Altezza di squish nel motore 2T: cos’è, come si misura e cosa la fa cambiare

L’altezza di squish è una delle misure più importanti in un motore 2 tempi da competizione, e una delle più trascurate. Da lei dipendono la velocità della combustione, la tendenza alla detonazione e, alla fine, quanto il motore spinge e quanto dura. In questa guida spieghiamo cos’è, come si misura e quali componenti la fanno cambiare nel tempo, con esempi sui motori che conosciamo meglio: i 125 2T KTM, Husqvarna e GasGas, anche TPI, e i kart TM KZ.

Cos’è l’altezza di squish

La testata di un 2 tempi ha una camera di combustione centrale circondata da una fascia piana o leggermente inclinata, la banda di squish. Quando il pistone arriva al punto morto superiore, tra il cielo del pistone e questa fascia resta uno spazio di pochi decimi di millimetro: è l’altezza di squish.

In quello spazio la miscela viene “spremuta” (in inglese to squish) e spinta con forza verso il centro della camera. Si crea così una turbolenza che accelera la combustione e riduce la quantità di miscela che resta ai bordi, lontana dalla candela.

Perché è così importante

• Squish troppo alto: la miscela viene spinta con meno forza verso il centro della camera, e di conseguenza la banda di squish perde la capacità di generare la turbolenza necessaria per miscelare e bruciare efficacemente la miscela aria-benzina. La combustione è più lenta e la miscela che resta nella banda di squish è più esposta alla detonazione. Il motore perde prontezza, risulta pigro, fiacco, meno reattivo, e rischia di più. Inoltre, poiché la combustione non è ottimale, possono aumentare l’imbrattamento della candela e l’accumulo di residui carboniosi (incrostazioni) nel tempo.
• Squish troppo basso: nei casi più estremi, soprattutto agli alti regimi, con le dilatazioni termiche e i giochi di biella e cuscinetti si può generare un rischio di collisione meccanica tra cielo del pistone e testata. In linea generale, uno squish troppo basso genera sempre un innalzamento della temperatura di esercizio del motore e un rumore metallico tipico (battito in testa), dovuto a un picco anomalo di pressione e temperatura della miscela.
• Squish che cambia durante l’uso: è il problema più subdolo. Se guarnizioni e o-ring si assestano o cedono con il calore, lo squish si sposta sessione dopo sessione e con lui l’erogazione del motore.

Non esiste un valore valido per tutti: va impostato partendo dai parametri del costruttore e adattato al proprio stile di guida e al tipo di risposta che si vuole dal motore.

Da dove partire sui 125 da cross

Sui motori 125cc delle moto da cross KTM, Husqvarna e GasGas (sia a carburatore sia a iniezione), nei vari sviluppi portati avanti con testate originali l’altezza di squish di riferimento è risultata soddisfacente con due guarnizioni alla base del cilindro in configurazione originale, di spessore 0,4 mm + 0,2 mm (totale 0,6 mm), oppure con le due guarnizioni base cilindro sviluppate da Candido Engineering, da 0,3 mm + 0,3 mm (totale sempre 0,6 mm).

In ogni caso, misurare e impostare correttamente l’altezza di squish è un’operazione sempre consigliata, da regolare anche in funzione del proprio stile di guida e del tipo di risposta che si desidera dal motore.

Partendo da questa impostazione “base”, riducendo lo spessore totale delle due guarnizioni base cilindro (0,6 mm) ci si sposta verso un’erogazione con più “corpo” ai bassi. Viceversa, aumentandolo ci si sposta verso un’erogazione con un arco più ampio ai medio-alti e quindi più allungo.

Come si misura

Il metodo più diffuso è quello del filo di stagno, che si schiaccia tra pistone e testata e poi si misura.

