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A ruota libera sul motore a 2T

A ruota libera sul motore a 2T
Tecnica

Qualche considerazione generale soprattutto sulle possibilità future del motori a due tempi per il quale il karting sta restando l’ultimo baluardo. di Simone Suardi

Oggi durante una delle rare pause caffè che riusciamo a concederci, dopo i soliti discorsi da maschietti, si è finiti a parlare delle soluzioni del passato, addirittura dei primi decenni del novecento, che talvolta potevano anche essere geniali, ma che in certi casi molto banalmente avevano avuto la sfortuna di essere state pensate nel momento storico sbagliato. 
Molto spesso, infatti, era la tecnologia a non essere pronta per poter sviluppare a dovere certe idee partorite da progettisti particolarmente brillanti. Alla fine non è certamente solo retorica dire che, nella maggioranza dei casi, ad una certa cosa qualcuno ci aveva già pensato prima di noi. Perlomeno in ambito motorsport... spesso è così, bisogna accettarlo.
Comunque, dopo aver sentito discorsi del tipo “fra 20 anni probabilmente dovremmo cambiare lavoro perché sarà tutto elettrico”, me ne sono uscito con la frase, un po’ per ridere: “mah, probabilmente fra dieci anni invece torneranno fuori i due tempi”. Come ben noto ne sono un fan fino alla morte, essendo stati il mio primo amore motoristico, altrimenti non scriverei su queste pagine e francamente penso che sia una possibilità tutt’altro che remota. E’ sotto gli occhi di tutti che oggi siano relegati, ahimè, solamente a qualche sporadica competizione, e nemmeno di primissimo, seppur alto, livello; non me ne vogliano preparatori, piloti e kartisti in genere, ma dai campionati “che contano”, quelli che fanno girare i soldi veri, sono fuori da oltre una decade (MotoGP), in altri addirittura non ci sono nemmeno mai entrati, probabilmente talvolta per pure questioni regolamentari (Formula 1). 
E’ vero che bisogna partire dal basso, ma oggi i due tempi hanno bisogno di una svolta netta ed è possibile solamente dove ci sono risorse, tante risorse, in termini di uomini, conoscenze e denaro da investire. Non è più il tempo in cui un singolo, semplicemente armato di genio e creatività, può cambiare realmente le cose. La vedo una situazione improbabile, diciamo, col grado di specializzazione oggi richiesto. 
Sarà probabilmente sconosciuto ai più che, certamente non pochissimi anni fa, un’azienda australiana, la Orbital, sviluppò un sistema ad iniezione assistita con aria, per ovviare allo scarso tempo di miscelamento, per applicazioni due tempi che pareva funzionare in maniera decisamente discreta; non a caso quel brevetto, da quanto mi risulta, fu acquistato da una quantità di case automobilistiche e motociclistiche non trascurabile. Sempre da quanto mi venne detto, certe aziende di un certo spessore aveva già pronte piccole flotte di vetture motorizzate con 2 tempi ad iniezione. Quel periodo però fu lo stesso in cui il diesel iniziava a prendere seriamente piede anche al di fuori del trasporto pesante grazie a quell’idea semplice, ma al tempo stesso molto furba, che fu il ben noto common rail. Progetto che, ci tengo a sottolinearlo, ha origini tutte italiane, visto che nacque all’interno del Centro Ricerche Fiat. Il tutto poi fu venduto a Bosch che aveva i mezzi e le risorse per farlo funzionare (e su cui, alla fine, ci hanno fatto i soldi veri). Sta di fatto che molte case si trovarono ad un bivio: diesel o due tempi? Senza dubbio il primo sembrava un investimento meno azzardato e direi che sia evidente che strada abbiano deciso di intraprendere i top manager. Non si è fatto null’altro che orientarsi nella direzione verso cui tendeva naturalmente il mercato.
