Sviluppi del sistema a iniezione diretta-indiretta per due tempi

L’imminente entrata in vigore della normativa Euro 4 per i motoveicoli, condizionerà pesantemente i motori a due tempi destinati alla circolazione su strada. Ne risentirà più che altro il fuori strada, in quanto ormai unico settore dove il due tempi mantiene una percentuale considerevole sulle vendite totali. In assenza di combustibile perso dallo scarico, il motore a due tempi godrebbe di un’economia di consumi migliore rispetto al quattro tempi, specialmente in condizioni di carico mediamente parzializzato. Purtroppo, come noto, i due tempi tradizionali, alimentati con carica premiscelata, presentano due grossi problemi: elevate emissioni di incombusti (HC) e cattive combustioni.

(Foto 1)

Il primo legato al peculiare processo di sostituzione della carica, caratterizzato dal cortocircuito allo scarico di una parte della carica fresca, con manifestazione soprattutto a bassi regimi di rotazione e ad alti carichi. Il secondo problema si verifica invece ai bassi carichi, quando la massa di gas residui è assai incidente sul totale della massa intrappolata; questi gas penalizzano lo svolgimento dei normali processi chimici, dando luogo a una forte diluizione della carica con conseguente rallentamento della combustione o, nei casi più estremi, a mancate accensioni (misfire). La soluzione tecnica più efficace e naturale al fenomeno del cortocircuito è l’iniezione diretta liquida di combustibile (ad alta pressione) nella camera di combustione, che tra l’altro si sposa perfettamente con la stratificazione della carica, soluzione al problema della cattiva combustione ai bassi carichi; il consumo  specifico scende abbondantemente anche sotto i 250 g/kWh con emissioni paragonabili, se non migliori, a un 4T (v. articolo Moto Tecnica dicembre 2011 relativo alla mia tesi di laurea). Il sistema, da abbinarsi necessariamente a una pompa olio elettronica, presenta però dei limiti: elevato costo e scarsa affidabilità per alcuni componenti dell’impianto quali ad esempio pompa carburante e iniettori (la tecnologia comunque fa passi da gigante). Nasce perciò l’idea di trovare un’alternativa, magari solo transitoria, ma decisamente più economica ed affidabile. Perché non sfruttare la componentistica dei 4T anche per i 2T? I moderni motori 4T motociclistici godono di sistemi d’iniezione indiretta a bassa pressione affidabili, funzionali e soprattutto economici. La pressione d’iniezione nei 4T è dell’ordine dei 3-3.5 bar; un’iniezione diretta 2T comporterebbe problemi di penetrazione dello spray, evaporazione, miscelamento, micro omogeneità ed eventualmente anche scarsa portata di combustibile (angoli totali d’iniezione ridotti), specialmente nel caso di motori performanti di elevata cubatura. Un sistema di iniezione 2T diretta/indiretta continua può comunque arginare, o almeno limitare, gli effetti negativi dovuti alla bassa pressione. Le caratteristiche principali sono:

• 2 iniettori per cilindro con portata differenziata e non simultanei (piena gestione della portata)

• Iniettori posti nella zona superiore delle luci secondarie di ammissione e rivolti verso l’alto in modo da incrociare il flusso dei travasi (riduzione corto circuito; migliore evaporazione e mescolamento del combustibile con l’aria)

• Iniezione diretta/indiretta continua di combustibile (una sola iniezione a ciclo per ciascun iniettore)

• Pistone, per quanto possibile, simile a un 4T in grado di limitare l’impatto dello spray sul pistone e creare delle sacche di combustibile capaci di favorire il lavaggio stratificato

• L’iniezione può avere una durata superiore anche ai 180° di manovella (beneficio per portata, elevati regimi, tempo evaporazione e miscelamento del combustibile con aria)

• iniettori sono in ombra rispetto alla combustione (maggior pulizia iniettori)

• Iniezione di benzina/olio, premiscelati (riduzione consumo olio, costi; semplificazione sistema).

Dopo varie analisi puramente teoriche ho deciso di dar vita a un prototipo per verificare la bontà o meno del sistema. Ho scelto una Honda CR 250 da cross, un po’ perché ho una forte ammirazione verso questa Casa costruttrice ma soprattutto perchè è facilmente reperibile la ricambistica, sia usata che nuova.

