Il motore del futuro sarà a 6 tempi? Ecco i brevetti di Porsche
La casa tedesca, che fa parte dello stesso gruppo di Ducati, ha depositato un brevetto riguardante un innovativo motore a 6 tempi più potente e più efficiente degli attuali 4 tempi. Fantascienza o realtà? Scopriamolo insieme
Il futuro della mobilità sembra unicamente legato all'elettrificazione con powertrain ibridi o 100% elettrici. Questa considerazione non riguarda solo le quattro ruote, che dal 2035 dovranno essere solo elettriche ma anche le nostre amate moto, di modelli a zero emissioni ce ne sono già per tutti i gusti e Kawasaki ha già messo in produzione due modelli ibridi (la Ninja 7 e la Z7 Hybrid, qui trovate la nostra prova in anteprima), anche se ancora poco apprezzati.
L'evoluzione tecnologica e digitale ci ha permesso di fare passi in avanti in termini di consumi ed emissioni, ma la meccanica sembra aver ancora qualcosa da dire. Ne è convinta Porsche che ha recentemente depositato dei brevetti per un motore a 6 tempi in grado di essere più efficiente e più potente degli attuali a 4 tempi. Sarà così? Cerchiamo di fare chiarezza sul funzionamento di questo innovativo propulsore a benzina.
Ecco un classico esempio di motore a 4 tempi "vecchia scuola"
Dal 2 al 4 tempi
Per capire meglio il 6 tempi tedesco è meglio fare ripasso sul funzionamento dei motori che utilizzaimo attualmente. Che sia 2 o 4 tempi, il funzionamento di un motore si basa su 4 fasi: aspirazione (la miscela aria/benzina viene immessa nel cilindro), compressione (la miscela viene compressa in camera di scoppio), scoppio/espansione (si innesca lo scoppio che fa scendere il pistone, fase attiva) e scarico (i gas vengono buttati fuori dalla camera di scoppio). In un propulsore a due tempi, queste fasi avvengono in due cicli, quindi due corse del pistone (una volta giù e una volta su) e un solo giro dell'albero motore (360°). Sui 4 tempi le fasi si distribuiscono su 4 corse del pistone (due volte giù e due volte su) e quindi l'albero fa due giri (720°).
Molte case stanno studiando soluzioni per allungare la vita ai motori a combustione
Il motore a 6 tempi di Porsche
Gli ingegneri della casa tedesca si sono focalizzati sul recupero dell’energia termica normalmente dispersa nei gas di scarico. Per raggiungere tale obiettivo, l'innovativo blocco che hanno sviluppato è caratterizzato da una doppia fase di compressione ed espansione. Il funzionamento quindi si basa su sei corse del pistone, per un totale di tre giri dell'albero motore (1080°): aspirazione, compressione 1, espansione 1, compressione 2, espansione 2 e scarico. Le prime tre fasi avvengono come su un motore a 4 tempi: dopo la prima espansione, però, i gas di scarico ancora caldi non vengono scaricati ma compressi nuovamente da un secondo movimento del pistone verso l’alto. Grazie poi ad una seconda iniezione di carburante la miscela viene nuovamente innescata sfruttanto proprio il calore residuo dei gas di scarico compressi, così avviene una seconda espansione e quindi un ulteriore lavoro utile sul pistone. A questo punto ora i gas di scarico, a temperatura più bassa, vengono espulsi dal cilindro tramite l'apertura della valvola di scarico.
Ecco uno dei disegni a corredto del brevetto depositato da Porsche
Come è fatto il motore a 6 tempi
Veniamo ora alla parte più complicata: analizzando i disegni dei brevetti, il motore a 6 tempi di Porsche ha una struttura molto diversa rispetto a quella dei propulsori tradizionali. L'albero motore si basa su un particolare sistema di ingranaggi che gli permette di ruotare su due cerchi concentrici. Questa sofisticata soluzione tecnica sembra alterare completamente i movimenti del pistone che quindi avrebbe due punti morti superiori e due inferiori (diversi tra i due blocchi di fasi). Per entrare più nel dettaglio costruttivo, però, aspettiamo di avere informazioni più precise.
Nel sistema a 6 tempi l'albero motore fa movimenti diversi a seconda del momento della combustione
Sono tutti vantaggi?
Il grande vantaggio del motore a 6 tempi è la miglior efficienza termica, esperti stimano un aumento fino al 50% rispetto a un blocco analogo a 4 tempi. Quindi questo si traduce in minor consumi ed emissioni di CO2, ossidi di azoto (NOx) e di particolato (PM). Senza contare che la doppia fase utile (espansione 1 + espansione 2) permette di aver maggior potenza e maggior coppia a parità di cilindrata. Qualche contro concreto sembra non esserci ma possiamo ipotizzarlo: infatti, il nuovo sistema di ingranaggi dell'albero motore è molto complesso e potrebbe richiedere lunghi tempi di sviluppo e grandi costi di produzione. Senza contare il peso aggiuntivo dei componenti e il possibile utilizzo di materiali ad alta resistenza per gestire le elevate temperature generate dalla seconda compressione che potrebbero far aumentare i costi di produzione.
Ecco la Kawasaki alimentata ad idrogeno
Una Ducati a 6 tempi? Perché no...
Il brevetto è di Porsche, quindi ci aspettiamo un'applicazione automobilistica, ma bisogna considerare che la casa tedesca fa parte del Gruppo Volkswagen, di cui fa parte anche Audi. E sappiamo anche che sotto l'ala del brand dei quattro anelli c'è Ducati, quindi non è da escludere che la tecnologia possa arrivare anche nel mondo moto. Intanto, all'evoluzione motoristica delle due ruote ci pensano i giapponesi: prima tra tutte Kawasaki che, dopo aver mostrato al pubblico della 8 ore di Suzuka il suo prototipo a idrogeno in azione, ha brevettato un motore ibrido 2/4 tempi. Quest'ultima soluzione è assai curiosa, ma se volete saperne di più vi rimandiamo al nostro articolo approfondito.