TechGP | SUPERCHARGE | di Jan Witteveen

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Supercharge LA CRISI DEL SETTORE MOTO HA RALLENTATO L’EVOLUZIONE DEI MOTORI. LE TECNOLOGIE VENGONO SVILUPPATE MA NON VANNO IN PRODUZIONE PERCHÉ, SE NON C’È UNA REALE ESIGENZA, L’INDUSTRIA RIMANE SULLE PROPRIE POSIZIONI SPERIMENTAZIONE ALP SU MZ 125 4T. Il compressore discoidale è sotto la sella. Ai test, la membrana da 240 mm di diametro si è mantenuta a temperature di circa 50°.

Evidente nel diagramma la maggior coppia a bassi regimi.

Da quando c’è la crisi il mercato è andato calando, e come naturale conseguenza le omologazioni sono rimaste quelle che erano. Siamo a Euro 2 Ciclomotore ed Euro 3 Moto, la tendenza già disegnata sarà a salire con la severità dei test, ma siamo fermi da parecchi anni perché evidentemente il Legislatore ha accolto le richieste dell’Industria di avere il tempo per spalmare sui numeri lo sviluppo delle nuove tecnologie. Le auto sono più avanti di noi, già girano le Euro 5 ed Euro 6, non c’è corrispondenza così diretta tra “euroclassi” ma sicuramente sono più in là. Per prepararsi agli anni a venire, la moto deve fare dei salti qualitativi paragonabili all’introduzione dell’iniezione al posto del carburatore, che è stata positiva ma ha un difetto, il costo. In altre parole, i Costruttori delle due ruote hanno la necessità di aumentare l’efficienza dei motori. Se analizziamo lo stato dell’arte, vediamo che l’iniezione moto è l’indiretta da 2,5-3,5 bar, equivalente alla prima era della EFI auto; deve ancora esplorare ad esempio l’indiretta da 5 e anche 10 bar come è oggi la MotoGP (andare oltre è proibito dal regolamento) utili a migliore la miscelazione con l’aria e ad avere una combustione più efficiente. Poi viene l’iniezione diretta (70-100 bar) che l’auto ha già sperimentato in Formula 1 con impianti anche di 200-250 bar.

L’iniezione sulle moto ha rappresentato un passaggio chiave come lo era stata per l’auto, sennonché l’auto poi è andata oltre, va ricordato ad esempio tutto il capitolo dedicato all’iniezione diesel che ha portato le sportive ad essere equipaggiate indistintamente col motore a gasolio anziché a benzina. L’auto ha già affrontato la problematica della diminuzione della cilindrata e del numero dei cilindri per ridurre gli attriti e le perdite, e lo possiamo vedere andando a guardare l’attività di costruttori come Renault; spostandoci al Diesel possiamo osservare che BMW e Volvo hanno sviluppato dei motori di 2000 cc. che valgono i 2500 della generazione precedente, e questo scen-

dendo anche col regime di giri col vantaggio non indifferente di una conduzione più gradevole.

Evoluzione elettronica In questa escalation, un ruolo determinante è stato giocato dell’elettronica. Sui benzina abbiamo visto lavorare in termini di kilovolt e ampère alla candela per creare una scintilla più performante necessaria con miscele magre e non omogenee dove l’innesco della combustione richiede una maggiore quantità di energia. Per arrivare ad Euro 4 ed Euro 5 coi motori moto, bisognerà fare qualcosa di importante. Le esigenze sono stringenti anche in termini progettuali, quando ad esempio pensi a dei dispositivi di sovralimentazione, sotto il cofano di un’auto puoi trovare spazio per uno, due o anche tre turbo (con relativo intercooler) che lavorano secondo una precisa strategia, sulla moto è un po’ diverso, non puoi immaginare per esempio di avere impianti costosi e molto complessi su motori di piccola cilindrata dal costo tirato all’osso, lì la carta vincente potrà essere una nuova sovralimentazione “low cost” che deriva da un dispositivo semplice.

Coppia a bassi regimi Per tirare una riga, il miglioramento dell’efficienza del motore e delle prestazioni a bassi regimi - cioè lontano dall’optimum della coppia massima - oggi può essere visto come un eventuale problema, ma domani sarà una necessità.

