Sostanzialmente il volano accumula energia durante la fase di scoppio e la restituisce, grazie all'inerzia data dal suo peso spostato dalla spinta della fase di scoppio stessa. Questo avviene perchè già in fase progettuale l'inerzia del moto prodotta dall'insieme di albero motore/bielle/pistoni viene volutamente tenuta con un valore basso, in modo che le dimensioni delle spalle dell'albero motore non siano eccessive e non vincolino il progettista nella scelta delle misure caratteristiche (corsa ed alesaggio) del motore. L'applicazione di un volano permette quindi di andare ad aumentare la massa dell'albero motore senza andare ad incidere sulle dimensioni dell'albero motore stesso.

E' ora opportuno chiarire il concetto di "inerzia" (del volano e/o dell'albero motore) sopra appena accennati. Appare evidente che in un corpo in rotazione, ai fini dell'inerzia, è fondamentale quello che è chiamato il suo "momento d'inerzia", convenzionalmente indicato con “I” e che è dato dalla somma ideale di ciascuna massa elementare che compone il corpo in rotazione, moltiplicata per il quadrato della sua distanza dall'asse di rotazione. Un esempio pratico: mettiamo di avere un corpo in rotazione costituito da un'unica massa “a” posta a distanza “d” dall'asse di rotazione, avremo che il suo momento d'inerzia è:

volendo complicarsi la vita, ma restando attinenti al nostro campo bicilindrico Ducati, mettiamo il caso che le due spalle dell'albero motore ed il volano siano tre distinte masse diverse fra loro, tutte poste a distanze differenti dall'asse di rotazione, avremo quindi:

Badate bene che la formula sopra esposta, vale solo nel caso di masse "puntiformi"... nel caso si abbia a che fare - come nella realtà d'altronde - con masse di tipo continuo proprio come lo sono le spalle degli alberi motore o meglio ancora il volano, non avremo una somma di singoli valori finiti ma bensì una somma di valori infiniti, meglio definita con il nomignolo matematico di "integrale"... all'atto pratico, ci interessa veramente poco. Questo perchè in ambito motoristico il valore di cui si tiene conto nello sviluppo di un volano è il PD2, ovverosia il prodotto del suo peso per il quadrato del suo diametro. Da considerare, comunque, che sia il momento d'inerzia che il PD2 sono legati fra loro in quanto il "peso" si ottiene moltiplicando la massa per l'accelerazione di gravità, mentre il diametro è il doppio del raggio. A voler essere ancora più precisi, c'è da dire che sia "I" che il "PD2" sebbene esemplificativi di quanto si stà trattando, sono generici e da considerarsi nel caso si parli di volani aventi una forma cilindrica regolare. Nello specifico, si può notare invece di come la forma dei volani sia molto più complessa e che la massa varia sostanzialmente lungo il suo raggio, dall'interno verso l'esterno. Il disegno qui a fianco mostra una sezione semplificata di un volano normalmente utilizzato sulle nostre bicilindriche. Per ottenere un calcolo corretto, sempre senza avventurarsi in dimostrazioni matematiche e fisiche, basti sapere che si deve prendere in considerazione il baricentro geometrico - G1 e G2 - di ogni area di cui è composta la sezione trasversale del volano e quindi le effettive distanze fra il baricentro geometrico e l'asse di rotazione - d1 e d2 -. Per cui avremo che sommando i vari PD2 trovati otterremo l'inerzia totale. Prendete il tutto così, come se fosse solo una semplice infarinatura a quello che è un discorso molto più complesso e nel quale ci si impegnano fior di ingegneri!!

Chiaramente un motore destinato alla guida in souplesse o turistica avrà un volano con un valore PD2 superiore a quello di un motore da competizione. Questo perchè un valore PD2 superiore garantisce un superiore accumulo/restituzione di energia e quindi una maggiore regolarità di funzionamento ai bassi e medi regimi. Un motore da competizione, avendo un PD2 inferiore sarà più scorbutico da accellerare ai bassi regimi ma più libero di girare ai regimi medi ed alti, aumentandone quindi le prestazioni in gara nelle fasi di accellerazione, ripresa e decelerazione. Da notare che nei motori da competizione la carenza di DP2 viene sopperita dalla velocità di rotazione cui è normalmente soggetto a lavorare il motore. Tutto entro certi limiti comunque!!

• minore momento d'inerzia (volano più leggero): motore più pronto a prendere i giri ma più irregolare ai bassi regimi e tendente a murare agli alti, oltre il regime di potenza massima;
• maggiore momento d'inerzia (volano più pesante): motore più pigro a prendere giri ma più regolare ai bassi regimi e meno brusco nel "finire" oltre il regime di potenza massima.

Altro discorso, che apparrà evidente affrontare è il dilemma del freno motore...

Partiamo da un concetto di base: il freno motore è dato, a gas chiuso, dal trascinamento che ha il motore di tutti i "parassiti" che in fase di rilascio assorbono energia. Parlo quindi della ruota posteriore, ingranaggi del cambio, moto dei pistoni e - prioritariamente - compressione in camera di scoppio senza che in questa venga prodotta energia.

Un volano pesante, che quindi restituisce maggiore energia al motore, si avrà meno freno motore. Un esempio pratico ed estremamente esemplificativo: il motore in rilascio assorbe 10 Nm ogni giro che compie. Il volano riesce a restituire 6 Nm. A conti fatti il motore assorbe 4 Nm ad ogni giro che compie.

Un volano leggero, che quindi restituisce minore energia al motore, si avrà più freno motore. Un esempio pratico ed estremamente esemplificativo: il motore in rilascio assorbe 10 Nm ogni giro che compie. Il volano riesce a restituirne 4. A conti fatti il motore assorbe 6 Nm ad ogni giro che compie.

Praticamente il volano più pesante ha un effetto di trascinamento, dato dal maggior valore PD2 (o momento di inerzia, che dir si voglia) sul motore che lo aiuta in fase di rilascio, contrariamente ad un volano più leggero.

Può apparire curioso che invece si ha un effetto differente nel caso che in rilascio si scali una marcia. Ebbene, proprio a causa del minore momento di inerzia di un volano più leggero, l'effetto del trascinamento dei "parassiti" sull'albero motore sarà meno influenzato proprio dal minore peso del volano, e quindi il motore avrà meno impedimento ad essere accelerato passivamente da questi, causando quindi la sensazione che si abbia meno freno motore... paradossalmente, la causa è proprio nella facilità che ha l'albero motore ad essere accelerato a dare questa sensazione!!!!

Solo per fare un esempio e rendersi conto del discorso affrontato poco sopra, questa immagine illustra un volano di un motore Testastretta RS, utilizzato sulle moto ufficiali e private che partecipano ai vari campionati SBK. Si può notare che è veramente ridotto ai minimi termini, tanto da diventare un semplice supporto e distanziale per il gruppo alternatore!! Montare un volano simile su un motore stradale o utilizzato a livello amatoriale in pista, implica più problemi che altro. Basti pensare che con un volano del genere, il regime del minimo deve essere molto alto (anche oltre i 2.000 giri/') non solo per riuscire a dare all'albero motore sufficiente inerzia dal regime di rotazione, ma anche per evitare che eccessive vibrazioni e contraccolpi di un minimo irregolare danneggino cuscinetti e bronzine di banco.