Valvole per motori da corsa
Valvole in Titanio, Valvole in Nimonic, Valvole al Sodio
Valvole per motori da corsa
È forse superfluo precisare che, nei motori endotermici, le valvole, per condizioni di lavoro, sono gli organi più sollecitati dell’insieme.
Nella loro funzione sono infatti sottoposte a fatica meccanica dovuta ai ripetuti impatti sulle sedi di tenuta, accompagnata dalla necessità non solo di mantenersi integre, ma anche di non subire deformazioni alle alte temperature cui sono soggette. Non poca importanza ha pure il grado di raffreddamento del materiale impiegato per le guide e le sedi.
Se ciò vale per le valvole lato scarico – la cui scelta dei materiali deve decisamente indirizzarsi a leghe la cui curva di decadimento delle caratteristiche meccaniche a caldo risulti la più generosa possibile e, per certi impieghi, vadano ricercati ulteriori margini con l’adozione di valvole cave raffreddate al Sodio –, l’esperienza insegna che non meno severe possono spesso rivelarsi le condizioni di lavoro delle valvole lato aspirazione. Queste sono normalmente di maggior diametro e peso, azionate da rampe eccentriche di particolare accelerazione e maggiore alzata. Pertanto, si rendono indispensabili doti di eccellente resilienza della lega prescelta, senza sopravvalutare il vantaggio che, lambite dal flusso dell’aspirazione, fruiscano di minori sollecitazioni termiche. I sempre più elevati regimi di rotazione, cui i motori tendono, impongono inoltre che la massa delle valvole abbia a risultare quanto più contenuta possibile.
Valvole per motori da corsa: le nostre soluzioni
Tutti questi aspetti ed esigenze comportano l’obbligo di far uso di materiali particolarmente idonei all’impiego, e la loro realizzazione pretende soluzioni non poco impegnative e raffinate – dalla trasformazione a caldo, ai trattamenti termici e controlli metallografici, alle lavorazioni meccaniche, fino ai rivestimenti superficiali – protese a garantire le migliori prestazioni e la massima affidabilità dell’organo in questione.
Sotto questo aspetto le versioni motoristiche speciali destinate alle corse – cui si rivolge prevalentemente l’applicazione del nostro prodotto – si rivelano ancor più esigenti in quanto, per sua natura, la competizione comporta condizioni d’esercizio più impegnative e, quasi sempre, spinte all’esasperazione.
Nei motori turbocompressi, al lato scarico, vengono impiegate valvole cave raffreddate al Sodio ottenute da leghe di Nichel del tipo Nimonic; nei motori aspirati ad elevati regimi di rotazione, sono spesso preferite valvole realizzate in lega di Titanio che possono mediamente consentire una riduzione del 40% sul peso del particolare.
Valvole in Titanio
Lo dice lo stesso nome della nostra ragione sociale, Titanium.
Da quasi cinquant’anni crediamo nella possibilità d’impiego delle leghe di Titanio per la realizzazione di valvole per motori di alta prestazione.
In taluni casi, superleghe di Nichel ed Acciai studiati allo scopo, con sedi difese da riporto con leghe di Cobalto, restano insostituibili nei confronti di quelle di Titanio.
Certo è che, fin dagli albori del loro utilizzo, abbiamo seguito, acquisito, sviluppato — e talora introdotto — tutte le innovazioni tecnologiche che ne hanno consentito l’applicazione entro limiti via via più spinti.
La nostra ditta, sulla scorta di esperienze acquisite negli ultimi 50 anni di evoluzione motoristica, offre alla sua Clientela, che si articola dalla primaria industria al piccolo ma impegnato preparatore che intenda dar corso a suoi sviluppi, un prodotto studiato nel suo dimensionamento e performante nella sua applicazione.
Da sempre si pone attenzione e disponibilità alla ricostruzione di particolari di motori storici, destinati a restauri di “vetture d’epoca“. Si opera dallo studio dei campioni originali e, dove e quando possibile, con esecuzioni rigorosamente fedeli ai disegni d’origine.
