Split-Cycle: quattro tempi diviso due

La americana Scuderi pone la basi per una rivoluzione dei motori a quattro tempi: emissioni ridotte dell’80%

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Il 20 Aprile verrà presentata la “rivoluzione” firmata Scuderi – società di ricerca americana che si occupa di motori a combustione interna – che promette di aumentare l’efficienza dei propulsori a benzina, a beneficio di consumi ed emissioni.

La soluzione sviluppata da Scuderi si chiama Split-Cycle e si basa sulla divisione del “ciclo Otto” in due parti, riconducendolo in parte ad un motore a due tempi.

Per comprendere al meglio la soluzione proposta dalla Scuderi, illustriamo brevemente il funzionamento dei motori a benzina a quattro tempi. I tempi o fasi, sono individuati da rotazioni di mezzo giro dell’albero motore e per completare un ciclo il motore effettua quattro tempi, quindi due giri.

Il ciclo Otto

La prima fase è quella di aspirazione: il pistone muovendosi verso il basso richiama l’aria dai condotti di aspirazione, in base alla quantità d’aria aspirata viene immessa una dosa opportuna di benzina. Alla fine della fase di aspirazione, nella camera di combustione c’è la miscela tra aria e benzina.

La seconda fase è quella di compressione: il pistone muovendosi verso l’alto, comprime la miscela, alla fine di questa fase, la miscela può essere bruciata attraverso l’innesco di una scintilla a mezzo della candela.

La terza fase è quella di espansione: i gas iniziano a bruciare e tendono a spostare il pistone verso il basso, questa fase è l’unica che produce potenza in un motore a quattro tempi.

L’ultima fase è quella di scarico: i gas esausti sono espulsi dal movimento verso l’alto del pistone. Questo ciclo, prende il nome dal suo inventore Nikolas August Otto ed è caratterizzato da un’efficienza reale del 30%.

Lo Split-Cycle

In Scuderi hanno realizzato una struttura con due pistoni affiancati, ma non si tratta di un bicilindrico: il primo pistone effettua le prime due fasi del ciclo otto, il secondo le ultime due. In questo modo il ciclo può essere completato con un giro del motore, invece di due e ciò significa che teoricamente è possibile bruciare una quantità di miscela doppia, raddoppiando anche la potenza erogata. La miscela aspirata e compressa nel primo cilindro, viene portata nel secondo attraverso un bypass.

Il motore Split-Cycle ha richiesto uno studio di sette anni prima di rendere operativo il primo prototipo, che sarà presentato al SAE World Congress di Aprile. Alla Scuderi Group dichiarano che questa soluzione potrà apportare notevoli benefici, perchè l’efficienza salirebbe al 40% e le emissioni verrebbero ridotte dell’80%.

In particolare, l’incremento di efficienza sarà possibile grazie all’implementazione di una sorta di ciclo Miller, allungando il tempo a disposizione per la fase di espansione. In questo modo, i gas possono cedere una maggiore quantità di energia al pistone. Inoltre le dimensioni delle due camere di combustione potranno essere ottimizzate in modo indipendente.

Per valutare se questa tecnologia sarà vincente, si dovranno valutare i costi ed ingombri applicati ad un motore di piccola cilindrata e media potenza, campo in cui l’efficienza energetica gioca un ruolo fondamentale.

Gli sviluppi di questa nuova tecnologia Scuderi possono essere seguiti sul blog dedicato Airhybridblog.com