Santo Internet!

Per contenere i costi ho optato per un modello del 1997 sufficientemente sano, la prima Honda col telaio di alluminio. Reperita la moto, restava da trovare tutto il materiale per realizzare il sistema d’iniezione, compreso il software. Questo doveva essere sufficientemente “free” da permettermi di gestire il sistema secondo quanto desiderato. Dopo una prima fase di ricerca avevo perso un po’ le speranze; pensavo di sfruttare l’impianto battery-less di ua Honda da cross 4T (già in mio possesso) opportunamente modificato a livello di centralina, abbinato ad un software più o meno dedicato. Strada percorribile ma ad un costo troppo elevato. Per fortuna il mondo di internet è veramente un pozzo senza fine. Ho trovato un’azienda, non italiana, che fornisce kit completi d’iniezione (no battery-less) un po’ per tutte le esigenze, compreso i due tempi…ad iniezione indiretta. Il software è pressoché aperto, ha solo pochissime limitazioni, tanto che si può impiegare anche per l’iniezione diretta. Il rapporto potenzialità/prezzo è veramente interessante. Il kit è modulabile, l’azienda fornisce consulenza per la definizione dei componenti oppure il cliente, come nel mio caso, sceglie il singolo particolare (uno o due iniettori con taglia, la portata della pompa, la dimensione e tipologia del corpo farfallato, ECU per 2T o 4T, sensore lamba, etc.); il software d’interfaccia utente/ECU è invece sostanzialmente unico. Si può acquistare ancheunl kit lambda proporzionale, interfacciabile direttamente al software, con il quale sfruttare la funzione di auto-mappatura (opzione, riservata principalmente, ai 4T). Nella (foto 1) sono illustrati tutti i componenti utilizzati.

Misurare per capire

Passando agli aspetti più pratici, per prima cosa ho voluto analizzare e misurare il gruppo termico a livello di travasi, luci e geometria del pistone (foto 2). Il motore è caratterizzato dall’ammissione nel cilindro e valvola allo scarico (ai bassi regimi si parzializza la luce di scarico, si chiudono i due booster e si apre la camera di risonanza), particolari che purtroppo impongono notevoli vincoli per la realizzazione del pistone speciale. Potevo evitare il problema dell’ammissione nel cilindro ricorrendo ad un modello più recente, ma non quello relativo alla valvola; con l’imminente ingresso dell’Euro 4 è quasi impensabile rinunciare a una valvola parzializzatrice allo scarico specialmente per motori di cilindrata e potenza specifica elevata. La valvola, infatti, anche se da un lato costituisce una complicazione per la gestione dell’iniezione, dà una mano nel contenimento delle emissioni. Con iniettori e supporti alla mano (precedentemente fatti realizzare in alluminio sotto mie indicazioni) ho verificato gli ingombri esterni al fine di garantire il montaggio/smontaggio degli stessi, con termica completamente assemblata, ed evitare il contatto con carter, espansione, pompa acqua, etc. Tenuto conto di questi vincoli, assieme a  quelli del punto precedente, ho potuto così definire lo spazio geometrico nel  quale giostrare la posizione finale dei due iniettori (foto 3).

(Foto 2 a sinistra). Per prima cosa è stato analizzato e misurato il gruppo termico a livello di travasi, luci e geometria del pistone.

(Foto 3 a destra). Col motore montato è stato definito lo spazio geometrico entro il quale giostrare la posizione finale dei due iniettori.