La procedura “semplificata”, e sicuramente la più rapida, è la seguente:

1. Montare la testata con il serraggio definitivo: dadi o viti serrati in modo uniforme, a croce, alla coppia indicata dal costruttore. Una misura effettuata con la testata serrata in maniera “approssimata” può portare a valori di squish non veritieri.
2. Preparare il filo di stagno, di diametro superiore allo squish che ci si aspetta, in modo che venga effettivamente schiacciato.
3. Inserire il filo dal foro candela fino al bordo del cilindro, sulla banda di squish.
4. Far passare il pistone dal punto morto superiore una sola volta, girando il motore a mano e con calma.
5. Estrarre il filo e misurare lo spessore della parte schiacciata con un micrometro o un calibro centesimale, nel punto più sottile.
6. Ripetere la misura almeno su due lati opposti, in direzione dello spinotto. Il pistone oscilla leggermente sullo spinotto: misurando in direzione dello scarico e dell’aspirazione si ottengono valori falsati da questo gioco.

La procedura più precisa, quella che usiamo nei nostri test

La procedura più attendibile e precisa, a cui facciamo riferimento anche noi nei test e nelle prove di Candido Engineering, prevede questi passi:

1. Preparare un filo di stagno rettilineo, lungo 1-2 mm più del diametro del cilindro.
2. Con un taglierino sottile fare un piccolo taglio alle due estremità del filo, per tutto il suo spessore, così da avere le due superfici terminali piane e regolari. La lunghezza totale del filo deve diventare uguale al diametro del cilindro (in realtà pochissimo più corta).
3. Portare il pistone al punto morto superiore, adagiare il filo di stagno al centro del pistone in direzione dello spinotto e bloccarlo in quella posizione con un pezzetto di nastro adesivo al centro del filo. Il filo va posizionato lungo la direzione dello spinotto: se fosse messo in direzione ortogonale (cioè lungo scarico-aspirazione) la misura sarebbe falsata, perché il pistone oscilla leggermente sullo spinotto.
4. Far scendere leggermente il pistone verso il punto morto inferiore, posizionare la testata e serrare le viti in modo uniforme, a croce, con la coppia consigliata dal costruttore. Una testata serrata in maniera approssimata porterebbe inevitabilmente a valori di squish non veritieri.
5. Girando il motore a mano, far passare una sola volta il pistone dal punto morto superiore.
6. Dopo il passaggio dal punto morto superiore, far proseguire la corsa verso il punto morto inferiore e poi risalire di nuovo verso il punto morto superiore, ripetendo il passaggio del punto 5. Così si elimina il minimo ritorno elastico del filo di stagno che potrebbe nascere dopo il primo passaggio e che darebbe una misura dello squish di qualche centesimo maggiore del valore reale.
7. Smontare la testata, estrarre il filo di stagno e misurare lo spessore alle due estremità del filo, preferibilmente con un calibro centesimale preciso.

La precisione della misura conta quanto il valore. Prestiamo la massima attenzione anche alle misure del diametro del cilindro, usando strumenti tarati: nella nostra scheda di misura del cilindro trovi l’alesametro e il comparatore millesimale che utilizziamo e come li azzeriamo con l’anello di riferimento.

Cosa fa cambiare lo squish

Le guarnizioni di base cilindro

Lo spessore delle guarnizioni sotto il cilindro decide quanto il cilindro sta “alto” e quindi, a parità di testata, l’altezza di squish. Ma conta anche come la guarnizione si comporta nel tempo: quanto si comprime al serraggio, quanto torna indietro se si smonta il cilindro per una verifica, quanto regge la pressione.

Sui 125 2T KTM, Husqvarna e GasGas l’impostazione originale usa due guarnizioni da 0,4 mm e 0,2 mm, per uno spessore totale di 0,6 mm. Le nostre guarnizioni base cilindro mantengono lo stesso spessore totale con due guarnizioni da 0,3 mm, tagliate al laser in fibre aramidiche legate con NBR e trattate dopo il taglio. Nei test in laboratorio e in pista questa soluzione ha dato compressibilità e ritorno elastico più costanti, e quindi uno squish più stabile nell’arco di vita della guarnizione. Esiste anche la versione per i TPI.

Attenzione: cambiare lo spessore delle guarnizioni di base per correggere lo squish sposta in alto o in basso anche il cilindro rispetto al pistone, e quindi cambia la fasatura delle luci di scarico e di travaso. È una regolazione che va fatta sapendo cosa si sta toccando.

Se si preferisce mantenere le guarnizioni base cilindro in configurazione standard (spessore totale 0,6 mm), per non influenzare la fasatura del motore, si può intervenire sullo squish adottando degli inserti testata dedicati, invece di aumentare o diminuire lo spessore delle guarnizioni.

