Perché i cilindri a quattro valvole sono migliori di quelli a due?

Perché i cilindri a quattro valvole sono migliori di quelli a due? Prima di rispondere a questa domanda dobbiamo tenere presente che, per i motori, l’aria equivale alla potenza, e le valvole aggiuntive assorbono molta più aria nei cilindri.

Come assicurano gli esperti, le valvole multiple di aspirazione e scarico migliorano la guidabilità e persino le prestazioni.

Oggi i motori con quattro valvole per cilindro sono la norma. I motori a due valvole per cilindro sono ormai superati, perché si è dimostrato che i veicoli offrono prestazioni migliori con quelle “due valvole per cilindro in più”.

È importante sottolineare che il funzionamento del motore dipende dalla quantità di aria che ogni cilindro riesce ad “assorbire” per produrre energia. Sorprendentemente, usare due valvole grandi, una per far uscire i gas di scarico e una valvola di aspirazione ancora più grande per far entrare aria e carburante, non è il modo migliore di procedere.

Quattro valvole per cilindro meglio di due

I numeri rivelano sorprendentemente che due valvole più piccole, diciamo la metà delle dimensioni di una sola valvola, permettono di far affluire più aria al motore? La potenza che sviluppa un motore deriva dalla coppia generata in ogni ciclo di combustione, quindi, fino a un certo punto, più un motore accelera rapidamente, più potenza produce. Ma ad alti regimi diventa più difficile ottenere aria sufficiente in modo rapido, ed è lì che due valvole di aspirazione hanno un vantaggio su una sola.

L’inserimento di valvole aggiuntive offre inoltre ai progettisti più margine per migliorare il turbolenza nella camera di combustione, necessaria per la miscela di carburante e aria, e i componenti più piccoli sono più leggeri, un vantaggio quando devono muoversi più velocemente. Gli svantaggi sono che i progetti a quattro valvole richiedono molti più componenti e una lavorazione più complessa rispetto a quelli a due valvole, e in passato ciò limitava l’uso di questa soluzione ai motori più esclusivi.

L’idea non è nuova: è apparsa per la prima volta sulle automobili all’inizio del XX secolo. Honda ha trovato un compromesso negli anni ’70 con i motori a tre valvole per cilindro della Civic, due valvole di aspirazione e una di scarico per cilindro, che offrono il maggior vantaggio delle quattro valvole ma usano un solo albero a camme per contenere i costi.

La differenza principale più recente è stata l’iniezione diretta e l’inserimento di un iniettore in ogni camera di combustione, oltre a una candela. Con i motori a iniezione diretta, gran parte della camera di combustione si trova nella corona del pistone per generare la massima turbolenza e la miglior miscela di aria e carburante, ma la progettazione dei condotti di aspirazione della testata resta importante.

Quindi, sebbene la maggior parte dei motori moderni sia generalmente alimentata da turbo, il raffreddamento di un motore continua a svolgere un ruolo importante.