Il motore desmodromico è diventato sempre di più sinonimo di Ducati. Come funziona? Perchè non viene impiegato anche in Formula 1?
La trasmissione desmodromica è famosa nel mondo delle corse grazie all’impiego che ne fa la Ducati in MotoGp e sulle proprie moto stradali, tanto da apporre a molti dei propri mezzi il prefisso “Desmo”.
I motori desmodromici tuttavia hanno un’origine ben più remota ed erano impiegati già dalle Mercedes in Formula 1 nei primi anni ’50.
Il sistema riguarda l’attuazione delle valvole. Nei tradizionali motori a benzina, le ruote sono messe in moto dall’albero motore, a sua volta azionato dal movimento alternato dei pistoni. Questi si muovono grazie alla combustione della miscela di aria e benzina che avviene all’interno dei cilindri. Durante ogni giro del motore, vi sono 4 fasi nei cilindri: aspirazione, compressione, espansione e scarico. In particolare, nella prima fase la miscela entra nel cilindro, mentre nell’ultima i gas di scarico vengono espulsi. Entrambe le fasi avvengono per mezzo di valvole di carico e scarico che si aprono e si chiudono al momento opportuno.
Il motore tradizionale e quello desmodromico
Nella maggior parte dei motori, l’apertura delle valvole è comandata dall’albero a camme. Si tratta di un secondo albero rotante mosso dall’albero motore per mezzo di una cinghia. Su quest’albero secondario sono presenti dei profili eccentrici, le camme. Ogni camma ruota strisciando contro la parte superiore della valvola connessa al cilindro. Grazie al profilo eccentrico, quindi non circolare, le camme ad ogni giro spingono le valvole verso il basso, aprendole e permettendo le fasi di aspirazione e scarico. Una molla montata su ogni valvola si comprime durante l’apertura, così poi da distendersi e chiudere la valvola quando l’eccentricità non la sta più spingendo verso il basso.
Vantaggi e svantaggi del motore ‘Desmo’
Liberandosi dal vincolo delle molle, la trasmissione desmodromica permetteva di raggiungere regimi di rotazione e quindi velocità più elevate.
Un altro vantaggio di questo tipo attuazione delle valvole è legato alla possibilità di adottare delle mappature del motore più aggressive e di tenere le valvole aperte per una quantità maggiore di tempo, a vantaggio della fluidodinamica e della quantità di miscela che entra nei cilindri.
Infine il motore non deve più spendere energia per comprimere le molle ad ogni rotazione. Si abbassano così notevolmente i consumi a vantaggio dell’efficienza del propulsore.
Vi sono però anche degli svantaggi che riducono e quasi annullano il vantaggio della trasmissione desmodromica rispetto a quella tradizionale.
Col passare degli anni, la scienza dei materiali è progredita e allo stato attuale le molle riescono a lavorare senza problemi anche a regimi di rotazione molto elevati. Viene quindi meno il vantaggio della velocità massima del motore desmodromico al posto di uno tradizionale.
Infine, in una trasmissione con albero a camme e molle, i consumi crescono linearmente con la velocità, essendo legati principalmente alla compressione delle molle per quel che concerne le valvole. In un motore desmodromico invece la crescita dei consumi rispetto ai regimi di rotazione è esponenziale ed è legata alle forze di inerzia dovute alle masse delle valvole e dei contrappesi in movimento.
Pertanto, generalmente parlando, un motore desmodromico è più efficiente a bassi regimi di rotazione, ma consuma di più rispetto ad uno tradizionale ad alti regimi.
La Formula 1 e il desmodromico
La trasmissione desmodromica presenta vantaggi e svantaggi rispetto a quella tradizionale. Pertanto le ottime prestazioni del motore Ducati non sono da ricercarsi tanto nello schema adottato che si differenzia dalla concorrenza, quanto nell’ottimo lavoro svolto dai motoristi di Borgo Panigale per migliorare l’efficienza di ogni singolo componente nel 4 cilindri della Ducati.
Contrariamente che in MotoGP, i motori desmodromici non hanno avuto altrettanto successo in Formula 1. Come visto in precedenza infatti i punti di forza e quelli contrari si bilanciano, senza contare che i costi di realizzazione di un motore desmodromico sono decisamente più elevati.
Infine, nei motori ‘Desmo’ i consumi aumentano esponenzialmente con la velocità e sono dovuti alle forze di inerzia delle masse in movimento. Le MotoGP utilizzano motori a 4 cilindri, mentre le power unit delle Formula 1 attuali sono provviste di 6 cilindri, ma in passato si sono visti propulsori anche con 12. Qualora venisse adottata la trasmissione desmodromica in Formula 1, le masse delle valvole da muovere sarebbero più alte che in MotoGP, con conseguente aumento delle forze d’inerzia e quindi dei consumi.
Possibile una terza strada per il futuro?
Il regolamento tecnico della Formula 1 tuttavia lascia aperta la possibilità a un terzo sistema di attuazione delle valvole. Si tratta del motore camless, ossia senzo albero a camme (video sotto). In questo schema le valvole non sono mosse dalle camme e dalle molle, bensì da un fluido, olio o aria, che viene compresso elettronicamente. Essendo comandato dalla centralina, il sistema permetterebbe di variare le tempistiche di apertura e chiusura delle valvole a seconda della situazione, dei giri motore e dell’efficienza o della potenza richiesta sulla base anche del target di consumi e dello stato della parte ibrida della power unit. Tuttavia, il regolamento attuale non consente di variare con alcun sistema le tempistiche di apertura e chiusura delle valvole, annullando questo vantaggio.
Il motore camless infine non presenta i consumi legati all’attuazione dell’albero a camme, in parte bilanciati però dall’energia richiesta dal compressore agente sul fluido.
Si vedrà se i progressi tecnologici e i nuovi regolamenti tecnici apriranno la strada in futuro a nuovi sistemi di azionamento delle valvole.
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