintomo principale di una carburazione magra ai bassi è un minimo irregolare, accelerato nonostante la regolazione del minimo meccanico.

In particolare si avverte un “doppio” minimo: alla fine del rettilineo o dopo aver spinto forte, il motore resta accelerato qualche secondo per poi scendere vistosamente.

Attenzione: una carburazione magra ai bassi è molto pericolosa.

Il motore, quando si chiude il gas, si trova ad alti regimi, ma la carburazione magra ne impedisce di fatto la lubrificazione.

Un secondo sintomo di una carburazione troppo magra ai bassi è il motore che “buca” quando si accelera. In uscita di curva si spalanca il gas e subito il motore anziché accelerare tende quasi a spegnersi.

Al contrario una carburazione troppo grassa ai bassi si evidenzia con grosse fumate in accelerazione e riprese poco scattanti.

In realtà, è possibile che si verifichi un doppio minimo anche con una carburazione eccessivamente grassa ai bassi: infatti perché il motore resti acceso al minimo in queste condizioni si dovrà abbondare con il minimo meccanico. Questo fa sì che il motore resti accelerato dopo aver girato finché non si “riempie”. Come riconoscere se il doppio minimo è dovuto ad una carburazione troppo magra o troppo grassa ai bassi? Purtroppo in questo bisogna fare esperienza. Vista però la pericolosità di una carburazione magra ai bassi meglio aprire e cadere nel caso di una carburazione troppo grassa (ai bassi regimi).

Regolazione dei medi

La regolazione dei medi consente di modificare la posizione del getto dei massimi (e quindi della miscela) all’interno del tubo di Venturi (fig. 3).

Figura 3
 

In questo modo è possibile modificare il momento in cui il getto viene investito pienamente dal getto d’aria del Venturi.

Vediamo il caso in cui sia avvitato che ci permette di capire meglio. Il getto viene investito dal flusso d’aria solo quando il carburatore è già aperto. Questo comporta un passaggio molto brusco dai bassi agli alti regimi, ma per contro una minore modulabilità del comando del gas.

1. Svitare le 4 (o 6) viti di bloccaggio presenti sulla testa di raffreddamento.

2. Rimuovere la testa di raffreddamento facendo attenzione a non far cadere il rasamento che solitamente, per gravità, si stacca dalla stessa. E proteggere con un pezzo di stoffa ben pulito il cilindro e il pistone (che ora risultano scoperti) dalla polvere e da altri oggetti estranei (nel caso che il motore presenti sottotesta allora il cilindro e il pistone risultano scoperti solo dopo che avete rimosso oltre che la testa anche il sottotesta).

3. Aggiungere nella sede ricavata nella testa (o nel sottotesta) un numero di rasamenti pari all'incremento di percentuale di Nitrometano che intendete impiegare (nel conteggio dovete escludere il rasamento inizialmemte presente poichè esso viene solitamente impiegato per miscele con Nitrometano inferiore o uguale al 10%).
   ESEMPIO
   Se inizialmente utilizzavate una miscela al 10%, ma ora volete passare ad una con un tenore di Nitrometano più alto, ad esempio 16%, dovete calcolare l'incremento che è pari a:
   
   Incremento = 16% - 10% = 6% (1)
   
   Poichè per ogni 5% di Nitrometano, aggiunto alla miscela, bisogna aggiungere un rasamento da 0,10 mm allora per sapere quanti rasamenti occorrono bisogna applicare la seguente divisione:
   
   N° rasamenti = (Incremento in %) / 5% = 6%/5% = 1,2 (2)
   
   Non potendo disporre di 0,2 rasamenti allora si prende la parte intera (numero senza virgola) del risultato della (2). Ovvero 1 anzichè 1,2.
   
   Osservazione 1: se la prima cifra dopo la virgola è inferiore a 5, il risultato ottenuto dalla formula (2) viene preso in difetto (esempio: 1,3 si prende 1). Mentre, se la prima cifra è maggiore o uguale a 5 ,il risultato si prende in difetto (esempio: 1,6 si prende 2). E' chiaro che questo criterio deve intendersi come primo suggerimento poichè sta a voi stabilire, in base alla risposta del vostro motore, se aggiungere o togliere i rasamenti rispetto al valore iniziale ottenuto con la formula (2).
   Nel nostro caso utilizzeremo un solo rasamento. Pertanto, nella sede della testa (o del sottotesta) dovete aggiungere oltre a quello presente un altro rasamento da 0,10 mm (oppure impiegando un rasamento da 0,2 mm rimuovendo, però, quello dato dalla casa).

