Il problema del deposito di benzina sulle pareti dei collettori di aspirazione o wall wetting, con le sue ripercussioni sull'erogazione di potenza, riguarda tutti i moderni motori ad iniezione indiretta (Port Fuel Injection o PFI), mentre non coinvolge quelli ad iniezione diretta (ad esempio Mitsubishi GDI ed Audi FSI).

A valle della farfalla, il condotto di aspirazione risente delle variazioni di pressione dovute alle aperture e chiusure della valvola a farfalla stessa - infatti è proprio variando questa pressione in aspirazione che il pilota riesce a regolare la potenza tramite l'acceleratore.

La benzina, nebulizzata tramite iniettore nel tratto finale del condotto, risente quindi di queste variazioni di pressione: ad ogni apertura di gas (accelerazione):

1. la pressione nel condotto sale
2. la benzina condensa e si deposita sulle pareti invece di arrivare nel cilindro
3. la carburazione risultante è troppo magra

al contrario, ad ogni chiusura del gas (rilascio):

 

1. la pressione nel condotto scende
2. la benzina depositata in precedenza sulle pareti evapora e giunge nel cilindro
3. la carburazione risultante è troppo ricca.

In passato, lo smagrimento in accelerazione è stato affrontato sui carburatori con le cosiddette pompe di ripresa, che ad ogni accelerata iniettavano nel condotto benzina supplementare per ristabilire la corretta proporzione aria/benzina. Nelle vetture moderne, questi arricchimenti "indiscriminati" non sono più consentiti per rispetto delle norme sulle emissioni inquinanti.

L'arricchimento in rilascio (fonte di HC, idrocarburi incombusti allo scarico) non influenzando in modo altrettanto pesante le prestazioni, è stato affrontato solo con l'arrivo delle prime norme anti-inquinamento. Appositi dispositivi, dapprima meccanico-pneumatici, poi elettronici, rallentano la chiusura della farfalla in rilascio, dando modo al motore di smaltire gradualmente l'eccesso di carburante depositato sulle pareti.

Inoltre, i moderni motori stradali applicano la strategia di cut-off, ovvero tagliano l'iniezione in rilascio, per risparmiare carburante ed emissioni. In questo modo, ad ogni rilascio la benzina depositata sulle pareti viene gradualmente smaltita, fino alla prossima riapertura della farfalla, che porterà un nuovo deposito di carburante nei condotti.

La concomitanza di questi due fenomeni, smagrimento in accelerazione e cut-off in rilascio, porta come risultato una vettura che ad ogni accelerazione risponde in ritardo, perchè non può arricchire adeguatamente la carburazione, dovendo ogni volta passare da CUT-OFF (taglio della benzina in rilascio) a OPEN LOOP(arricchimento di pieno carico) con i ritardi tipici della gestione stradale, con la necessità di riformare il deposito di benzina sulle pareti prima di dare ai cilindri la corretta miscela aria/benzina.

In generale, si può dire che le variazioni di regime sono le fasi più critiche ai fini delle emissioni inquinanti, e quindi quelle più limitate dalle norme, mentre sono le più importanti in corsa, dove il motore deve rispondere prontamente alle richieste di potenza del pilota. Un ritardo ad esempio di 1/10 di secondo su ogni ripresa in uscita di curva può significare secondi persi all'arrivo di una prova speciale.

Anche per questi aspetti, gli impianti iniezione-accensione racing sono superiori, non sono vincolati a normative e consentono di realizzare la gestione più efficace delle fasi transitorie.

 

 

 

le vetture stradali sono soggette alle normative vigenti in materia di controllo delle emissioni inquinanti (CO, CO2, HC, NOx). Per questo, ai carichi PARZIALI, mantengono il rapporto Aria/Benzina (o Air to Fuel, A/F) oscillante intorno a valori stechiometrici (A/F = 14.7/1) controllando la carburazione tramite il sensore di ossigeno o sonda LAMBDA.

Tramite questa tecnica, nota come strategia CLOSED LOOP (ad anello di controllo chiuso), l'elettronica innesca alternativamente nel catalizzatore le reazioni chimiche di OSSIDAZIONE (in fase magra) e di RIDUZIONE (in fase ricca) degli inquinanti, per il rispetto dei limiti di legge.

