TechGP | VISIONI 2T | di Jan Witteveen

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Visioni 2T

VI HO PRESENTATO IL MESE SCORSO UN DISPOSITIVO, L’ALP, CAPACE DI CREARE UNA CERTA SOVRALIMENTAZIONE A BASSO COSTO. ORA VORREI ILLUSTRARE I POSSIBILI SCENARI TECNICI LEGATI ALL’UTILIZZO, SUL MOTORE DUE TEMPI, DELL’ALIMENTAZIONE CON ARIA IN PRESSIONE I N N OVA Z I O N E . Sotto : m oto re e schema del D i tech Aprilia. A ce n t ro pagina, il DICC Athena su schema del brevetto Nino.

A dest ra: rendering e schema brevetto del co m p resso re ALP a p u l sazione di gas.

L’orizzonte tecnologico rende disponibile, per i motori moto, la possibilità della sovralimentazione a basso costo attraverso dispositivi nuovi quali ad esempio l’ALP (AbgasLadePumpe - gas di scarico usato come compressore) di Arno Hoffmann (1). Ne abbiamo parlato il mese scorso e abbiamo osservato che sui 4T - più evoluti rispetto ai 2T in termini di qualità dei gas di scarico - può dare un ulteriore contributo interpretabile in varie modalità: possiamo immaginare gas di scarico ancora più puliti, motori con combustione più perfetta a regimi di rotazione distanti da quello ideale di coppia massima, maggiori prestazioni a bassi regimi, riduzione del numero dei giri, riduzione di cilindrata, di peso, di ingombri e via dicendo.

Ora mi sposto al due tempi e recupero un certo punto fermo di cu i sappiamo tutti, questo motore - Ditech e assimilati esclusi - non è oggi così “clean” come il 4T, però piace per i suoi bassi costi, la semplicità costruttiva, la minore manutenzione e il peso/ingombro contenuto. La considerazione, per stringere sui due tempi commerciali, è che questi motori debbono fare qualcosa per migliorare, e quando lo faranno, le nuove tecnologie gli potranno dare molto più di quanto non abbiano dato, in questi anni, al quattro tempi.

Presente e futuro Se andiamo a prendere in esame il livello evolutivo dei 4T benzina, vediamo che l’iniezione indiretta è lo standard delle auto, delle moto stradali e del fuoristrada racing cross e enduro; i passi successivi (o il passo, se le due cose arriveranno insieme) già pronti all’introduzione di serie, sono rappresentati dall’iniezio-

ne diretta e dalla sovralimentazione (tipo ALP, sulle moto, per spazio e costi).

Guardiamo il due tempi. Mentre il 4T andava avanti, il “nostro” motore è rimasto fermo a fare Euro 3 col carburatore. Se da un lato questa situazione fa un po’ sorridere, dall’altro segnala che il bello deve ancora venire, perché grazie alla tecnologia in uso sui quattro tempi, finalmente il 2T potrà fare dei passi importantissimi. Parlo dei 2T in generale e di quelli da fuoristrada in particolare, in realtà qualcosa di notevole è stato fatto col Ditech (Direct Injection Technology) cioè con l’iniezione messa a punto a suo tempo dalla cordata Aprilia – Orbital - Siemens ed andato in produzione su alcuni scooter 50 cc. di Noale (stessa famiglia successivamente il Pureject Piaggio).

Immaginando di sviluppare la tecnologia Ditech, cioè l’iniezione diretta di benzina premiscelata ad aria, un passo importa n te sarà costituito dell’incremento della pressione di alimentazione da 3,5-4,5 bar fino a circa 10 bar, mediante componenti già disponibili sul mercato. I due tempi racing però hanno necessità di qualcosa di più performante, l’esperienza ci segnala che il Ditech va benissimo per motori piccoli e fino a regimi attorno a 8000 giri, mentre per andare oltre quella soglia serve una tecnologia diversa. E sappiamo che c’è già! Ne abbiamo parlato, si chiama DICC (Direct Injection Combustion Control - nota 2), è una iniezione diretta che, sparando carburante dal basso in alto nella camera di combustione, copre quasi il doppio dei giri rispetto al Ditech, quindi il range di utilizzo dei motori fuoristrada racing. Le vere novità per il futuro del due tempi scatteranno da qui. L’iniezione indiretta, infatti, di cui vive in questo momento il 4T, verrà verosimilmente scavalcata (l’ha fatta solo Ossa), perchè - siamo sempre lì - se non separi le fasi di lavoro del motore, puoi guadagnare un 5% in qualità dei gas di scarico ma ci arrivi perché bruci meno carburante. Al contrario, iniettando la carica esplosiva o il solo carburante a scarico chiuso, non abbiamo perdite, quindi possiamo avere un miglioramento così grande da far scendere il consumo secondo me anche del 50%, con un tenore dei gas di scarico che migliorerà di pari valore o anche di più.

le collaborazioni speciali di Motocross

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NELLA SUA VITA HA PROGETTATO MOTORI E MOTO

ARIA CO M P R ESSA

I N G R ESSO ARIA CORPO ALP

La sovralimentazione potrà cambiare la struttura del 2T Se fin qui non vi ho raccontato novità assolute, gli scenari inediti si incontrano andando a prendere in esame l’intervento di una sovralimentazione tipo ALP. La prima fase di applicazione possiamo immaginarla sui 2T attuali o su quelli nuovi a iniezione diretta che potranno crescere in efficienza fino a ottenere un benefit del 10%.

