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Tecnica e storia

I motori a tre valvole per cilindro

- La recente adozione da parte della Piaggio riporta alla ribalta questo tipo di distribuzione che ha visto tanti importanti esempi in casa Honda, Ducati, persino Morini, ma anche Ferrari e Maserati
 I motori a tre valvole per cilindro

Ormai da molti anni la situazione sembra essersi standardizzata: quattro valvole per cilindro per i motori di prestazioni più elevate e due per quelli meno spinti, in genere raffreddati ad aria. Questi ultimi hanno un’ampia diffusione per via della linearità di disegno e della semplicità costruttiva, che si traduce anche in costi inferiori. Li troviamo su diverse naked e custom, oltre che su alcune modern classic e, naturalmente, su un gran numero di modelli di piccola cilindrata e di impostazione utilitaria.

Adottando lo schema a quattro valvole si possono ottenere prestazioni superiori, dato che il motore può raggiungere regimi più elevati e può respirare meglio alle alte velocità di rotazione (grazie alle più ampie sezioni di passaggio a disposizione dei gas). Logico quindi che questo tipo di distribuzione venga utilizzato in tutti i motori di potenza specifica molto alta.

In alcuni casi i tecnici hanno pensato di adottare uno schema “intermedio” tra i due ora descritti, ossia di realizzare teste con tre valvole per cilindro, con l’obiettivo di ottenere un miglior rendimento volumetrico, rispetto alla soluzione a due valvole, unitamente a una maggiore compattezza e a un minor costo rispetto a quella a quattro. Il rovescio della medaglia è costituito da un certo peggioramento della forma della camera, cosa che in molti casi rende opportuno il ricorso alla doppia accensione.

 

Dagli aerei alla Honda

Nella storia del motorismo non sono molto numerosi gli esempi di impiego di questa soluzione ma alcuni di essi sono di notevole importanza, sia sotto l’aspetto tecnico che sotto quello della diffusione. Una certa attenzione nei confronti delle tre valvole per cilindro si è avuta già durante la prima guerra mondiale e negli anni immediatamente successivi da parte di grandi case impegnate in campo aeronautico come Mercedes, Maybach e Sunbeam. Un grande sostenitore di questo schema è stato Ettore Bugatti, che lo ha utilizzato su alcuni motori di sua progettazione, tra i quali il celebre “tipo 35” a otto cilindri in linea del 1924. Ottimi risultati hanno fornito i famosi motori d’aviazione Junkers Jumo, 211 e 213; avevano tre valvole per cilindro e sono stati costruiti in decine di migliaia di unità dalla metà degli anni Trenta al termine del secondo conflitto mondiale, nel quale sono stati grandi protagonisti. Avevano una architettura a V invertito, dodici cilindri e un albero a camme per ogni testa. La cilindrata era di 35 litri; nelle ultime versioni la potenza era dell’ordine di 2000 cavalli (con iniezione di acqua e metanolo). Minore diffusione ha avuto lo Jumo 210, di minore cilindrata, che può essere considerato l’antenato del 211.

 

I motori Honda avevano la distribuzione monoalbero con le due valvole di aspirazione che in alcuni casi venivano azionate da un unico bilanciere “sdoppiato”

Nel dopoguerra è entrata in scena la Honda che per il suo modello “E” (Dream) del 1951 ha sviluppato un monocilindrico di 150 cm3 dotato di tre valvole. Si trattava di un robusto e versatile tuttofare, che ha avuto una notevole diffusione. Non aveva alcuna pretesa velocistica, al contrario del monocilindrico 350 da Gran Premio sviluppato dalla AJS l’anno successivo, per il quale il tecnico H.J. Hatch ha progettato una distribuzione di schema piuttosto complesso. Nella testa erano infatti alloggiati tre alberi a camme, dotati di un eccentrico ciascuno, un alberello intermedio e due coppie di ingranaggi conici! Una specie di record, per un monocilindrico… In questo caso stranamente venivano impiegate due valvole di scarico e una di aspirazione. Il motore non era niente di eccezionale (i mono di eguale cilindrata della concorrenza andavano più forte) e in tre anni di attività la moto ha vinto un solo Gran Premio, con forte aiuto della dea bendata. Per le sue 350 da corsa destinate alla vendita, che sono state impiegate a lungo con ottimi risultati da molti piloti privati, la casa inglese si è comunque mantenuta fedele allo schema classico, utilizzando una distribuzione monoalbero a catena con una valvola di aspirazione e una di scarico.

 

Le tre valvole per cilindro (due di aspirazione e una di scarico) negli anni Sessanta sono state provate da vari costruttori sui loro motori da corsa. Questa rara immagine mostra una testa sperimentale realizzata dalla Moto Morini per la sua 250 da Gran Premio

Attorno alla metà degli anni Sessanta alcuni costruttori di motori da competizione hanno vissuto un vero e proprio periodo di transizione dalle due alle quattro valvole realizzando motori con teste nelle quali per ogni cilindro vi erano tre valvole. Nel 1966-67 tanto la Ferrari quanto la Maserati (che forniva il suo V12 alla Cooper) hanno impiegato questa soluzione nel mondiale di Formula Uno. In campo moto va ricordata una testa sperimentale della Morini per il suo 250 monocilindrico bialbero.