Si passa al CAD 3D

Sono quindi passato alla modellazione CAD 3D qualitativa del cilindro cercando di rispettare per quanto possibile le quote funzionali (geometria luci e condotto d’ammissione) rilevate sul cilindro reale. Poi ho modellato i due iniettori (diversi l’uno dall’altro) con relativi supporti e fuel-rail (foto 4). Da non sottovalutare il ‘cono’ prodotto dallo spray degli iniettori, entrambi a 4 fori, nel quale è racchiuso almeno l’80-85% della massa iniettata (specifiche del produttore): il combustibile deve attraversare le luci senza impattare con la parete del travaso. Per definire la geometria ideale del pistone è stato necessario modellare anche il profilo del condotto di aspirazione (foto 5), in particolare la zona che caratterizza la canna del cilindro. Anche in questo caso ho cercato di rispettare le quote vitali rilevate sperimentalmente sul cilindro. Sono presenti pure due canali laterali che mettono in comunicazione il condotto d’aspirazione con i travasi; non incidono sul sistema di iniezione, perciò la modellazione ha valenza solo dal punto di vista qualitativo. Ultimo particolare modellato, ma non per importanza, è il pistone (foto 6), progettato ex nuovo. Il sistema d’iniezione “ideale” prevedeva un pistone caratterizzato da una geometria stile 4T, certamente non innovativo dal punto di vista del design ma senz’altro per quanto riguarda l’impiego in un motore 2T. Il motore scelto prevede l’ammissione nel cilindro e scarico caratterizzato da una luce principale e due booster; ciò comporta, come già accennato, un paio di limitazione proprio a sfavore del layout del pistone. Infatti questo necessita, lato aspirazione in basso, di una minima larghezza del mantello  (parallelamente all’asse spinotto) e non ammette scavi esterni in prossimità dello spinotto dal lato scarico. Le cave laterali non possono avere perciò la geometria desiderata: profondità e larghezza sono perciò limitate rispettivamente dalla minima larghezza del mantello e dai booster (altrimenti avremmo il cortocircuito tra carter pompa e scarico). In concreto il pistone in esame differisce dallo standard Honda per due scanalature zona spinotto realizzate a partire dal piano mediano del pistone e rivolte verso l’aspirazione; il profilo interno va di pari passo con la modifica esterna. Occorrono poi nuove sedi seeger più interne rispetto alle standard causa spinotto più corto. Quest’ultimo è stato ridotto di lunghezza (foto 7) al fine di dare continuità geometrica alle due cave laterali e prevede una filettatura interna coassiale con lo scopo di garantire il bloccaggio dei due tappi laterali. Questi, previsti in alluminio e di forma speculare l’uno rispetto all’altro, una volta serrati allo spinotto mediante una vite ne evitano la rotazione grazie ad un piccolo “dente” libero di scorrere nella propria sede realizzata sul pistone. Lo scopo principale dei tappi è quello di evitare il cortocircuito tra carter pompa e booster. Gli iniettori, nell’intorno del PMS con un angolo di manovella totale di circa 90°, possono spruzzare il combustibile (miscelato con olio) sotto il pistone. La durata angolare dell’iniezione può superare i 180° di manovella (foto 8); è chiaro che lo spray va ad impattare con il pistone nella zona delle fasce e delle scanalature, favorendo specialmente nel primo caso l’accumulo di particelle di combustibile poco raggiungili dal fronte di fiamma, in grado quindi di generare HC e/o CO,  ma la geometria dello stantuffo e le posizioni degli iniettori sono studiati per minimizzare il fenomeno. Una discreta quantità di combustibile che va ad impattare sulle scanalature laterali del pistone evapora istantaneamente grazie all’alta temperatura del mantello e vi rimane intrappolato, per buona parte, fino a lavaggio inoltrato. La carica infatti incontra una certa resistenza a fuoriuscire dalle sacche laterali, comprese tra scanalature e canna cilindro, perciò questo “ritardo” favorisce il lavaggio stratificato. Le configurazioni al PMI e PMS sono state fondamentali per la determinazione delle posizioni finali degli iniettori. La fase di iniezione diretta potrebbe avere una durata angolare simmetrica rispetto al PMI, ma è volutamente limitata alla sola corsa di salita del pistone (circa 65°) per ridurre il cortocircuito allo scarico. Le teste degli iniettori sono totalmente all’interno dei supporti in modo da lasciare inalterato il profilo standard dei travasi (foto 9).