Il grosso rischio di puntare sui 2 tempi poteva essere già di per se il pregiudizio delle persone, che in testa hanno l’idea di un motore che consuma, inquina e sputa olio; di fatto poi non è nemmeno tanto sbagliata come idea, diciamocelo, perlomeno se li consideriamo come sono oggi. Ed è proprio a questo punto che volevo arrivare: chi mi dice che devo necessariamente farlo come lo si è sempre fatto, quindi con luci di travaso e scarico, la lubrificazione a perdere e quant’altro?
 Di fatto è una concezione vecchia, rimasta praticamente immutata da quando Walter Kaaden sviluppò il concetto di marmitta ad espansione. Va bene, di mezzo c’è stato l’abbandono del vetusto “piston port”, ossia l’ammissione comandata dal pistone, e l’adozione di metodi certamente più ricercati come il disco rotante laterale, la valvola lamellare e, infine, il tutto venne portato alla sua massima espressione da Aprila con la sua RSA 125 cc a disco rotante frontale, ma certamente la sostanza non cambia. Il due tempi ad elevata potenza specifica si è sempre basato sullo sfruttamento delle onde di pressione generate dalla marmitta ad espansione per evitare, perlomeno nei regimi di accordatura, di perdere un buon 50% della carica fresca direttamente allo scarico. 
Vi porgo una domanda: se doveste pensare un nuovo motore, vi sembrerebbe logico effettuare la fase di aspirazione in maniera che questa sia in costante comunicazione del condotto di scarico? A maggior ragione se la benzina viene introdotta a MONTE di tutto? Il che significa che se perdiamo aria, stiamo perdendo anche benzina! Penso di no.
E’ ovvio che, in questa maniera il motore due tempi non potrà mai avere un futuro, perché quello che la fluidodinamica dà a certi regimi, incrementando la fase di travaso e “tappando” la luce di scarico immettendo nuovamente all’interno del cilindro ciò che era andato perso, ad altri regimi la fluidodinamica poi lo toglie, perché fa esattamente l’opposto di quello che vorremmo. Alla fine stiamo parlando di onde, che sono governabili a nostro piacimento fino ad un certo punto. 
Tra l’altro, come abbiamo accennato nei numeri scorsi, una delle maniere comunemente adottata per estendere il range di funzionamento è quello di ritardare l’anticipo agli alti regimi: scarichiamo così gas più caldi, poiché di fatto stiamo spostando la combustione più avanti e la luce di scarico, che si aprirà sempre allo stesso momento, farà terminare il processo di combustione prima del solito. Gas più caldi significa velocità del suono più elevata e, visto che le onde appunto viaggiano alla velocità del suono, è come se accorciassimo “fluidodinamicamente” la marmitta accordando momentaneamente il motore ad un regime più elevato. Peccato che togliere anticipo sia una maniera per uccidere l’efficienza del motore. Globalmente facciamo più cavalli, ma li facciamo “peggio”. Ne abbiamo parlato nei numeri scorsi.
Senza considerare, poi, che per una produzione di massa oggi sono necessari tutti quegli orpelli quali catalizzatori, filtri anti-particolato (che ancora fortunatamente sulle due ruote non sono arrivati), e chi più ne ha più ne metta, che renderebbero assolutamente “impossibile” lo sfruttamento di una dinamica dell’espansione così spinta, come fa il due tempi, per fare potenze degne di nota. Detta in parole povere, mettendo tutti quei sistemi in mezzo allo scarico, la marmitta non sarebbe più in grado di fare a dovere ciò per cui è stata inizialmente concepita.
I sintomi della relativa “scarsa” efficienza del due tempi tradizionale si erano già rivelati nei primi anni 2000 quando misero a correre contemporaneamente le spettacolari 500 cc 2t contro le 1000 4t. In teoria le moto equipaggiate col due tempi, pure più leggere, avrebbero dovuto avere grossomodo le stesse prestazioni, ma fu evidente a tutti la superiorità schiacciante dei motori a valvole. Aprila poi mise in campo, nelle categorie inferiori del motomondiale, quel bellissimo progetto che fu la RSA, la quale rappresentò senza dubbio l’apice dello sviluppo del due tempi tradizionale. Oggi però non basta più, bisogna guardare avanti. 