Nelle vetture stradali, solo a pieno carico la carburazione viene arricchita (strategia OPEN LOOP, ovvero ad anello aperto) e solo dopo un certo tempo dalla richiesta di potenza del pilota.

La carburazione stechiometrica, e il continuo passaggio tra fasi CLOSED LOOP e OPEN LOOP non sono certo adatte ad un motore ad alte prestazioni, che richiede al contrario rapporti A/F sensibilmente ricchi in tutte le fasi di guida.

Un moderato eccesso di carburante, oltre a migliorare le prestazioni, rende più rapide le risposte e raffredda gli organi interni (camera di combustione, valvole, cielo del pistone ecc.), cosa molto utile alla protezione della meccanica specialmente per i motori turbocompressi.

Infatti la benzina iniettata in eccesso evapora in camera di scoppio, sottraendo calore e quindi raffreddando l'ambiente (lo stesso fenomeno che ghiaccia le bombole spray durante l'utilizzo), senza partecipare alla combustione, in quanto non trova in camera l'ossigeno per bruciare.

Un ulteriore vantaggio della carburazione ricca è che allontana il pericolo di detonazione (battito in testa). Si possono quindi adottare rapporti di compressione ed anticipi di accensione più alti, a tutto vantaggio delle prestazioni.

Nei motori esasperati quindi è necessario abbandonare la gestione iniezione di tipo stradale, ottima per le emissioni inquinanti, ma che rende il motore da corsa poco potente, lento nella risposta e più soggetto a guasti, e gli impianti iniezione-accensione racing permettono proprio il controllo "senza vincoli" della carburazione.

I motoristi che preparano un motore aspirato ad alte prestazioni, superata la soglia dei 110/120 CV/litro di potenza specifica, si trovano a fronteggiare immancabilmente lo stesso problema: l'elettronica originale non riesce a gestire l'iniezione, il motore è sempre troppo magro o troppo ricco, e non sembra accorgersi degli interventi apportati sulle mappature.

Il problema nasce dalla natura stessa del motore aspirato ad alta potenza specifica, che di norma presenta queste caratteristiche:

 

1. condotti di aspirazione corti, rettilinei e di grosso diametro
2. elevato angolo di ritardo chiusura aspirazione
3. elevato angolo di anticipo apertura scarico
4. fase di incrocio (ritardo chiusura scarico-anticipo apertura aspirazione) molto ampia
5. condotti di scarico accordati per gli alti regimi.

In queste condizioni, ai regimi bassi e medi, ovvero finchè non entra in gioco l'accordatura tra condotti e fasatura distribuzione, il motore presenta consistenti riflussi di misela aria-benzina che vengono risospinti lungo il collettore di aspirazione, creando un flusso di verso contrario rispetto a quello normale, che però non viene misurato in maniera distinta dai sensori in aspirazione (Sensore di Pressione Assoluta-APS o Misuratore Massa Aria-Flussometro).

Inoltre, a farfalla parzializzata, il motore crea poca depressione nel condotto di aspirazione, pur essendo l'alimentazione dei cilindri molto ridotta rispetto alle condizioni di pieno carico.

Il risultato è che i sensori comunicano alla centralina che la massa d'aria aspirata è grande, mentre di fatto il riempimento cilindri è scarso. La centralina comanda di iniettare benzina in proporzione, la carburazione è troppo ricca, il motore risulta ingestibile a questi regime e carichi. Se si prova a diminuire l'apporto di benzina, a carichi e regimi superiori la carburazione risulta magra.

Una strategia per fronteggiare il problema è quella di vincolare l'iniezione non più alla pressione o massa aria in aspirazione, ma semplicemente all'angolo di apertura farfalla (Alfa) che per questi motori rappresenta molto meglio il grado di riempimento effettivo dei cilindri. Il secondo parametro da portare in conto è, come sempre, il numero di giri (N) e ne risulta la strategia di gestione Alfa/N per l'iniezione, realizzabile solo con gli impianti elettronici da competizione.