Per tornare a vedere dei motori a tre valvole è stato necessario attendere la fine degli anni Settanta, quando questo schema è tornato alla ribalta per merito della Honda, sulle bicilindriche CB 250 e CB 400 N. Era il prologo a un impiego su vasta scala da parte della casa giapponese, che ha utilizzato teste a tre valvole, con distribuzione monoalbero, su una serie di motori bicilindrici a V di 52° che hanno esordito con la VT 500 (entrata in produzione nel 1983) e che nella seconda metà degli anni Ottanta sono cresciuti di cilindrata, venendo adottati su moto di grande successo come la Transalp e l’Africa Twin. Aveva tre valvole anche il bicilindrico a V di 45° della VT 750.


 

Nel 1966-67 tanto la Ferrari quanto la Maserati, che forniva il suo V12 alla Cooper, hanno impiegato questa soluzione nel mondiale di Formula Uno

Per quanto riguarda le auto di serie, nello stesso periodo hanno sviluppato motori a tre valvole per cilindro case come la stessa Honda, la Nissan e la Toyota. Nella seconda metà degli anni Novanta significativa è stata l’adozione di questa soluzione tecnica da parte della Mercedes-Benz, che la ha utilizzata per ridurre il tempo necessario per portare al light-off il catalizzatore, rispetto a quanto possibile con quattro valvole per cilindro. Un solo condotto di scarico significa minore superficie lambita dai gas combusti in uscita dal motore, il che si traduce in una minore quantità di calore ceduta alle pareti metalliche. I gas possono così scaldare più rapidamente la marmitta catalitica dopo l’avviamento. Nei primi anni Duemila di particolare importanza è stato l’impiego di questa soluzione tecnica da parte della Ford americana su una nuova serie di motori a V di rilevante cilindrata con distribuzione monoalbero.


 

Sul motore della Vespa i tecnici della Piaggio hanno adottato una distribuzione a tre valvole, comandate da un singolo albero a camme azionato da una catena. I bilancieri sono dotati di rullo per minimizzare l’attrito

Tornando al settore motociclistico, spicca lo sviluppo di teste a tre valvole da parte della Ducati nel motore DesmoTre, apparso nel 2004 e rimasto in produzione fino al termine del 2007.
Di recente è stata la Piaggio a utilizzare lo schema a tre valvole per cilindro per i nuovi motori di 125 e di 150 cm3 destinati alla Vespa. In questo caso l’obiettivo, pienamente raggiunto, era quello di ridurre i consumi, incrementando al tempo stesso le prestazioni e mantenendo la massima compattezza unitamente a una grande semplicità costruttiva.

I famosi motori aeronautici Junkers Jumo 211 e 213 (qui mostrato) avevano la distribuzione monoalbero e tre valvole per cilindro. In questi grandi protagonisti del secondo conflitto mondiale i 12 cilindri erano disposti in due bancate ricavate nella stessa fusione del basamento e rivolte verso il basso
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  • CinghialeMannaro, Calcinaia (PI)

    Me la ricordo la ST3. Avuta. Gran moto, gran motore anche se un po' scorbutico in basso, peccato che fosse viziata da una costruzione decisamente "all'italiana", con componenti non fatti per durare e un impianto elettrico che faceva bizze.

    Ma il motore era una goduria. Diciamocelo.
  • gioralma, Milano (MI)

    Mi associo al plotoncino di testimoni favorevoli al 3 valvole desmo, attoniti per la scelta di Ducati di non provarne l'adozione su qualunque altro motociclo terminandone di fatto la produzione. Posseggo una ST3 prima serie dalla sua uscita nel 2004, questa moto continua a darmi grandi soddisfazioni, viaggi lunghi o uscite domenicali che siano. Il motore è sfruttabile da 2500 (ok strappetti a parte, ma non la uso molto in città anche perché scalda parecchio) fin quasi a 9500 giri/min; per una guida "sopra le righe" diventa rabbioso oltre i 6500 mentre sotto rende anche oltre 20km/l; in pratica permette senza trucchi elettronici di essere utilizzato da un utente medio in qualunque situazione stradale ci si possa ragionevolmente trovare a viaggiare: penso tutto ciò rasenti il Nirvana per ogni amante di un bicilindrico...ma si sà, il Nirvana vede l'annullamento della persona in un'indistinta beatitudine che motociclisticamente parlando fa molto...Honda. Ecco, forse è andata così: Ducati ha dismesso il 3 valvole desmo perché troppo "imitatore" del VFR, troppo educato, ed al tempo stesso troppo legato come marchio al rude immaginario racing desmodromico, e quindi forse lontano dalla sintesi degli immaginari che vengono spontaneamente associati a questi due mondi. Peccato...comunque lunga vita alle 3 valvole per cilindro, e a tutte le soluzioni funzionali che dimostrino originalità di pensiero!
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