NT-Project ha recentemente
curato la simulazione e progettazione termo-fluidodinamica di un innovativo
motore a 2 tempi brevettato dal Dott.
Alberto Bianchi.
Data l'importanza dei risultati tecnici ottenuti esponiamo a seguire le motivazioni da cui
nasce l'idea e le caratteristiche principali di questo motore.Negli ultimi anni si è
assistito ad un progressivo abbandono del motore a 2 tempi a causa dei noti limiti di
questo motore in termini di consumo ed inquinamento. Diverse case costruttrici hanno
effettuato studi e realizzato motori a 2 tempi con modifiche mirate a risolvere queste
problematiche ottenendo in taluni casi buoni risultati; purtroppo però a fronte di
questo, si è visto che le soluzioni proposte introducono tecnologie complesse ed il più
delle volte limitano le prestazioni, e ciò è in totale antitesi con le peculiarità del
2 tempi stesso, ovvero sia semplicità e grandi prestazioni. In un contesto di questo tipo
si inserisce l'idea del motore "Trovato"
brevettato dal
Dott. Alberto Bianchi e cioè proporre un motore che riprenda i vantaggi
del motore a 2 tempi, ma nel contempo risolva con soluzioni di facile realizzazione e che
non limitano le prestazioni, i problemi di consumo ed inquinamento che lo affliggono.
Il "Trovato" è un motore a 2 tempi che presenta una struttura ed un ciclo
inediti che permettono in primo luogo di evitare la perdita di carica fresca durante il
ciclo, ed in secondo luogo di mantenere alto il livello di prestazioni del motore.
Questi risultati si sono potuti ottenere grazie a quattro principali innovazioni:
- isolamento degli spazi nocivi presenti nel carter
attraverso l'introduzione di un soffietto che collega la base del pistone e la base del
carter;
- introduzione nel trasferimento della carica dal carter al
cilindro di una fase intermedia, denominata di pompaggio, gestita da
monovalvole a lamelle inserite tra carter e collettori di travaso;
- gestione della fasatura di travaso indipendentemente dal
movimento del pistone attraverso l'introduzione di valvole a fungo
comandate da un albero a camme, poste in testa tra collettori di travaso e cilindro;
- valore del volume massimo del carter indipendente dalla
cilindrata, grazie all'adozione di un pistone a doppio diametro.
Il primo punto consente di generare un rapporto di compressione del carter
molto elevato e ciò è determinante per la realizzazione del ciclo del
"Trovato" ed inoltre permette di effettuare la
lubrificazione del manovellismo senza interazioni con la carica fresca.
Il secondo ed il terzo punto permettono di separare le fasi di scarico e
travaso e pertanto di evitare la perdita di carica fresca
allo scarico; inoltre il sistema di ricambio della carica introdotto crea
condizioni favorevoli per la combustione e per le emissioni.
Il quarto punto consente di incrementare la massa aspirata e quindi
determinare rendimenti volumetrici di livello elevato.
In termini di inquinamento i vantaggi
sono:
- assenza di perdita di carica fresca allo scarico;
- olio non più presente nella miscela che va alla combustione;
- rendimento della combustione favorito dalle condizioni di pressione della carica fresca
entrante nel cilindro, che aumentano la vaporizzazione ed i livelli di turbolenza in
camera;
- riduzione delle emissioni di NOx favorita dalla presenza di una percentuale di gas
residuo nel cilindro.
In termini prestazionali si ottengono valori di
potenza elevati al pari di quelli dei motori a 2 tempi attuali, ma con consumi specifici drasticamente ridotti.
Ad esempio per un motore "Trovato" 125 cc
studiato per un ambito commerciale e quindi con scelte tecniche dettate dalla semplicità
costruttiva e dal contenimento dei costi, i calcoli di
simulazione hanno fornito i seguenti risultati prestazionali:
- coefficiente d'intrappollamento: pari all'unità per l'intero arco di
funzionamento (3000-8000 rpm);
- coefficiente di lavaggio: in media attorno a 2 durante l'intero arco di
funzionamento;
- potenza massima: 40 HP ad 8000 rpm;
- coppia: da 24.6 Nm a 3000 rpm, a 35.4 Nm ad 8000 rpm;
- consumo specifico: mediamente 350 g/kWh.
Gli schemi a seguire mostrano la struttura e la sequenza
delle fasi del "Trovato"
aspirazione L'aspirazione avviene quando la
pressione nel sistema di aspirazione è superiore a quella del carter e di conseguenza si
aprono le lamelle del pacco lamellare. |
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pompaggio
Il pompaggio avviene quando la pressione nel carter è superiore a quella dei collettori
di travaso e di conseguenza si aprono le monovalvole a lamelle. |
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travaso
Il travaso avviene quando sono aperte le valvole a fungo in testa e ciò inizia in
prossimità della chiusura delle luci di scarico. |
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compressione
combustione
espansione |
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scarico
Lo scarico avviene quando il pistone determina l'apertura delle luci di scarico poste sul
cilindro. |
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Contatteteci per avere ulteriori informazioni sul brevetto e le sue potenzialità!
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