Gli o-ring della testata

La tenuta dell’accoppiamento testata/cilindro, e nei motori con testata in due parti (cupola, oppure inserto più coperchio) anche degli accoppiamenti inserto/cilindro e coperchio/inserto, è affidata a degli o-ring. Quello tra cupola e cilindro lavora nella zona più calda del motore: se la mescola non è stabile alle alte temperature, si assesta e lo squish tende a modificarsi.

Per questo nei nostri kit usiamo mescole diverse per ogni posizione. Nel kit per 125 2T KTM l’o-ring interno cupola/cilindro deriva da applicazioni per turbine a gas. Nel kit per kart TM 125 KZ (KZ10, KZ10B, KZ10C, KZ R1-R2-R3, KF, OK, OKJ) l’o-ring interno è in una mescola di derivazione aeronautica. L’obiettivo è lo stesso: squish costante per tutta la vita dell’o-ring ed erogazione uguale sessione dopo sessione. Il kit è disponibile anche per gli 85 2T.

La geometria della camera di combustione

Squish e forma della camera lavorano insieme. Il nostro inserto camera di combustione per 125 2T TPI (disponibile su richiesta anche per modelli a carburatore) è compatibile con il coperchio originale e funziona con un setup base, cioè con guarnizioni di base dello stesso spessore totale dell’originale. Il profilo della camera di combustione è studiato per dare più “corpo” ai bassi regimi e una migliore estensione agli alti. È nato dopo lo sviluppo del pistone e degli o-ring dedicati allo stesso motore, proprio per ottimizzare il rendimento dell’intero sistema.

Il serraggio

Un serraggio non uniforme di cilindro o cupola deforma l’accoppiamento e rende lo squish diverso da un lato all’altro. Va sempre fatto in modo uniforme, a croce e in più passaggi, alla coppia indicata dal costruttore.

Gli errori più comuni

• Misurare con la testata non serrata alla coppia corretta.
• Misurare in un solo punto, o in direzione scarico-aspirazione.
• Riutilizzare guarnizioni e o-ring già compressi.
• Correggere lo squish con le guarnizioni di base senza considerare la fasatura.
• Non ricontrollare lo squish dopo le prime sessioni con componenti nuovi.

Un problema che riscontriamo comunemente nei motori che ci arrivano all’avvio di una collaborazione con nuovi piloti è un’altezza di squish fuori dai parametri del motore.

Domande frequenti

Ogni quanto va controllato lo squish?

Sempre dopo aver smontato cilindro o testata, dopo aver cambiato guarnizioni, o-ring, pistone o inserto, e dopo le prime sessioni con componenti nuovi, quando i materiali si assestano.

Dopo una revisione completa, cioè con pistone, gabbia a rulli del pistone, guarnizione base cilindro e o-ring testata sostituiti, consigliamo di verificare l’altezza di squish dopo la prima ora di funzionamento, per capire se gli eventuali assestamenti hanno influenzato in modo negativo il valore impostato in fase di assemblaggio.

Posso usare le guarnizioni da 0,3 mm al posto di quelle originali senza rifare la misura?

Lo spessore totale è lo stesso dell’originale (2 × 0,3 = 0,6 mm), ma la misura dello squish va comunque sempre verificata dopo il montaggio, perché dipende anche da pistone, testata e serraggio.

Lo squish è uguale per kart e moto da cross?

No. Ogni motore ha la sua testata e i suoi valori di riferimento: fanno fede le indicazioni del costruttore, da adattare in base al proprio stile di guida, al circuito e alla risposta del motore che si preferisce.

Approfondisci

• Inserto camera di combustione 125 2T TPI e compatibilità
• Guarnizioni base cilindro 0,3 mm e compatibilità
• Kit o-ring testata e compatibilità
• Pistoni racing 125 2T e pistoni kart TM KZ

Le indicazioni di questa guida si basano sulle nostre esperienze e conoscenze attuali. Per la verifica e l’impostazione dello squish fanno sempre fede i parametri del costruttore del motore. Per domande: info@candidoengineering.it o +39 366 1794188.