Costruzione hardware

In questa prima fase dello sviluppo del prototipo ho voluto comunque limitare i costi legati alla realizzazione dei pistoni su disegno proprio. Ho preferito perciò modificare un pistone commerciale di pari diametro e quote funzionali in grado di soddisfare almeno in parte la principale richiesta, cioè la realizzazione delle scanalature laterali, pur mantenendo una certa resistenza strutturale (foto 10). Il pistone prescelto nasce però per l’aspirazione nel carter. Presenta perciò un mantello, lato immissione, particolarmente rastremato nella parte bassa, caratteristica purtroppo opposta rispetto a quanto richiesto dal pistone Honda standard. Ho provveduto allora ad abbassare il mantello lato aspirazione per aumentarne la larghezza minima, a favore di una miglior guida all’interno della canna del cilindro Honda, e a realizzare un’asola rettangolare, sempre lato aspirazione, al fine di recuperare gran parte del beneficio offerto dall’arco del pistone Honda durante la prima fase d’aspirazione. Dopodichè ho realizzato le scanalature laterali (con profondità inferiore rispetto a quanto desiderato), le nuove sedi seeger e ridotta la lunghezza dello spinotto. Il pistone è sprovvisto dei tappi laterali.Eliminato il carburatore ho dovuto installare il corpo farfallato mantenendo comunque i manicotti di serie (foto 11). Il corpo farfallato da 42 mm, caratterizzato da uno stepper motor per la gestione del minimo, è munito lato cilindro di un’interfaccia smontabile dotata di supporti iniettori (iniezione indiretta); l’ho rimossa per dare spazio ad un nuovo collettore realizzato su misura. Sul lato cassa filtro è stato sufficiente realizzare un anello di adattamento tra manicotto e  corpo farfallato. Ho provato poi il corpo farfallato con passaggio cavo del comando gas a sinistra o a destra ma alla fine ho deciso per la posizione consigliata (con comando a destra). Dopo il fissaggio dei supporti iniettori al cilindro, mediante resina bicomponente epossidica, ho montato gli iniettori per procedere con l’installazione del gruppo alimentazione carburante. Non è stato facile definire la posizione della pompa adattata all’uso esterno al serbatoio (foto 12). Lo spazio libero a disposizione una volta installato il serbatoio non è molto e inoltre le tubazioni devono mantenere pieghe dolci. La foto 12 evidenzia la sede definitiva della pompa completa di tubazione trasparente d’alta pressione e due T: il primo intercetta il regolatore di pressione (a 3 bar), il secondo sdoppia la mandata a favore dei due iniettori. Il tubo d’alimentazione dell’iniettore destro appare tangente al tubo del radiatore. In seguito è stato però opportunamente distanziato ed isolato termicamente. Il tubo di colore blu posto a valle del regolatore è invece di bassa pressione e riporta il combustibile in eccesso nella parte superiore del serbatoio. L’ECU in dotazione del kit non è particolarmente ingombrante ma, unitamente al connettore, richiede uno spazio considerevole. Potrebbe trovare posto nella cassa filtro a patto però di non dover installare la batteria. Dopo alcune prove ho deciso di sistemarla dietro la tabella porta numero anteriore (foto 14) avendo cura di far passare i cavi più vicino possibile all’asse sterzo. I cavi scendono poi sotto il serbatoio (sollevato di circa 3 cm) subito dietro il cannotto. L’impianto elettrico si articola per buona parte sotto il serbatoio (foto 16), a meno di alcuni cablaggi diretti alla cassa filtro (per batteria, regolatore, etc.). Questi suddivisi in due gruppi, passano nelle due strette intercapedini comprese tra il serbatoio e gli estrusi principali del telaio. Purtroppo non sono riuscito a mantenere la cura che caratterizza l’impianto elettrico Honda ma almeno con un po’ di fatica ho trovato posto a tutti i nuovi componenti del kit d’iniezione. Nel kit è compreso anche uno switch per la doppia mappatura (foto 19). Il produttore fornisce questo strumento principalmente per gestire sul 4T la mappa ECO, con titolo