L’altitudine: perchè è un problema per i propulsori delle moderne WRC

La principale causa della riduzione della potenza di una vettura è computabile alla variazione barometrica, infatti man mano che saliamo di quota la pressione atmosferica diminuisce. Questo significa, indubbiamente, che l’aria risulta più “rarefatta” con le molecole di ossigeno sempre più distanti fra di esse. Una tale condizione si ripercuote sulla prestazione del motore, perché a parità di volume di aria aspirato avrà a disposizione meno ossigeno da introdurre in camera di combustione.

Chi ricorda le gare dell’epoca dei “carburatori” ricorderà quel rumore dei propulsori, che salendo di quota tendevano ad “ingrassare” la carburazione per la carenza di ossigeno. Oltre alla riduzione di ossigeno disponibile vi era l’impossibilità di far variare la quantità di combustibile immesso nella camera di combustione, con conseguente variazione del rapporto stechiometrico.

Fortunatamente, con l’avvento dell’iniezione elettronica, almeno quest’ultimo problema è stato risolto. Sulle vetture da competizione vengono ormai installate centraline elettroniche che mappano in tempo reale, questo significa che il sensore di pressione e la sonda lambda leggono in continuazione i rispettivi valori ed intervengono, tramite l’opportuna mappa, a far variare l’iniezione. Per capire il perché vi sia una riduzione della potenza disponibile bisogna entrare nel merito delle dinamiche connesse al funzionamento della centralina elettronica e della sensoristica ad essa associata.
Il sensore di pressione del tipo MAP (Manifold absolute pressure) è installato nel collettore d’aspirazione e permette, alla centralina, di avere informazioni sulla pressione della massa d’aria entrante in camera di combustione. Logicamente un sensore del genere “legge” la pressione atmosferica nei motori aspirati e la pressione al netto della sovrappressione d’esercizio nei motori turbocompressi.
La sonda lambda, installata nel collettore di scarico, valuta la presenza di ossigeno incombusto all’uscita della camera di combustione e permette alla centralina di intervenire, nel ciclo successivo, nel caso in cui vi sia una variazione del rapporto stechiometrico (evitando ciò che avveniva con l’ausilio del carburatore).

Adesso abbiamo la conoscenza degli elementi che intervengono nella gestione elettronica dell’iniezione e possiamo valutare cosa accade variando la quota di riferimento. Come detto, all’aumentare dell’altitudine diminuisce la pressione atmosferica e la concentrazione di ossigeno, la centralina quindi interviene sull’iniezione riducendo il getto di carburante al fine di mantenere un rapporto stechiometrico più vicino possibile a quello ideale. Si evince che, non entrando nel merito prettamente tecnico, tale condizione riduce il rendimento del motore e conseguentemente anche la potenza disponibile. In pratica è come se, per effetto della riduzione della presenza di ossigeno, la vettura viaggiasse con degli iniettori di portata ridotta rispetto a quelli realmente installati.

Entrando nella tematica del campionato WRC, la presenza dei turbocompressori permette di contenere l’effetto di riduzione della potenza ma non di evitarlo. In pratica un motore turbocompresso ha in ingresso della camera di combustione aria “compressa” ad una pressione maggiore rispetto a quella atmosferica.
Quindi per contenere l’effetto di perdita di potenza bisogna aumentare la pressione d’esercizio del turbocompressore ma all’inevitabile costo di introdurre una maggiore sollecitazione per la componente meccanica.
Insomma, i tecnici si troveranno davanti alla ricerca del compromesso più antico del Motorsport, quello tra prestazione ed affidabilità.