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brevetto motore 2T innovativo
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:

  1. isolamento degli spazi nocivi presenti nel carter attraverso l'introduzione di un soffietto che collega la base del pistone e la base del carter;
  2. 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;
  3. 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;
  4. 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.

Fase di aspirazione - motore "Trovato"

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.

Fase di pompaggio - motore "Trovato"

travaso
Il travaso avviene quando sono aperte le valvole a fungo in testa e ciò inizia in prossimità della chiusura delle luci di scarico.

Fase di travaso - motore "Trovato"

compressione

combustione

espansione

Fase di compressione/combustione/espansione - motore "Trovato"

scarico
Lo scarico avviene quando il pistone determina l'apertura delle luci di scarico poste sul cilindro.

Fase di scarico - motore "Trovato"

Contatteteci per avere ulteriori informazioni sul brevetto e le sue potenzialità!

 

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