stechiometrico, e la mappa RICH, con titolo volto ad ottimizzare la potenza massima. Di fatto però le due mappe non hanno vincoli; l’utente può fare ciò che vuole. Il sensore di pressione MAP può essere installato a valle del corpo farfallato o in aria. Nel primo caso la misura della massa d’aria è di tipo speed-density, modalità generalmente usata per i 4T a bassi carichi e regimi medio bassi, nel secondo caso la misura è di tipo α-N, adatta per regimi elevati e alti carichi nei 4T oppure per il 2T. Ho perciò installato il MAP in cassa filtro (foto 21) in modo da garantire una maggiore protezione e pulizia del sensore, non propriamente destinato al fuoristrada. In cassa filtro ho posizionato pure il sensore di temperatura ambiente (IAT) che contribuisce alla stima del quantitativo d’aria introdotto nel motore e a stabilire di conseguenza la massa di combustibile da iniettare per ciclo (tempo iniezione). E’ usato sia con sistema speed-density che α-N. Se fosse inserito subito a monte del corpo farfallato darebbe indicazioni sulla temperatura più verosimili, condizione che verrà rispettata in una seconda fase del progetto (foto 22). Nel kit iniezione ho fatto includere anche il modulo CDI, controllato dall’ECU, per la gestione dell’accensione, ma causa mancanza di tempo da dedicare al disegno e alla realizzazione del volano speciale con ruota fonica multi dente, ho rimandato l’installazione del modulo alla seconda fase. Grazie alla versatilità del kit, e del software, ho potuto sfruttare l’accensione standard della moto (foto 23), con relativa centralina, per la gestione della scintilla e contemporaneamente inviare il segnale del pick-up all’ECU per la gestione dell’iniezione. Il valore dell’angolo di inizio (o fine) iniezione è affetto certamente da una tolleranza di qualche grado ma fortunatamente il motore non è particolarmente sensibile a questo parametro. Viceversa, il motore è sensibile all’angolo d’anticipo accensione; una tolleranza di qualche grado pregiudicherebbe il funzionamento del motore. L’installazione del kit iniezione è prevista su veicoli dotati di batteria e generatore in grado di sviluppare una certa potenza anche al regime di minimo; un veicolo stradale odierno almeno di 125 cm3 è sicuramente capace di sopperire anche al sistema di iniezione. Il consumo elettrico dell’impianto è piuttosto modesto, il vero problema semmai è garantire la prestazione al minimo, occorre dunque un generatore in grado di sviluppare tanta più potenza massima quanto più basso è il regime di minimo del motore. Dopo lunghe ricerche on-line ho optato per una soluzione tutto sommato non complessa. L’ex importatore italiano dell’Honda cross forniva con le versioni CRE da enduro un kit generatore supplementare (foto 24) per l’alimentazione dei fari da montare assieme all’accensione std. L’aspetto positivo di questo kit, in merito al prototipo in esame, è che comprende quasi tutto il necessario (statore, volano, vite speciale di fissaggio, carter accensione speciale predisposto per lo statore). Quello negativo è il fatto che in uscita produce corrente alternata e non 12V in c.c.. Il gruppo statore/volano, però, è il medesimo montato su diverse moto anche di grossa cilindrata, in particolare la Ducati 750 GT  (’71-’74). E’ stato “sufficiente” quindi reperire il regolatore/raddrizzatore della Ducati per risolvere il mio problema dei 12 V in c.c.. (dettagli in foto 26). La batteria ha trovato locazione nella cassa filtro, non vi erano molte altre alternative (foto 25). Considerato il ristretto spazio a disposizione, la necessità di contenere il peso ed avere allo stesso tempo una discreta capacità energetica, ho scelto una batteria al litio di ultima generazione, facilmente reperibile on-line a costi contenuti, dotata anche di tester incorporato. La batteria caratterizzata da una modesta altezza rasenta il filtro, rimane sufficientemente distante dalla sella ed è facilmente rimovibile insieme al supporto per permettere la rimozione del filtro aria.