La seconda fase scatterà con compressori (anche tipo ALP) capaci di una portata pari o superiore al classico effetto pompa degli aspirati a miscela. Il layout del 2T a quel punto potrebbe venire totalmente rimaneggiato, l’aria per la combustione “travaserebbe” direttamente dal compressore al cilindro, la zona imbiellaggio diverrebbe tipo 4T, cioè a lubrificazione permanente, l’aria verrebbe spinta nel cilindro così come la benzina inietta ta dopo la chiusura dello scarico. Rimane da pensare alla messa in moto, non è tutto facile, a motore spento infatti non ho aria compressa per la combustione, quindi devo immaginare di averne una certa riserva messa in una bomboletta da qualche parte… Immagino si possa fare anche quello.

Un attimo dopo (o contestualmente, se volete) potremmo sviluppare dei sistemi di scarico a valvole sulla testa e a motori a flusso “unidirezionale” (io lo chiamo così…) dove aria e benzina vengono inviati in camera di combustione a scarico chiuso e i gas combusti se ne escono dalla testa che possiamo immaginare tipo quella di un 4T quattro valvole con la differenza che sarebbero tutte valvole di scarico. Non credo però che questo schema possa essere quello definitivo, lo scarico in testa andrebbe a separare le fasi di lavoro, quindi è certamente interessante, sarà da valutare però l’opportunità di soluzioni diverse come valvole a disco oppure rotative.

M E M B RANA ELAST I CA CO L L EGA M E N TO SCA R I CO

Problema di lobby?

Questo ipotetico motore non si è fatto fino a oggi perché lo sviluppo del 2T è fermo. L’industria, Honda per prima, ha privilegiato altre strade, ha messo davanti i 4T ed è andata a cercare le prestazioni lavorando sulla cilindrata; dal canto suo il legislatore sport i vo ha pro i b i to la sovra l i m e n tazione nel racing. Nonostante tutto, abbiamo la certezza che il percorso di sviluppo delle nuove tecnologie è ben delineato e i potenziali vantaggi per il 2T decisamente molto grandi. Un compressore necessario per questo passo già c’è.

Arno Hoffman mi segnala che col due tempi, dove l’impianto di scarico è a cono e controcono, il valore della pressione di sovralimentazione può essere più alto rispetto a quello di un 4T, fino a 7-8 bar contro 5-6 bar, e questo è un dato che fa molto ben sperare in chiave futura; ora serve solo lo startup, da lì in avanti sono sicuro che potremo vedere qualcosa di veramente innovativo. Guardo nella storia del 2T e vedo che una volta questo motore tentava di impedire la fuoriuscita dei gas freschi dallo scarico mediante una grande cuspide sul cielo del pistone che agiva come un deflettore orientando opportunamente i flussi, ma un giorno arrivò Adolf Schnürle (3) e la gestione dei gas, fra travasi, cilindro e testa, cambiò radicalmente per tutti. Qualche anno fa, come accennato, Aprilia, col Ditech ha messo in produzione un sistema a doppia miscelazione della carica esplosiva segnalatosi come un ottimo dispositivo almeno per regimi di rotazione fino a circa 8.000 giri. C’è il progetto dell’iniezione diretta DICC… Mettiamoci a sviluppare la sovralimentazione ed ecco che il 2T potrebbe davvero diventare un moto re nuovo, pulito almeno pari del 4T, prestazionale e sempre caratterizzato dai suoi vantaggi storici, leggerezza e bassi ingombri.

[Iniezione 2T e SOVRALIMENTAZIONE] Quando si diffonderà l’iniezione diretta, il 2T farà un grande passo avanti perché a quel punto non ci sarà più fuoriuscita di gas freschi dallo scarico prima della combustione. Quel tipo di alimentazione darà un vantaggio molto più grande di quanto abbia dato complessivamente sul 4T ogni genere di “fuel injection”

IOPENSO CHE... “ La possibile evoluzione del 2T è a n co ra tu tta da d efi n i re; il 4T, al co n t ra r i o, ha già g o d u to d e l l ’a p p l i cazione di n u ove tecnologie ed è cresc i u to p ro g ress i va m e n te sulla base d e l l ’ i n te rve n to effettu a to. Col due tempi, rispetto al ca r b u ra to re e a pari p resta z i o n i , ve d remo co n s u m i r i d otti intorno al 50%, e gas di sca r i co “ripuliti” m o l to più del 50%.

P ro b a b i l m e n te il 2T sa l terà lo ste p d e l l ’ i n i ez i o n e i n d i retta che oggi ra p p rese n ta lo sta n d a rd di tu tti i 4 T; il gra n d e re cu p e ro del 2T sa r à cost i tu i to d a l l ’ i n i ez i o n e d i retta, fo rse anche insieme alla sov ra l i m e n ta z i o n e.

Su ccess i va m e n te, con una sov ra l i m e n ta z i o n e più evo l u ta , p ot remo ve d e re schemi moto r i st i c i di totale rottu ra co l p a ssa to. “

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

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