Nuove soluzioni per i motori 2T e 4T: ecco gli ultimi due brevetti proposti alla Piaggio
Domenico Pettinato da Botricello (CZ) e Umberto Vergani di Merate (LC) hanno studiato due nuove soluzioni per i motori che hanno proposto alla Piaggio. Ecco i dettagli.
CRISI E MOTORISTI
CRISI E MOTORISTI La crisi
economica funge da selezione naturale per il campo dei motoristi, le cui
attività sono limitate da risorse sempre più ristrette. In particolare,
nel campo motociclistico, dove gli investimenti in ricerca sono già si
per sé limitati, si riducono drasticamente le possibilità che un brevetto,
proposto da un privato, possa trovare accoglimento da parte di un’azienda
interessata a curarne lo sviluppo. In Italia, poi, è ridotta quasi a zero
l’opportunità che un’impresa specializzata nel campo dei motori curi
la progettazione di una nuova soluzione. L’unico “motorista” che ha
ancora delle possibilità di riuscita, forte del proprio carattere di industria
multinazionale è Piaggio ed è proprio a Pontedera che sono approdati i
due brevetti di cui abbiamo poi avuto notizia in redazione.
VALVOLA PETTINATO
VALVOLA PETTINATO Partiamo
da Domenico Pettinato da Botricello (CZ), che propone un 2T in cui il problema
della fuga dei gas freschi durante il lavaggio è affrontato con una valvola
a ghigliottina esterna al cilindro. Pettinato va oltre, proponendo una
ghigliottina mossa da una camma che prende il moto, attraverso una catena
o una cinghia dentata, dall’albero motore, e alloggiata all’interno del
condotto di scarico (opportunamente dimensionato) a ridosso del cilindro.
La camma si muove così con la stessa frequenza del pistone, realizzando
la chiusura anticipata della valvola di scarico. Partendo da uno scarico
che apre 66° dopo il PMS e chiude 246° dopo il PMS, Pettinato arriva a
chiudere 220° dopo il PMS, riducendo l’incrocio di 26°, decisivi se si
vogliono evitare fughe di gas fresche deleterie tanto per il rendimento
quanto per l’inquinamento. Questo effetto è ottenuto fasando la camma
con un ritardo che Pettinato stima in 40° rispetto all’albero motore,
in modo che quando il pistone è risalito a chiudere (dall’interno) il
primo terzo della luce di scarico la ghigliottina è scesa a chiudere (dall’
esterno)
i due terzi superiori. Poi il pistone continua la sua risalita di compressione
mentre la camma fa risalire più lentamente la ghigliottina. La lubrificazione
è garantita dal fatto che la valvola, quando è abbassata, viene investita
dai gas freschi che contengono l’olio in miscela. La punteria che movimenta
la camma è in bagno d’olio, mentre il richiamo della ghigliottina è affidato
a una comune molla da valvola da motore 4T. La soluzione di Pettinato ha
il pregio di essere piuttosto semplice e realizzata con componenti di facile
reperibilità. Sconta però qualche incognita legata alla scarsa lubrificazione
della camma e della ghigliottina, ai possibili depositi carboniosi e all’enorme
imbocco dello scarico necessario a contenere la ghigliottina per tutta
la sua corsa, che genera effetti d'onda imprevisti a cui la fluidodinamica
del 2T è notoriamente molto sensibile.
GLIFO VERGANI
GLIFO VERGANI Un'altra idea
arriva da Umberto Vergani di Merate (LC), che propone di sostituire il
manovellismo ordinario centrato con un ‘glifo’. Il glifo è un elemento
meccanico classico costituito da una barra con una scanalatura nella quale
impegna un piolo che può scorrere in essa. Si usa per trasformare il moto
rotatorio in rettilineo alternato, come avviene nel manovellismo di Vergani
in cui un doppio glifo è mosso da pioli posizionati su due manovelle
controrotanti.
In questo modo le manovelle muovono su e giù un piattello a cui è collegato
rigidamente il pistone: niente spinotto, niente biella che si inclina e
niente scampanamenti del pistone. I vantaggi teorici sono consistenti:
scompaiono le vibrazioni di primo ordine, equilibrando opportunamente le
manovelle; quelle di secondo ordine non esistono, poiché la biella non
esegue movimenti rotatori. Inoltre il pistone si muove di moto armonico,
caratterizzato da velocità molto basse vicino al PMI e al PMS: per questo
motivo non è necessario pre-accendere la miscela, e si guadagna qualche
punto di rendimento indicato. L’altro miglioramento, valutato nel 3%,
discende direttamente dalle citate virtù del cinematismo. Vergani è convinto
che il motore endotermico abbia ancora grossi margini di miglioramento
a patto di accettare di modificarne la struttura: “oggi il motore è
come il pollo: si mangia solo il petto e si butta via il 70%. Perché?”
Anche l’idea di Vergani è tutt’altro che disprezzabile; tuttavia occorre
rilevarne alcuni limiti. A parte il superiore ingombro del cinematismo,
particolarmente penalizzante su una moto, il probabile aumento di massa
degli organi in movimento alterno limita il regime di rotazione. Lo stesso
glifo, impiegato all’interno di un motore, può dare problemi legati ai
giochi tra i pioli e la scanalatura.