Come funziona il motore a 6 tempi brevettato dalla Porsche

La?Porsche?ha depositato i brevetti relativi allo sviluppo di un motore a sei tempi. Ma come potrebbe funzionare questo propulsore e che vantaggi apporterebbe? Analizziamone tutti i segreti, partendo dalle basi di funzionamento di un motore e osservando le differenze rispetto ad un tradizionale 4 tempi.?

funzionamento: le basi

Per scoprire il funzionamento del motore a 6 tempi, partiamo dal concetto di "tempo" stesso nel propulsore. Si definisce tempo ogni mezza rivoluzione dell'albero a gomiti, alla quale corrisponde un movimento del pistone. In un tradizionale motore a quattro tempi abbiamo quindi un primo tempo con la fase di aspirazione, in cui si immette aria nel cilindro ed il pistone scende verso il punto morto inferiore. Il secondo tempo è dato dalla risalita del pistone verso il punto morto superiore (compressione) a cui segue lo scoppio, che riporta il pistone al punto morto inferiore e successivamente lo scarico, con il pistone che torna al punto morto superiore e l'apertura della valvola di scarico per far fuoriuscire i gas esausti. Un motore a sei tempi come quello che sarebbe stato brevettato da Porsche avrebbe quindi sei movimenti del pistone in uno stesso ciclo, anziché i quattro del caso appena osservato.??

funzionamento: i 6 tempi

Ma quali sarebbero questi sei tempi? Si inizia naturalmente anche in questo caso con l'aspirazione (il pistone scende al p.m.i.), alla quale segue la compressione e quindi lo scoppio. Successivamente al primo scoppio, tuttavia, il pistone, grazie ad una soluzione tecnica che poi spiegheremo, non torna al medesimo punto morto inferiore della fase di aspirazione, bensì "scende" ulteriormente, consentendo così a dei condotti presenti sulle pareti del cilindro di immettere nuova aria fresca all'interno della camera di combustione. Contemporaneamente all'ingresso di aria dai condotti, si apre la valvola di scarico per far fuoriuscire i gas esausti. Può così avvenire il quarto tempo, che in questo caso non è una fase di scarico, bensì una nuova compressione, in cui il pistone sale, alla quale segue un nuovo scoppio e, infine, lo scarico, con il pistone che raggiunge il punto morto superiore e l'apertura della valvola di scarico. Si chiude così il ciclo.?

Funzionamento: perchè 6 tempi?

L'unico tempo "utile" all'interno di un motore termico è quello della fase di scoppio, perché è il solo a generare potenza motrice facendo ruotare l'albero a gomiti. Aspirazione, compressione e scarico avvengono infatti unicamente come conseguenza della rotazione dell'albero a gomiti stesso. Quindi, se un propulsore a 4 tempi ha una fase utile su 4, il sei tempi di Porsche gode di 2 fasi utili su 6, avendo due scoppi all'interno dello stesso ciclo.?

funzionamento: l'albero motore

Resta quindi un interrogativo da risolvere: come fa il pistone ad avere due punti morti inferiori differenti? Il segreto sta nel fatto che questo propulsore a sei tempi adotta un albero a gomiti appositamente sviluppato, solidale con un anello dentato che ruota all'interno di un secondo anello dentato, più grande (vedi figura sopra). Questa coppia di ingranaggi aggiuntivi rende possibile l'alternanza tra i due punti morti inferiori. Analizziamo meglio la situazione.?In seguito all'aspirazione, l'albero motore compie la propria mezza rotazione e si porta nella posizione in cui il pistone è al punto morto inferiore. Contemporaneamente, l'anello dentato più piccolo al quale è solidale si trova in una posizione "A", alla quale corrisponde un'altezza "X" del punto morto inferiore del cilindro, tale per cui i condotti sulle pareti del cilindro rimangono esclusi?fuori della camera di combustione. Avvengono quindi compressione e scarico, due tempi, che corrispondono quindi ad una rivoluzione dell'albero a gomiti. Questa rotazione viene compiuta anche dall'anello dentato più piccolo, che porta l'albero a raggiungere la posizione "B", alla quale corrisponde un'altezza "Y" del punto morto inferiore del pistone, sufficiente a far entrare in camera di combustione l'aria presente nei condotti sulle pareti.??

Vantaggi e criticità

Tra gli addetti ai lavori, questa soluzione ha generato numerosi interrogativi. Da un lato, si riconosce l'efficienza maggiore di un sistema in cui le fasi utili sono una su tre, anziché una su quattro, ma dall'altro si sollevano diversi quesiti. Oltre naturalmente all'aumento della complessità rispetto ad un motore tradizionale, che comporta quindi aumento di costi e di rischi di rotture, rimane l'incognita della conseguenza dei maggiori attriti, dovuti all'aggiunta dei nuovi ingranaggi. Rimane poi un dubbio relativo alla lubrificazione del cilindro: se i condotti si trovano al di sotto del punto morto inferiore, dove normalmente avremmo l'olio motore, come può entrare l'aria? Non possiamo infatti pensare che all'equazione si aggiunga la combustione di olio come in un motore a due tempi (le cui "luci" di aspirazione, tra l'altro, ricordano proprio i condotti laterali di questo motore a 6 tempi). Per risolvere tutte queste incognite, non resta che attendere se questo motore innovativo entrerà effettivamente in produzione.?