“Non per entrare nel merito del motore, ma ogni motore ha una musica ed io la so”, cantava Francesco De Gregori nel 1987 nella canzone “Pilota di Guerra”. Sono versi che sottolineano la correlazione tra il funzionamento di un motore e le relative emissioni acustiche, con queste ultime che possono dare luogo a interessanti interpretazioni in base ai fenomeni termodinamici in essere e al loro succedersi. Guardando agli intervalli musicali e prendendo come unità di misura due giri dell’albero motore, 720 gradi, si può per esempio affermare che un motore a ciclo otto giri su un tempo di 4/4. Ogni corsa del pistone, in musica una battuta, è associata una fase che vale un quarto di ciclo compiuto su un angolo di rotazione di 180 gradi dell’albero motore per un totale di un ciclo ogni 720 gradi. Quattro cicli, equivalenti in musica a una misura. I motori due tempi, riprendendo tali riferimenti, viaggiano invece sulla base di un tempo da 2/4.
Ogni corsa del pistone vede infatti due battute, due fasi, e in tale ottica si completa un ciclo in due semigiri dell’albero motore, 360 gradi. Proseguendo con i ragionamenti di cui sopra si può ipotizzare anche un motore che giri sul tempo di 1/4, ossia che compia un ciclo di lavoro ogni 180 gradi di giro dell’albero motore e chiudendo quattro cicli nell’arco di una misura di 4/4. Intervallo, quello di un quarto, che viene identificato anche in musica e che si potrebbe poi scomporre le fasi di lavoro su intervalli sempre più piccoli. In primis prendendo in considerazione motori che eseguono tutte e quattro le fasi in una sola corsa del pistone, in un tempo di un 1/4 del valore intero, completando quindi un ciclo ogni 180 gradi.
InnEngine “e-Rex”, motore a semiminima
Durata di tempo che in musica si identifica quale quarto o semiminima. Proprio quest’ultima durata ben si addice per descrivere il funzionamento del motore prototipale “e-Rex” messo a punto dalla startup spagnola InnEngine, un’unità propulsiva in grado di eseguire un ciclo di lavoro completo ogni mezzo giro dell’albero motore e che quindi è stata proposta quale “motore a un tempo”. Un risultato raggiunto integrando soluzioni tecniche originali con un’architettura a cilindri contrapposti ed eliminando il tradizionale albero motore unitamente a tutti i manovellismi, sostituiti da dischi a camme interfacciati ai pistoni tramite punterie a rulli.
Secondo il costruttore tali soluzioni danno luogo a elevate densità di coppia e potenza come ben attestano le prestazioni massime, 120 cavalli e 160 newtonmetro, erogate da una cilindrata di soli 500 centimetri cubi. Quanto sopra a fronte di una massa motore di soli 35 chili che definisce un rapporto peso potenza di 300 grammi per cavallo e senza dover far ricorso ad alcun sistema di sovralimentazione. Una possibilità che però rimane percorribile per incrementare ulteriormente le prestazioni del motore. Quattro le canne previste dal prototipo e otto i pistoni contrapposti che corrono al loro interno rimanendo sempre appoggiati tramite punterie e rulli a dei dischi rotanti posti alle estremità del motore che fungono da sistema di trasformazione dell’energia indotta dalla combustione in energia meccanica.
Ogni disco dispone di due camme poste a 180 gradi l’una dall’altra e riceve le spinte alternate di tutti e quattro i pistoni che si appoggiano su di esso. In pratica accade che l’espansione dei gas all’interno della camera di combustione definita dai cieli delle coppie di pistoni contrapposti quando raggiungono in simultanea i rispettivi punto morti superiori spinga i pistoni verso i punti morti inferiori, spinta che tramite le punterie a rulli sono poi trasferite alle camme dei dischi rotanti. Il profilo della camma scompone la forza della spinta iniziale, assiale con il cilindro, in due componenti una delle quali, quella tangenziale al disco, determina la coppia motrice. La stessa camma provvede poi a spingere nuovamente i pistoni verso i punti morti superiori realizzando un ciclo ogni 180 gradi di rotazione del disco a camme e quindi definendo due combustione per ogni rotazione completa.
A livello di respirazione l’unità presenta una soluzione simile a quella adottata sui motori due tempi a pistoni contrapposti con lavaggio unidirezionale del cilindro. Ciascun cilindro propone quindi una luce di aspirazione e una di scarico che sono aperte e chiuse da uno specifico pistone e posizionate in maniera non simmetrica rispetto alla camera di combustione. Quelle di scarico come su tutti i due tempi aprono prima di quelle di aspirazione permettendo il già citato lavaggio unidirezionale della camera. Diversi, sempre rispetto a un due tempi tradizionali, i posizionamenti delle candele e degli iniettori, gruppi posti lateralmente alla camera di combustione con i secondi che realizzano un sistema di alimentazione attuato per via diretta, soluzione che minimizza o elimina del tutto la presenza di idrocarburi incombusti nei gas di scarico.
Secondo InnEngine il motore sarebbe caratterizzato da un’elevata efficienza termica grazie alla possibilità di ottimizzare il disegno della camere di combustione che si realizza fra i cieli dei due pistoni oltre che da elevate doti di efficienza, leggerezza e basso costo di produzione indotte dal minor numero dei componenti di base. Perfetto inoltre il bilanciamento in quanto le forze generate dal moto dei pistoni si annullano tra loro e le camme dei dischi rotanti sono simmetriche fra loro.
Ulteriore caratteristica peculiare del motore è poi insita nella possibilità di variare il rapporto di compressione agendo sull’albero che collega fra loro i due dischi posti alle estremità del motore, elemento che di fatto vede il suo posizionamento coincidere con l’asse del motore. Agendo su tale componente è possibile variare le corse dei pistoni variando di conseguenza anche le dimensioni della camera di combustione, quindi il rapporto di compressione, e le fasature, operazione che ovviamente viene gestita da una specifica centralina unitamente al controllo dei parametri di iniezione e di accensione. Ciò permette a “E-Rex” di adattarsi sia ai profili di missione cui deve far fronte sia ad alimentazioni diverse da quelle tradizionali. Sarà ovviamente il tempo a dire se il progetto ha senso e può essere commercializzato o meno, ipotesi quest’ultima che la startup spagnola vorrebbe concretizzare sulla base di un sistema ibrido per autovetture, con “E-Rex” che funge da generatore di corrente operante a regime fisso e motori elettrici che provvedono alla propulsione.
Titolo: InnEngine “e-Rex”, motore a semiminima
Autore: Redazione