Uno dei sistemi dedicati a ottenere questo must si chiama ALP, abbreviazione di “Abgasladepumpe” - gas di scarico usato come compressore – ideato da Arno Hoffmann*. E’ un “gruppo” di sovralimentazione inventato, sperimentato, applicato e brevettato che ha tre importanti qualità positive, pesa poco, non provoca perdite da attrito ed è poco costoso. E’ un dispositivo che lavora sui gas di scarico e fa da compressore, sfruttando la pulsazione di pressione. Potrebbe essere l’oggetto interes-

le collaborazioni speciali di Motocross

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10.2014

NELLA SUA VITA HA PROGETTATO MOTORI E MOTO

sante soprattutto per motori di piccola cilindrata (la sperimentazione è stata eseguita con un 125) ma con benefit fino a 750 e oltre. Sperimentato su una moto a carburatore, a bassi regimi consente una resa migliore che vedi nella diminuzione del consumo specifico e arriva anche a raddoppiare la coppia erogata. La sua adozione permette la modifica di parametri di lavoro del motore come la riduzione dell’angolo di incrocio delle valvole, poi potrebbe ulteriormente giovarsi ad esempio dell’iniezione indiretta a pressione maggiorata oppure dell’iniezione diretta, potrebbe portare a motori due tempi che a livello di imbiellaggio lavorano come i 4T, andrebbe evidentemente a braccetto con una accensione a energia potenziata, con particolare forma della scintilla a bassi regimi, di uno speciale disegno della camera di combustione, di mappature di anticipo e di carburante, vale a dire di tutte le strategie e tecnologie finalizzate a ottenere prestazioni elevate e gas puliti.

Motori piccoli come motori grandi L’ALP non ha problemi di applicazione sulle moto, comprese quelle da fuoristrada. Se oggi ha poco senso nell’offroad racing (la sovralimentazione è proibita), sulle offroad commerciali tipo un

monocilindrico low cost potrebbe essere molto appetibile perché la sua implementazione non chiede costi elevati.

Le applicazioni comunque sono trasversali. Può andare su un quattro tempi come su un due, può essere collocato lontano dell’uscita del cilindro: nei dati riferiti alla sperimentazione MZ, vediamo a bassi regimi un importante incremento della coppia, quindi per quel motore di cilindrata relativamente piccola un comportamento come si trattasse di una cilindrata superiore.

Nelle applicazioni per cilindrate medio alte, si tratterebbe di trovare lo spazio per un ALP dal diametro di un “ellepì” e di un certo spessore (c’è qualcuno che ricorda quanto è grande un 33 giri?...) ma anche qui con un po’ di fantasia secondo me si troverebbero le soluzioni adeguate. L’argomento racing dove oggi la sovralimentazione è proibita merita qualche considerazione. Secondo me potrebbero nascere delle classi dedicate, un dispositivo come l’ALP finirebbe per entrare anche lì, infatti le gare sono il campo di applicazione delle scelte dell’industria e se, come credo, l’ALP potrà andare in serie nell’arco di 5 o 6 anni, i regolamenti di conseguenza verranno adeguati.

Arno Hoffmann*, Hofmann-Drehschiebermotoren D-63571 Gelnhausen, hofmann-dsm@web.de

[innovazioni E OMOLOGAZIONE] Il settore auto è più avanti di quello moto in termini di ricerca e di applicazione delle nuove tecnologie. Nonostante il ritardo, è certo che in futuro vedremo motori maggiormente efficienti, resi necessari dagli standard di omologazione; saranno questi a determinare l’introduzione di dispositivi come ad esempio l’ALP

Abgasladepumpe “ALP“ La versione semplice dell’ALP è costituita da un “case” circolare di spessore limitato diviso sul diametro da una membrana elastica che genera due camere contigue. Una delle due camere è in comunicazione con lo scarico, l’altra ha due condotti per ingresso e uscita aria, chiusi da valvole unidirezionali a lamelle. La pulsazione di pressione agisce sulla membrana elastica determinando nell’altra camera un incremento e una diminuzione di volume con un effetto pompa per l’alimentazione del motore. Nella valorizzazione definita dall’ideatore, il costo di produzione del complessivo potrebbe variare tra 10 o 15 dollari, a fronte di un peso di 200-1.200 grammi secondo dimensioni e applicazioni.

I dati diffusi dal progettista propongono una valutazione dell’efficacia dell’ALP attorno al 10% in termini di incremento dell’efficienza (resa del carburante).

IOPENSO CHE... “ La sovralimentazione ha già dimostrato di essere decisiva per l’incremento di efficienza dei motori. Sulle auto vediamo lavorare uno o più dispositivi come turbocompressori che sono molto diffusi nelle varie cilindrate, sulle moto una analoga sovralimentazione è stata utilizzata a suo tempo per avere da un 500 cc. le prestazioni di un 1000, poi l’evoluzione ha agganciato l’incremento prestazionale all’aumento di cilindrata (1.000 e anche 1.200 cc.).

A godere della nuova sovralimentazione “low cost” saranno presumibilmente le piccolissime cilindrate; qui un dispositivo da pochi dollari, che non teme ambienti ostili e che è facilmente applicabile, può trovare ampia diffusione in tempi brevi. Rimane il fatto che l’introduzione su larga scala verrà innescata dal restringimento dei criteri antipollution, da ritenere imminente dopo un lungo periodo di stagnazione. “

CHE, TRA INDIVIDUALI E COSTRUTTORI, HANNO VINTO 40 TITOLI MONDIALI

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