IN GENERALE

La trattazione che segue è molto semplificata e indirizzata alla comprensione del funzionamento della marmitta ad espansione di un motore a 2 tempi e al dimensionamento di massima di una marmitta per uso modellistico, da realizzarsi in casa con tecniche e materiali hobbystici. 

Trattazioni più approfondite e specialistiche possono essere reperite nella letteratura tecnica o in rete e a queste rimandiamo coloro che ricercano informazioni per affinare marmitte a risonanza da utilizzare per competizioni.

Per il settore agonistico automodelli sono inoltre da rispettare altri parametri come rumorosità, inclinazione e diametro del terminale, aspetti che quì non terremo in conto.

La marmitta che andiamo a realizzare sarà un buon compromesso ma necessiterà, come anche le marmitte calcolate con sistemi più sofisticati, di una messa a punto sul campo per essere adattata al modello e alle caratteristiche della pista.

Veniamo dunque alla nostra marmitta dicendo che le prestazioni di tutti i motori a scoppio, 2 tempi o 4 tempi, sono influenzate dalla conformazione dello scarico.

La colonna di gas che fluisce e  pulsa nel condotto di scarico può funzionare, se ben gestita, come estrattore dei gas dalla camera, come valvola e come compressore.

La stragrande maggioranza dei modelli dinamici utilizza motori a 2 tempi glow (con candeletta ad incandescenza) e di questi ci occuperemo.

In particolare, per effettuare un discorso non solo teorico, faremo il calcolo per un motore da 2,5 cc montato su di un diffuso modello di motocicletta  in scala 1:8.

Le considerazioni valgono comunque per qualunque motore a 2 tempi.

Riassumiamo le fasi principali del funzionamento di una marmitta ad espansione.

FASE 1

In seguito allo scoppio  avvenuto al punto morto superiore (PMI), il pistone scende e va ad aprire la luce di scarico generando un'onda di pressione che si propaga alla velocità del suono nella marmitta.

E' interessante notare che la velocità dell'onda di pressione (oltre 400 m/sec) non è la velocità del gas nel condotto che viaggia ad una velocità di molto inferiore.

La forma divergente che il gas percorre nel primo tratto serve ad accentuare la depressione nel condotto e a favorire la fuoruscita dei gas combusti dalla luce di scarico.

FASE 2

Mentre l'onda di pressione si allontana dalla luce di scarico il pistone continua a scendere e apre il travaso da cui entra la miscela fresca che verrà bruciata al ciclo successivo.

La miscela fresca riempie la camera di scoppio.

FASE 3 

Il pistone, dopo aver passato il punto morto inferiore, risale e va a chiudere il travaso ma lo scarico è ancora aperto e una parte di miscela fresca tende ad uscire.

Se la marmitta avesse solo il cono divergente, ciò accadrebbe e una parte di miscela fresca andrebbe sprecata.

La marmitta ad espansione ha invece un cono convergente e un tubetto di uscita di piccolo diametro che generano un potente riflesso dell'onda di pressione come se fosse un eco.

Se abbiamo ben calcolato la lunghezza della marmitta, l'onda di pressione risalirà verso lo scarico  e respingerà all'interno della camera di scoppio quella miscela fresca che stavamo per perdere.

L'onda di pressione ha funzionato quindi da valvola e anche da compressore.

E' facile capire che questo fenomeno avviene solo ad un certo numero di giri del motore.

Per altri regimi più alti o più bassi l'onda arriverà in anticipo o in ritardo con un effetto tanto più ridotto quanto più ci allontaniamo dal regime ottimale

In un motore a 2 tempi la presenza di una marmitta ad espansione ben dimensionata può raddoppiare la potenza.e

 veloce può di cominciare con il calcolo