Massimo Clarke: "Cavalli e scarichi, la ricetta di Akrapovic"

di Massimo Clarke

Tecnologie d’avanguardia per migliorare le prestazioni dei moderni motori di alta potenza specifica! Ecco la “ricetta” di Akrapovic | M. Clarke

di Massimo Clarke

14 dicembre 2012

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Chiunque abbia a che fare con le moto e le auto sportive o da competizione sa bene quanto è importante il sistema di scarico. E tutti gli appassionati conoscono il nome Akrapovic, da tempo autentico riferimento in questo settore. Niente di più logico quindi che rivolgersi alla ditta slovena per osservare direttamente le più moderne procedure di progettazione e sviluppo e lo stato dell’arte per quanto riguarda le tecnologie di produzione.

Documentarsi sui sistemi di scarico destinati ai motori a quattro tempi di altissime prestazioni non è facile. Ciò che si trova scritto in giro non è molto e in genere riguarda solo i monocilindrici; inoltre le informazioni fornite dalle varie fonti spesso non coincidono. Per sapere qualcosa occorre rivolgersi agli specialisti, che con il passare degli anni e l’accumularsi delle esperienze hanno messo insieme un know-how specifico invidiabile (e non ottenibile altrimenti). Certo, alla base ci sono delle formule che consentono, mediante i calcoli, di arrivare tutto sommato abbastanza vicini alla configurazione e al dimensionamento ottimali per i differenti motori, ma da lì in poi è solo il know-how a entrare in gioco. E quindi tante prove al banco, lavorando a livello di dettagli, ma sempre guidati dall’esperienza accumulata e dalla razionalità nel modo di procedere, debitamente acquisita.

La ricetta

Insomma, niente tentativi più o meno alla cieca, ma soluzioni studiate e testate in base alla logica. E sempre con ben presente l’obiettivo che si vuole raggiungere.
A questo proposito spesso i preparatori sbagliano, rivolgendo tutte le loro attenzioni all’ottenimento della massima potenza. E invece, in particolare nel mondo delle due ruote, conta tantissimo poter disporre di una vigorosa erogazione e di una ottima prontezza di risposta da parte del motore su di un ampio arco di regimi. La curva di coppia deve avere l’andamento più favorevole possibile, mantenendosi su livelli elevati a lungo e senza accusare flessioni.

Niente ricette rigorose, dunque, ma un lungo e accurato lavoro di sviluppo, motore per motore, teso alla ottimizzazione di tutti i parametri, che nei policilindrici non si limitano alla lunghezza totale e al diametro dei tubi. Entrano infatti in gioco le posizioni e le conformazioni dei raccordi, ovvero dei punti ove i vari tubi primari e secondari si uniscono. E poi c’è il delicato gioco dei volumi del quale tener conto e ci sono anche le posizioni dei vari tratti, alcuni dei quali durante l’impiego della moto possono lavorare a temperatura più alta rispetto ad altri, che vengono agevolmente lambiti dall’aria; e siccome le onde di pressione viaggiano con velocità sonica e quest’ultima è legata alla temperatura, non si può non tenerne conto, per ottenere i migliori risultati…
Osservando con attenzione i sistemi di scarico dei quadricilindrici di altissime prestazioni, spesso è possibile notare, oltre ad alcune variazioni di sezione, la presenza di tubetti secondari di diametro ridotto che collegano i vari rami discendenti; in altri casi ci sono dei piccoli risonatori cilindrici collegati ai tubi principali, e via dicendo. Nessun dettaglio viene trascurato e ogni singola parte ha una sua ben precisa funzione.

Moderni banchi strumentati consentono di riprodurre le reali condizioni di impiego, su pista o su strada

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La potenza non è tutto

Siccome la potenza massima non è tutto ed è la possibilità di utilizzare tanti cavalli lungo un ampio arco di regimi a contare maggiormente, i banchi dei quali dispone Akrapovic non sono del tipo tradizionale, sul quale si piazza il motore e si rilevano le curve caratteristiche con la valvola del gas completamente spalancata, né del tipo inerziale, valido per le “accelerate” a tutto gas. Si utilizzano banchi frenati sui quali si piazza la moto, con il pilota che ruota la manopola del gas come opportuno, il che consente di simulare accuratamente quello che si verifica su strada e in pista ovvero nelle reali condizioni di impiego.
Una prima fase di studio, in ufficio tecnico, durante la quale si tiene anche conto degli ingombri e delle varie possibilità per quanto riguarda l’installazione (di notevole aiuto qui è la fotografia tridimensionale), consente di effettuare il progetto di base, dal quale partire per il successivo sviluppo. Nell’apposito reparto si procede pertanto alla realizzazione del primo prototipo, che viene montato sulla moto. Inizia così la fase sperimentale, con le relative prove al banco, che si susseguono fino a individuare la geometria e il dimensionamento definitivi.