4. Rimuovere il panno di stoffa sopra il cilindro.
   
   Attenzione: la testa di raffreddamento è dotata di una fresatura che permette il passaggio di aria per raffreddare la candela. Questo passaggio va montato nel senso di moto dell'automodello. Qualora non riusciate a notare tale passaggio allora con un pennarello indelebile di colore nero tracciate una linea che congiunga la testa il sottotesta (eventualmente presente) e il carter. Almeno così i tre elementi (o due) sono orientati. E il montaggio lo eseguirete riallineando i tre segmenti di pennarello.

5. Qualora sia presente, posizionare il sottotesta assieme ai rasamenti facendo attenzione ad orientare i fori della stessa con quelli del carter.

6. Posizionare la testa nella sede del sottotesta (o nella sede del cilindro qualora quest'ultima non sia presente) orientando i fori per le viti di bloccaggio con i fori del carter.

7. Inserire le viti di bloccaggio ed avvitarle senza bloccarle. La chiusura finale deve essere fatta in modo graduale e secondo una croce (ad es.: se le viti sono 4, avvitare progressivamente prima la 1, poi la 3, poi la 2 ed infine, la 4, vedi fig. 2. Mentre, se le viti sono 6 allora la sequenza é 1-4-2-5-3-6. Attenzione le viti non sono numerate ma siete voi che le numerate a mente. Ciò viene fatto per garantire una migliore tenuta e assesto fra le parti.

Osservazione 2: è utile ricordare che al livello del mare, quando la pressione è bassa e l'aria è umida, il motore deve essere un po' scompresso. Ciò, solitamente, sarà ottenuto aggiungendo un rasamento da 0,10 mm per ogni 8% di Nitrometano presente nella miscela (per i calcoli fare affidamento alle formule (1) e (2)). Oppure riducendo semplicemente la percentuale di Nitrometano (un -5% alla volta rispetto a quella che si usava in precedenza).
Mentre, per quote superiori a 500 m, il motore dovrà, al contrario, essere più compresso: ciò potrà essere ottenuto aggiungendo, in modo proporzionale, una miscela con una più alta percentuale di Nitrometano (un +5% alla volta rispetto a quella che si usava in precedenza). Oppure rimuovendo un rasamento da 0,10 mm per volta fino a quando la temperatura in prossimità della candela è compresa fra 100°C e 110°C.

Osservazione 3: è bene ricordarsi che tali rasamenti, in virtù delle possibili modifiche citate devono essere sempre presenti (minimo uno). Altrimenti si rischia di far sbattere il pistone contro la testa (o il sottotesta). Ciò lo si nota anche dal fatto che il cielo del pistone presenta un colore bronzeo solo al centro e un colore sabbiato (a forma di anello) lungo la circonferenza dello stesso. Infine, non si garantisce una perfetta tenuta stagna fra i due elementi carter-testa di raffreddamento (o sottotesta)

Osservazione 4: l'aggiunta o la rimozione dei rasamenti comporta, oltre a quello gia detto, una modifica alla curva di erogazione. Infatti, aggiungendo rasamenti si aumenta la spinta agli alti, rimuovendoli si aumenta la spinta ai bassi. Stesso discorso vale per il collettore e il manicotto del filtro: più corto, il motore spinge agli alti; più lungo, il motore spinge ai bassi.

ATTENZIONE: I CRITERI PRECEDENTEMENTE ESPOSTI SONO DI TIPO SEMPLICISTICO. PERTANTO, ESSI NON HANNO LA PRETESA DI SOSTITUIRE L'ESPERIENZA CHE UNO ACCUMULA IN TANTI ANNI DI PISTA MA SOLO DI DARE UN PRIMO SUGGERIMENTO A COLORO I QUALI DI ESPERIENZA NE HANNO BEN POCA!