Figurarsi se non si riesce a far funzionare a dovere l’iniezione, che sarebbe certamente il primo passo da fare, magari riprendendo l’idea dell’iniezione assistita con aria della Orbital, perché comunque, a differenza del 4 tempi, rimane il problema del ridotto tempo a disposizione del carburante per miscelarsi con l’aria, senza considerare la frequenza stessa di iniezione. A pari regimi di rotazione un 2 tempi deve iniettare col doppio della frequenza, essendo doppie le fasi utili, ma potrebbe pure fare, teoricamente, il doppio della potenza!! Che so, si potrebbe pensare ad una configurazione con candela centrale e doppio iniettore, oppure iniettore centrale, candela laterale, valvole di scarico in testa ed aspirazione perimetrale “dal basso” attraverso luci. E se parliamo di valvole, devono essere per forza a fungo? Potrebbero anche essere sferiche/rotative con un canale centrale, opportunamente modellate per ovviare al fatto che il coefficiente d’efflusso crolla quando il canale non è più coassiale al flusso. Oppure, se anche fossero a fungo, la legge di alzata deve essere per forza fatta attraverso una camma tradizionale, facendola quindi muovere lungo l’asse entrante nel cilindro? 
Sono le prime cose che mi vengono in mente e certamente sono campate per aria, perché poi all’atto pratico si sconteranno con una serie di controindicazioni non da poco. I cambiamenti però, senza ombra di dubbio, non avvengono pensando nei soliti schemi. 
Di certo c’è che se vogliamo, e io lo spero fortemente, un “revival” del due tempi, questo non potrà più essere il classico motore che conosciamo tutti e a cui siamo affezionati. Io sono tra questi, adoro quel suono squillante e sgarbato, l’odore della miscela e l’incredibile rapporto peso-potenza che è in grado di sviluppare, ma ormai siamo arrivati veramente ad un vicolo cieco, una strada senza uscita.
Ho visto che lo scorso anno Honda ha depositato un nuovo brevetto (trovate le foto allegate a questo articolo) per un due tempi ad iniezione, che non è tanto distante da una delle ipotesi fatte da me in precedenza. Si nota chiaramente all’aspirazione una farfalla con valvola lamellare al seguito, se sto prendendo un abbaglio vedo un iniettore posizionato in basso, nel carter, che “spara” dentro in condotto di travaso la cui luce è comandata dal pistone. Fin qui sembra la versione 2.0 di un piston port. In alto vediamo la candela decentrata e come minimo una valvola di scarico, comandata da un dito che sembra rimandare ad un’asta che va all’albero motore. Ecco, se fosse così non è che sia una gran figata e mi verrebbe da dire che non sia nato per applicazioni motociclistiche, o perlomeno per applicazioni in cui sia richiesta una potenza specifica di un certo livello abbinata ad un elevato regime di rotazione. In ogni caso, qualcosa si muove e spero fortemente che continui così. E’ necessario che ci sia qualcuno di grosso che ci creda e metta giù un serio piano di investimento, poiché a mio modo di vedere per le piccole applicazioni, che comprendono anche le piccole utilitarie cittadine, il due tempi ha una potenzialità incredibile in termini di capacità di coniugare alte prestazioni con pesi e dimensioni estremamente ridotte.
Speriamo, poiché onestamente non ne posso più di sentire quei “trattorini” monocilindrici 4 tempi che affollano le nostre strade. 
Miei cari lettori di Vroom, il titolo preannunciava tutto, siamo veramente andati a ruota libera e direi che sia ora di chiuderla qui. Ci rivedremo su queste pagine, magari con qualcosa di più convenzionale, che dite? 
Rock on guys, alla prossima.

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