Per arrivare alla configurazione finale sono in genere necessarie, per i modelli di serie, da 150 a 300 prove, con relative modifiche, il che può comportare tempi di sviluppo dell’ordine di oltre due mesi!

Non si deve pensare che si tratti di una cosa semplice. In base ai risultati ottenuti volta per volta, e avendo ben chiaro l’obiettivo da raggiungere, bisogna sapere via via cosa modificare e in quale misura farlo. Per arrivare alla configurazione finale sono in genere necessarie, per i modelli di serie, da 150 a 300 prove, con relative modifiche, il che può comportare tempi di sviluppo dell’ordine di oltre due mesi!

Per le moto da competizione la situazione è più complessa; possono occorrere addirittura 400-500 prove. E non è finita; basta infatti che nel motore venga cambiato un albero a camme perché lo scarico non fornisca più i risultati ottimali e diventi necessario modificarlo.

Una ampia zona &egrave; dedicata alla realizzazione e allo sviluppo dei prototipi — Una ampia zona è dedicata alla realizzazione e allo sviluppo dei prototipi

Per dare un’idea del lavoro necessario, basta pensare che quando la Honda correva in Superbike col suo bicilindrico affidato a Colin Edwards, in tre anni è stato necessario realizzare ben 50 scarichi diversi per “stare dietro” allo sviluppo della moto! Un impegno del genere, abbinato a mezzi avanzatissimi e a capacità straordinarie, non può che dare risultati eccellenti. Non per nulla nel 2012 le moto che hanno trionfato nei mondiali MotoGP, MotoDue, MotoTre e Superbike hanno tutte impiegato scarichi Akrapovic!

La produzione

Una volta messo a punto lo scarico definitivo, per quanto riguarda le moto di serie si può finalmente passare alla produzione. Innanzitutto occorre scegliere il materiale e mettere a punto il sistema costruttivo più razionale (quanti pezzi? Come unirli? Con quale tecnologia realizzare ciascuno di essi?). Oggi la scena è dominata dal titanio, metallo dalla densità notevolmente inferiore a quella dell’acciaio, e l’azienda slovena è diventata una grande protagonista in questo settore. I suoi tecnici hanno individuato la lega termoresistente più idonea e quindi la ditta (giapponese) in grado di fornirla assicurando la massima costanza a livello qualitativo. Si tratta di un materiale sofisticato, che va ordinato con molti mesi di anticipo.

Con il laser si applica un codice di individuazione sui vari prodotti per assicurare sempre una accurata rintracciabilit&agrave; — Con il laser si applica un codice di individuazione sui vari prodotti per assicurare sempre una accurata rintracciabilità

Una apposita linea di lavorazione consente di trasformare la lamiera di tale lega di titanio in tubi del diametro desiderato che, dopo una accurata pulizia e gli opportuni controlli, vengono tagliati, curvati come necessario e quindi uniti mediante saldatura. Sempre dalla lamiera di lega di titanio vengono tagliati gli elementi che sono poi sagomati come necessario per essere utilizzati per la costruzione dei silenziatori. Il laser oltre che per il taglio viene anche impiegato, in varie zone dello stabilimento, per “scrivere” sui vari prodotti (o loro parti), cosa fondamentale ai fini della rintracciabilità.

Le lavorazioni generano degli sfridi e il taglio delle lamiere non consente di utilizzare tutto il materiale. Per recuperare quello che altrimenti dovrebbe venire venduto come rottame, la Akrapovic ha realizzato addirittura una modernissima fonderia interna, ampiamente automatizzata, nella quale diversi particolari dei sistemi di scarico, soprattutto se destinati alle automobili, più vari altri organi, come i poggiapiedi delle moto da cross, vengono realizzati mediante fusione di precisione (investment casting).

Grande attenzione viene riservata ai controlli. L’azienda dispone di un laboratorio metallurgico (dove vengono analizzati tutti i lotti di materiale che arrivano dall’esterno) e di un laboratorio metrologico, all’interno del quale si effettuano verifiche dimensionali e geometriche di estrema accuratezza.

Per effettuare le saldature si ricorre al sistema TIG, con elettrodo che crea una atmosfera inerte nella ristretta zona di lavoro

Per impartire ai tubi la corretta geometria si fa ricorso anche all’idroformatura, mentre per le saldature (non facili, trattandosi del titanio) si fa ricorso generalmente al TIG. Particolari come i fondelli dei silenziatori vengono prodotti per imbutitura, sotto la pressa, impiegando stampi di acciaio realizzati in settore riservato a queste operazioni. Un altro reparto è dedicato all’assemblaggio dei silenziatori. Per la produzione dei particolari in fibra di carbonio vi è una apposita sezione dello stabilimento.
Lungo il percorso costituito dalle postazioni di lavoro sulle quali si svolgono, in sequenza, le operazioni che portano al prodotto finito, viene effettuata una serie di controlli “on line”. Si tratta di un ulteriore importante contributo alla qualità del prodotto, per la quale la Akrapovic è giustamente famosa.