(Foto 10 a sinistra). Il pistone attuale  è un componente standard modificato.

(Foto 11 a destra). Il corpo farfallato è stato installato mantenendo i manicotti di serie.

(Foto 17 sopra). Dettaglio dell’iniettore destro con relativo connettore elettrico inserito. Il passaggio dello scarico proprio sopra l’iniettore mi ha visto costretto a bloccare i cavi elettrici più in basso possibile mediante un anello vincolato al carter (messo in seguito). Si vede poi il cavo comando gas, collegato al corpo farfallato, che scorre adiacente al cilindro; una volta installato lo scarico il cavo scompare dalla vista. 

(Foto 24 sotto a sinistra). La foto evidenzia il gruppo generatore supplementare installato sul motore; il rotore è montato davanti al volano std ed entrambi sono serrati all’albero motore tramite un dado speciale, mentre lo statore è fissato al coperchio accensione realizzato appositamente dall’importatore. Il generatore è un 14 poli a magneti permanenti, monofase, in grado di sviluppare una potenza massima di 180 W in controfasce.

(Foto 25 sopra a destra). La batteria ha trovato locazione nella cassa filtro. Sul lato destro della cassa filtro si vede pure il regolatore. Avrei preferito sistemarlo in altra zona più areata ma non ho trovato un’altra postazione facilmente adottabile a meno di ricorrere ad interventi lunghi ed onerosi. La cassa filtro comunque è piuttosto ventilata, pur mantenendo la protezione contro il fango; a seguito di alcuni test ho notato che la trasmissione di calore verso il filtro è pressoché impercettibile.

(Foto 26 sopra). Lo schema dell’impianto elettrico che alimenta il sistema d’iniezione. Il generatore monofase è collegato al regolatore/raddrizzatore con 3 cavi, due gialli collegati alle estremità della bobina ed uno rosso collegato al centro della bobina (permette l’inversione in uscita). Il raddrizzatore è collegato a massa e possiede 6 connessioni: tre per il collegamento al generatore, uno di potenza diretto alla batteria (+12 V), uno scollegato (segnale di ricarica on/off mediante luce) ed uno di retroazione batteria (+12 V, sotto interruttore) che dà o meno il consenso alla ricarica e regola la tensione verso la batteria. L’impianto d’iniezione è alimentato direttamente dalla batteria, ha solo in serie l’interruttore generale.

Il software

Passando al software di calibrazione dell’ECU, al primo accesso occorre settare i parametri vitali del motore (n° cilindri, sfasatura, cilindrata, geometria ruota fonica, etc) e del sistema di iniezione (n° iniettori, portata, sensori, etc) e poi non resta che mettere in moto e settare con pazienza tutto (mappa base, algoritmo di funzionamento dei due iniettori, fase avviamento, accelerazione/decelerazione, correzione con temperatura e pressione ambiente…). La calibrazione può essere svolta ovviamente in real time; oltre ai 9 parametri di base (foto 27) si può leggere qualunque parametro diretto o indiretto (tipo massa aria, massa combustibile, etc). Una sezione del software è dedicata alla diagnosi: istante per istante il sistema sorveglia l’impianto e indica eventuali anomalie. Funzione veramente utile, specialmente al primo tentativo di messa in moto.

(Foto 27 sopra). Ecco come appare la schermata d’apertura una volta caricato il file di decodifica ECU (legato al tipo software implementato all’interno dell’ECU, per esempio 4T, 2T, 4T turbo, 4T con truck control…) e un file di calibrazione.

La mappa base

Potendo scegliere, ho deciso di fissare l’angolo di fine iniezione anziché l’inizio; finisce sempre al PMS oppure poco dopo se l’angolo totale supera i 180°. In questo modo la tipologia di iniezione è più fedele a quanto pre-stabilito dal punto di vista teorico. Infatti nel caso di carichi modesti desidero un’iniezione puramente indiretta per ridurre i problemi di vaporizzazione e mescolamento del combustibile con l’aria a favore di una minore irregolarità ciclica di funzionamento (con benefici anche sulla prestazione). Al salire del regime e del carico voglio invece che l’angolo totale di iniezione sia caratterizzato da una frazione sempre maggiore di combustibile iniettato direttamente al di sopra del pistone in quanto la turbolenza in camera di combustione è più favorevole alla vaporizzazione e al mescolamento, si possono perciò sfruttare i benefici dell’iniezione diretta (ritardata); inizia con la chiusura delle luci di lavaggio, mentre la fine è spostata sempre più verso il PMI man mano che sale carico e regime. L’imposizione dell’angolo di fine iniezione è controproducente però ai fini del lavaggio stratificato in quanto al crescere del carico si anticipa l’iniezione mentre vorrei l’esatto opposto; magari in seguito sarà possibile affinare il sistema anche sotto questo aspetto tramite opportune verifiche. Caratteristica non propriamente usuale è la scelta, da parte del costruttore del kit, di inserire nella mappa base (funzione di α-N) la percentuale di massa d’aria immessa nel motore rispetto al valore ideale (da cilindrata, temperatura, pressione) anziché il classico tempo di iniezione. Inoltre i due iniettori sono comandati indipendenti anche se legati da un algoritmo. L’iniettore a minor portata funziona fin dalla fase di avviamento e si ferma ad un regime e carico tale per cui il tempo di pausa tra un’iniettata e l’altra eguaglia quello impostato.