Le valvole per motori da corsa di nostra produzione, a seconda dell’impiego, vengono realizzate facendo uso di:
Leghe di Titanio
per contenere il peso
Leghe di Nichel
in versione monolitica o forata cava raffreddata al Sodio
Acciai austenitici all’Azoto
di svariate composizioni chimiche
A seconda del materiale impiegato e della destinazione d’uso, gli steli delle valvole vengono normalmente trattati superficialmente con:
Rivestimento galvanico di Cromo
Duro a spessore
Rivestimento CrN
Chromium-Nitride
Rivestimento DLC
Diamond-Like Carbon
Oltre ai controlli distruttivi e non, effettuati nel corso delle lavorazioni, i lotti di fornitura vengono sottoposti a totale controllo dimensionale. Nel caso di “Valvole cave”, anche a controllo radiografico.
Le sedi ed i piedini possono essere provvisti di riporto con leghe di Cobalto, del tipo Stellite, di svariate composizioni e durezze.
Desiderate una consulenza, informazioni sui nostri prodotti o un'offerta?
Saremmo lieti di ascoltare le vostre esigenze in ambito motoristico e non solo, per offrirvi suggerimenti sull’impiego di leghe speciali e sulle loro soluzioni.
Approfondimenti
Il dissipatore di calore al Sodio di Guglielmo Menon
Questo dispositivo fu ideato da Guglielmo Menon nel 1925 ed applicato ai suoi motori monocilindrici delle allora dette “motoleggere” di 175 e 250 cc.
All’epoca, intervenendo sulla fasatura della distribuzione, tempi di accensione, alimentazione e rapporto di compressione, si andavano ad ottenere, pur dalla stessa struttura di base, interessanti incrementi di potenza. Si trattava di un’opera di affascinante conquista dei misteri che, molto più di oggi, avvolgevano quella macchina termica che è il motore.
Le diverse soluzioni venivano sperimentate al banco e su strada, poi deliberate secondo un criterio di destinazione. Erano state fissate tre versioni: “viaggio”, “sport” e “competizione”, da installarsi su ciclistiche altrettanto diversificate.
Il maggior limite a queste sperimentazioni intese a conseguire, con un desiderio mai soddisfatto, sempre migliorati rendimenti, compatibilmente all’esigenza di affidabilità all’impiego previsto, si poneva, almeno per le versioni più spinte, dal surriscaldamento della valvola di scarico. Ciò comportava deformazioni, cedimenti di tenuta e rotture per decadimento delle qualità meccaniche alle temperature cui il particolare andava ad essere esposto.
Del resto si era ben capito essere irrinunciabile ed alla base di ulteriori ricerche, il vantaggio offerto dalla possibilità di far sopportare al motore valori elevati del rapporto di compressione, a condizione non insorgessero fenomeni di detonazione. Si tenga presente che i migliori carburanti commerciali dell’epoca offrivano indici Ottano non superiori ad 80 e la disponibilità di candele d’accensione — anche del prestigioso prodotto Maserati con cui Gabriele D’Annunzio aveva compiuto il leggendario volo su Vienna — si limitava a gradazioni termiche che noi oggi non esiteremmo a definire “eccessivamente calde”.
Si aggiunga che la metallurgia degli acciai per valvole giungeva allora, a malapena, a garantire materiali in grado di sopportare, e non per prolungato periodo, temperature dei gas di scarico non più elevate di 700 °C.
In combinazione ad una benzina corretta dal 30% in volume di Alcool Metilico, in qualità di attivante di fiamma, l’applicazione del dispositivo sopra rappresentato comportò un apprezzabilissimo raffreddamento in esercizio del fungo della valvola di scarico. E, la scomparsa di battiti in testa, permise l’adozione di rapporti di compressione anche superiori a 9:1.
Guglielmo Menon
In altro testo, riguardante il rivoluzionario “sistema di distribuzione a doppio albero a cammes in testa a comando diretto delle valvole mediante punterie a bicchierino” , si è doverosamente ed ossequiosamente ricordato esso sia stato continuato e tenacemente sostenuto come soluzione tipica già negli anni trenta dall’ing. Ugo Gobbato, di Volpago del Montello, presso l’Alfa Romeo di cui aveva assunto la direzione.
