Rapporto stechiometrico e la carburazione del motore

Cougar34/ Maggio 21, 2018/ Tecnica/ 0 comments

Rapporto stechiometrico e la carburazione del motore

Il Rapporto stechiometrico (AFR = Air Fuel Ratio), in generale la carburazione del motore è quello che si dice la messa a punto.

Un motore ben carburato eroga più potenza e coppia e consuma meno.

Tutti noi appassionati di motori prima o poi, da appassionati, ci siamo avvicinati all’acquisto di un filtro dell’aria più permeabile (sportivo o racing)  e/o ad uno scarico sportivo, per non parlare di un completo racing, ma non tutti sanno che una volta sostituiti uno di questi componenti, o tutti e due, si va a sballare la carburazione. Se non “ricarburiamo” il motore andrà anche meno.

Facciamo un passo indietro. Il motore per funzionare deve avere la giusta quantità di benzina e di aria, questo è il rapporto stechiometrico.

Il rapporto stechiometrico per un motore a benzina si aggira a circa 14:1 (14 moli di aria per 1 di benzina).

Per i motori a benzina per avere il miglior risultato per quanto riguarda gli inquinanti e buone prestazioni si cerca un rapporto di 14,7:1

Per avere più potenza si cerca rapporti stechiometrici più vicini a 13:1, ma il motore inquinerà di più. (Miscela ricca)

La mole è una unità di misura, una mole contiene 6.02214179 x 10^23 entità elementari di qualsiasi sostanza, che sia ossigeno, ferro, sodio o di un composto come la benzina o semplicemente l’aria.

Quando in un motore si fa entrare più aria, mettendo un filtro sportivo il valore stechiometrico cambia, per esempio da 14,7:1 si va a 15:1 e mettendo uno scarico più libero sale ulteriormente per es. 15,5:1  16:1

Questo porta a far girare il motore con una miscela “magra” (povera di benzina, aria in eccesso) che porta problemi alla termica, come minor potenza e temperature molto alte che possono arrivare a fare seri danni, come bucare un pistone. 

Molto spesso una carburazione magra si palesa con i ritorni di Fiamma

Articolo sui Ritorni di fiamma. 

Per ovviare a questo bisogna adeguare la mandata della benzina in base alle nuove esigenze del propulsore aumentandola.

Motori a Carburatori – Motori ad Iniezione

Per aumentare la mandata di benzina nei motori a carburatore si interviene nei vari organi interni di quest’ultimo: getti, polverizzatore, spilli e ghigliottina. Modificando la grandezza, la forma, alzata e lo spessore di questi componenti si interviene tarando la mandata di benzina in base all’apertura del gas e non al numero di giri.

Nello specifico

Getto minimo  (0% – ¼ di gas)

Polverizzatore – Spillo (che lavorano in accoppiata) ( ¼ –  ¾ )

Getto del massimo e dove previsto PowerJet  ( ¾ – 100%)

Su tutti i componenti vi è stampigliato sopra un numero ed in alcuni casi una sigla che servono per identificarne il modello, la forma e la misura esatta.

Ovviamente i confini di utilizzo non sono così netti, come da me scritto, ma un minimo si sovrappongono.

Nei motori ad iniezione la mandata della benzina è gestita dagli iniettori, comandati dalla centralina che, in grandi linee, in base ai giri motore e alle aperture del gas decide, facendo riferimento a minimo una tabella (la mappatura), i tempi di mandata della benzina per avere sempre la quantità di combustibile precisa.

Per modificare questi dati bisogna entrare nella centralina, nello specifico modificare la mappatura per cambiare i tempi di iniezione.
Oppure montare delle centraline aggiuntive che prelevano i dati in uscita dalla centralina originale, gli rielaborano per poi mandarli agli iniettori modificati in base alle nostre esigenze, o meglio in base alle esigenze del nostro motore.

Se siete stati attenti avrete dedotto che il sistema di alimentazione ad iniezione elettronica è molto più raffinato e preciso di quello a carburatore anche se il piacere di cambiare i componenti del carburatore è molto più grande che non mettersi seduti al computer per variare i dati della mappatura.

Una volta riequilibrato il rapporto stechiometrico della miscela il motore vi ringrazierà erogando più potenza e coppia e scaldando meno, anche i consumi miglioreranno.

Per carburare una volta ci si affidava al colore della candela o alle sensazioni, oggi ci sono le sonde lambda, che leggono la quantità di ossigeno nei gas di scarico e danno un segnale elettronico.

Articolo sul colore della candela

Articolo su come leggere il rapporto stechiometrico

Se si aumenta la mandata di benzina per cercare di aver la massima potenza possibile si può arrivare a rapporti del tipo 13:1, oltre si arriva ad avere una carburazione “molto grassa” (eccesso di benzina, o poca aria) che porta ad un innalzamento notevole dei consumi e degli inquinanti.

Se si continua ad ingrassare la carburazione si arriva ad un punto dove il deficit di aria, a confronto alla grande quantità di benzina, non permette la combustione completa e il motore inizia ad imbrattare le candele (bagnarle di benzina), oltre si arriva anche a non avere più la combustione e quindi il motore non si accenderà.

Gli stessi problemi possono avvenire anche se la carburazione è molto magra, la mancata combustione avviene sia per poca aria, che per troppa aria.

Come dicevano i Latini: “In medio stat virtus” (virtù delle cose sta nel mezzo)

Per concludere quindi, l’equilibrio tra la mandata di benzina e l’aria aspirata dal motore è di importanza “vitale”!

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