(Foto 28 sopra). La mappa base, realizzata esaminando al banco (su diversi punti di funzionamento del motore ma non su tutti) il valore del CO, un parametro attendibile che non richiede strumentazioni sofisticate.

A questo punto entra in gioco il secondo iniettore a portata maggiore, costretto a seguire la stessa regola. Quando non è più in grado di soddisfarla ritorna in funzione anche il primo iniettore e l’algoritmo di calcolo gestisce i singoli tempi di iniezione in modo da soddisfare contemporaneamente la quantità di combustibile richiesta e la regola sulla pausa. Variando il tempo di pausa tra due iniettate consecutive e lasciando inalterata la mappa base si mantiene la medesima quantità iniettata a ciclo ma cambiano le modalità di intervento degli iniettori. Il tempo di pausa minimo consigliato è 1,5 ms. La mappa base (foto 28) l’ho realizzata esaminando al banco (su diversi punti di funzionamento del motore ma non su tutti) il valore del CO, un parametro attendibile che non richiede strumentazioni sofisticate.

(Foto 29 sopra). Il software è composto anche da una sezione dedicata all’acquisizione dati con frequenze di 100 ms, 20 ms e libero (in cui il limite è dettato dal tipo di sensore).

Certamente la sonda lambda permette risposte pressoché istantanee a favore della tempistica ma senza una relazione plausibile (unica per ogni tipo di motore) tra il valore di lambda ed il reale titolo della carica trattenuta in camera di combustione c’è il rischio di commettere errori. Il software è composto anche da una sezione dedicata all’acquisizione dati con frequenze di 100 ms, 20 ms e libero (in cui il limite è dettato dal tipo di sensore). Ne ho fatto uso per visualizzare nel dettaglio il comportamento dei due iniettori e soprattutto per definire il setting in fase di accelerazione/decelerazione (grazie alla sonda lambda), avviamento (costituito da tre fasi) e gestione del minimo, ovvero dello stepper motor (foto 29).

(Foto 30). Finita la prima fase di sviluppo del prototipo non rimane che vederlo nel suo complesso dal lato destro. A primo impatto l’unico elemento che si contraddistingue rispetto ad un cross due tempi, anche moderno, è la presenza di un interruttore sul fianchetto. L’iniettore destro è coperto quasi totalmente dallo scarico; si nota solo se volutamente si va a sbirciare da vicino. Un occhio più attento può scorgere la pompa del carburante ma solo perché è un prototipo, altrimenti non si vedrebbe (in quanto interna al serbatoio).

(Foto 31). Il lato sinistro è senz’altro più interessante e lascia poco all’immaginazione. Si vede chiaramente il gruppo iniettore, il corpo sfarfallato e il connettore RS232, caratteristiche inequivocabili di un sistema d’iniezione. Resta ancora molto lavoro da fare ma nonostante sia fortemente motivato dalla passione resta al momento, ahimé, solo un passatempo. Prevedo che lo step evolutivo si concretizzi tra un bel po’ di tempo in quanto una volta montato il pistone (a disegno) voglio ottimizzare a fondo il sistema d’iniezione. Inoltre dovrò ridurre ulteriormente le ore da dedicare al CR, anzi CRì. Comunque il veicolo permette già adesso di girare in pista senza dare strappi e/o avere buchi di potenza.

Autore: ing. Christian Niccolai