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I motori del futuro e come trovare altri cavalli

15 January 2018
a cura della redazione
I motori del futuro e come trovare altri cavalli
L'intervista di evo ad un esperto di motori senza peli sulla lingua

L'Ing. Jamie Turner è Professor of Engines all'Università di Bath ed è un amico di lunga data del nostro Colin Goodwin. Ha un passato in Lotus – dove ha lavorato sul motore della Corvette ZR1 e sul V8 Lotus – ed ha curato tanti altri progetti, fra cui un motore chiamato "Onnivoro" perché funzionava praticamente con ogni genere di carburante, oltre ad un motore a combustione con cilindro trasparente per poter osservare ciò che accade all'interno. Ha lavorato anche per la Cosworth impegnata in F1.

Come vedi il futuro, Jamie?

I motori del futuro e come trovare altri cavalli

"Di recente ho guidato una Tesla e mi è piaciuta davvero" ammette. "Mi sono sentito un po' sporco" aggiunge. Il prof. Turner pensa che il motore a combustione abbia ancora un futuro e che non sia nemmeno così breve. "La ricerca della riduzione del monossido di carbonio è una manna dal cielo per gli ingegneri, ci ha portato fantastiche sfide".

"Ciò che secondo me vedremo a breve è l'introduzione di carburanti ad alto numero di ottani" dice Turner. "Rispetto a ciò che l'industria automobilistica ha raggiunto – circa il 30% di riduzione di CO2 dal 2000 – l'industria del petrolio non ha ancora davvero avuto un ruolo nel ridurre le emissioni. Ma lo farà. Concordano sul fatto che carburanti ad alto numero di ottani consentiranno di sfruttare rapporti di compressione più elevati allo scopo di migliorare l'efficienza della combustione. Da questo punto di vista, penso che la mossa migliore sia lo sviluppo dell'iniezione ad acqua per ridurre le temperature – sta tutto nel controllare il battito in testa e la pre-accensione. BMW l'ha fatto, ma quello è niente rispetto a quanto si è visto di recente con sistemi ottimizzati recentemente presentati che introducono acqua nel carburante.

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"La seconda tecnologia che secondo me vedremo presto sempre più spesso è il rapporto di compressione variabile. Nissan l'ha presentato di recente, ma non è assolutamente una novità. E nemmeno l'iniezione ad acqua, se è per questo. Non ci sono molte idee nuove". Due tecnologie, queste, che sono in cima alla lista che include pressioni più elevate per i carburanti (350bar o più) e turbo elettrico. "Vedremo un numero sempre più elevato di vetture con sistemi a 48 volt e l'adozione sempre più frequente del cosiddetto 'veleggiamento' per ridurre i consumi".

La scomparsa dell'anima

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I motori moderni stanno perdendo carattere. Curva di coppia piatta e perfino l'assenza di turbo lag stanno uccidendo l'emozione che ricavi dal salire di giri e sentire la potenza del motore che cresce. Solo i motori più esotici, come l'aspirato di 4.0 litri di Porsche o il V12 di 6.3 litri Ferrari o l'altro V12, quello di Lamborghini, possiedono ancora il caro, vecchio carattere di una volta. Perciò, andiamo verso motori privi di anima?

"La curva di coppia piatta esiste per contenere le emissioni, perché corrisponde allo stile di guida adottato durante i test" dice Turner. "Inoltre, incoraggia il guidatore a cambiare marcia prima e porta i cambi automatici a fare lo stesso, il che riduce emissioni e consumo di carburante". Che dire delle turbine a gas come generatori? Jaguar le aveva installate sul concept C-X75, ma poi non si sono più viste. "Hanno certamente un futuro" dice Turner. "Sono abbastanza efficienti a velocità costante, ma ciò che è più importante è che non necessitano di raffreddamento e che sono leggere. Sono enormi vantaggi per dei range-extender, perché, dato che usiamo ancora il motore termico, servono due diversi sistemi di raffreddamento, per motore e sistema elettrico, con liquidi a temperature diverse".

Turner è aperto ad ogni genere di possibilità, ma non pensa, come alcuni ritengono, che il motore a due tempi possa ritornare in auge. A lui piace comunque parlarne: "Termodinamicamente sono migliori. E la termodinamica è tutto. Si potrebbe dire che sia un peccato aver passato 120 anni a costruire motori che funzionano con il ciclo sbagliato...".

Il nuovo tuning

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Ian Litchfield è uno che spreme i motori da vent'anni per tirar fuori grandi dosi di cavalli. "E' tutta una questione di aria" dice. "Con le auto turbo è, in teoria, abbastanza semplice: prendi un turbo più grande che invia più aria. Sfortunatamente, però, nella pratica non è così, specie se cerchi grandi potenze. Il turbo più grande corrisponderà a maggiore lag, non solo per la massa della turbina, ma per via del carico aerodinamico delle palette più grandi. Per risolvere in parte il problema si sale di cilindrata, che è ciò che facciamo con le più potenti Nissan GT-R. Ecco perché McLaren ha fatto un motore più grande per la 720S.

"Alla fine, ti servono iniettori più grandi che portino più carburante, tubi del carburante più grossi e pompe carburante maggiorate. Poi intercooler maggiorati per raffreddare meglio. Molti passano ai chargecooler perché eliminano il calore più velocemente. Il rovescio della medaglia è che il calore finisce nel sistema di raffreddamento, il che è un problema con l'uso intensivo".

Elaborare le aspirate moderne presenta problemi differenti. Soprattutto perché sono già ottime così come sono. "Il guadagno di solito è molto limitato" dice Litchfield. "Possiamo installare un nuovo scarico su una Nissan 370Z e rimappare iniezione, alimentazione e perfino fasatura, ma ci tiri fuori giusto 20 Cv. Il passo successivo è aspirazione, camme e rapporto di compressione, ma anche qui non si parla di grandi aumenti di potenza".

Il tuning vecchia scuola

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Ken Brittain e Dave Brodie della Brodie Brittain Racing hanno passato una vita a sfornare cavalli. Ken ha cominciato con le Cobra e le GT40 negli anni '60. "Si cercava di aumentare l'efficienza volumetrica del motore, aumentando i giri permettendo al motore di respirare" dice Brittain. Ore e ore di lavoro al banco, bilanciando camere di combustione e valvole di aspirazione, sviluppando nuovi alberi a camme per estendere il tempo di apertura delle valvole.

"A seconda del carburante disponibile o autorizzato, potevi anche aumentare il rapporto di compressione. Poi ci voleva una vita di test con vari camme e collettori. Un lavoro noioso e snervante. La qualità dei componenti con cui lavoravi era diversa e spesso scadente. Lavorando le teste dei V6 Ford Essex finivi spesso per rovinare i passaggi del refrigerante, ne buttavamo una quantità. La qualità dei motori moderni è incredibile, con precisione da F1 di poche decine di anni fa. La prima volta in cui ho aperto un motore Suzuki Hayabusa sono rimasto sbalordito. La testa era praticamente quella di un Cosworth da corsa. Ho giusto dovuto lucidare qua e là".

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