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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.

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