Tornando alle motoleggere di Guglielmo Menon va precisato che, nonostante una confortante affermazione a livello triveneto ed indiscussa affezione della clientela sportiva verso il prodotto e gli sforzi per produrlo, l’instaurazione del cambio a “quota novanta” con la sterlina e la successiva crisi economica di fine anni venti, fecero desistere il non poco intraprendente e determinato imprenditore veneto da tale genere di produzione. La gravità della crisi e la mancanza di liquidità da parte dei clienti privati misero a dura prova la sua del resto ben attrezzata officina: di modesta dimensione ma molto autosufficiente che, con una quarantina di dipendenti era giunta a produrre, e nei più minuti componenti, anche più di tre motociclette al giorno. Ci risulta siano state allestite negli anni venti oltre 1.500 unità nelle diverse versioni. Fu finanziariamente grave che oltre 150 motociclette rimanessero invendute, o solo parzialmente e molto lentamente assorbite negli anni successivi.
Del resto il Menon, figlio del non meno geniale pioniere dell’automobile Carlo, pur avendo subito per almeno due anni l’improvvisa ed ingrata situazione di mercato — verificatasi specificatamente, come detto, nel rapporto con una fragile clientela privata —, disponeva di risorse sia personali che aziendali e, va riconosciuto, allora anche umane, da permettergli di riconvertire le sue possibilità produttive, rivolgendole ad una clientela più solida. Ciò avvenne con la partecipazione e vittoria sulla concorrenza in importanti gare ministeriali per la fornitura di estintori antincendio, omologazione di suoi brevetti in campo militare, specialmente accreditandosi grande e meritato prestigio presso la Regia Marina per la produzione di lanciabombe ed altri mezzi antisommergibile. L’officina motociclistica assunse carattere di vera industria bellica, decuplicando il personale e provvedendo, qualche anno prima della guerra e nel durante, a importanti forniture, perfino all’alleata Marina Imperiale Nipponica.
A conclusione di questi cenni storici anche se, almeno nel vecchio ambiente motoristico italiano a molti ben noto, si ricorda che l’ing. Gobbato fu barbaramente assassinato all’ingresso dello stabilimento del Portello dai partigiani che occuparono la fabbrica nell’arroventato clima di neogiacobinismo-marxista che caratterizzò quelle giornate milanesi di fine aprile ’45. Fine altrettanto indegna e cruenta aveva subito alcuni mesi prima Guglielmo Menon — in un’imboscata tesagli nel trevigiano —, che col Gobbato, oltre ad essere quasi coetaneo, conterraneo ed amico fin dalle vicende della precedente guerra, condivideva vedute tecniche e politiche.
Ebbene, quando l’ing. Gobbato fu posto al vertice della casa milanese, ci risulta abbia avuto intensi contatti col Menon per lo studio di “Valvole cave raffreddate al sodio” da utilizzarsi a migliore sfruttamento e garanzia della distribuzione bialbero. Per essa “le valvole sarebbero dovute essere quanto mai ben raffreddate e leggere”.
Anche se in modo indiretto e di confidenziale collaborazione, le esperienze fatte da Guglielmo Menon con il suo “Dissipatore di calore al sodio” si rivelarono determinanti nella caratteristica adozione delle vere e proprie valvole raffreddate al sodio.
Quella dei Menon con i dirigenti dell’Alfa Romeo è una relazione che, singolarmente, avrebbe trovato quasi fatale continuità e reiterato spirito di collaborazione anche in tempi molto più recenti.
Quarant’anni più tardi dalle scelte del Gobbato, precisamente nel 1977, fu Carlo, nipote diretto di Guglielmo Menon a fornire all’ing. Carlo Chiti — il leggendario progettista su cui si accentravano le attività dell’Autodelta — il prodotto qualitativamente più idoneo, in quanto a “Valvole per motori speciali”, per allestire i possenti 12 cilindri contrapposti che, ospitati dal Prototipo 33-3, lo avrebbero spinto alla conquista del Campionato Mondiale Marche.
