Emissioni e consumi ridotti: Honda brevetta il motore a cilindrata variabile

La stragrande maggioranza dei motori a scoppio ha misure di alesaggio e corsa identiche per tutti i cilindri ma forse le cose sono destinate a cambiare: Honda ha infatti depositato un brevetto relativo a motori nei quali ogni cilindro ospita un pistone la cui corsa è diversa da quella degli altri.

ROMPERE GLI SCHEMI La regola aurea era: cilindrata unitaria uguale, così che quella totale del motore si poteva ottenere semplicemente moltiplicando quella unitaria per il numero dei cilindri. Se l'idea di Honda diventasse realtà questa equazione potrebbe diventare molto più complicata: un brevetto della Casa giapponese prevede infatti motori nei quali cilindri hanno lo stesso alesaggio ma corse diverse. Perché questa sofisticazione progettuale e tecnologica, il cui senso è compiuto potendo attivare i singoli cilindri? La cosa si ottiene – lo ricordiamo – con un motore nel quale le manovelle dell'albero motore hanno lunghezze diverse. Autoblog, che ha riportato la notizia, fa una simulazione interessante partendo da un ipotetico 4 cilindri da 2 litri frazionato disugualmente in 4 cilindri da 300, 425, 600, e 675 centimetri cubici. Volete un monocilindrico da 675 cc? Pronto! Un bicilindrico da 725, 900, 975, 1.025, 1.100 o 1.275 cc? Si può fare, così come un tricilindrico da 1,3, 1,4, 1,5 (è la stessa cilindrata del benzina turbo che equipaggia la sportiva ibrida BMW i8) o 1,7 litri, per un totale di 15 cilindrate diverse.

COME TU MI VUOI Come si vede la “granularità” delle cilindrate possibili è molto più fine di quanto consentito dal frazionamento classico (0,5, 1, 1,5 e 2 litri) con l'ulteriore chance di giocare anche con 2 rapporti: quello di compressione e quello di alesaggio/corsa per un adattamento alle diverse situazioni molto più raffinato rispetto alla disattivazione dei cilindri di un motore tradizionale. Il brevetto di Honda descrive infatti cilindri con alesaggio identico e quindi il pistone collegato alla manovella di raggio più grande potrebbe essere un “corsa lunga” mentre gli altri potrebbero essere quadri o superquadri, una variazione della geometria che incide sul “carattere” del motore. Stesso discorso per il rapporto di compressione, modulabile variando il volume della camera di scoppio; questa possibilità sarebbe comunque presente anche in un motore tradizionale che non avrebbe però l'ulteriore grado di libertà della variazione della corsa.

EQUILIBRIO COMPLICATO? Supponendo di conservare la stessa geometria delle camere di scoppio per ogni cilindro (variazioni del volume della camera di scoppio sono comunque possibili agendo sul cielo del pistone) un motore del genere non sarebbe complicatissimo da costruire: l'alesatrice lavorerebbe as usual per rifinire i cilindri e i pistoni avrebbero lo stesso diametro, così da non complicare il lavoro in fase di assemblaggio. Alla gestione elettronica del motore verrebbe imposta una una rifinitura più accurata, viste le molte combinazioni possibili, lasciando comunque le maggiori difficoltà all'equilibratura. Non è impossibile bilanciare molto bene un tre cilindri (l'Esperto ci spiega come ci si può riuscire nell'analisi tecnica del Ford Ecoboost da 1.000 cc) ma la cosa è fattibile più facilmente con bielle, manovelle e pistoni tutti uguali. L'idea Honda varia sicuramente le manovelle dell'albero motore e potrebbe rendere necessario anche il ricorso a bielle differenti per motivi di geometria dell'insieme biella-manovella.

Anche se “giocando” con materiali e disegno di bielle e pistoni si potrebbe ottenere un bilanciamento statico soddisfacente per ogni gruppo manovella-biella-pistone, le forze sarebbero molto diverse e i contralberi potrebbero rivelarsi obbligatori (il motore boxer a 4 cilindri è molto equilibrato anche senza). Il brevetto prevede anche un motore a 6 cilindri e dallo schema dell'albero motore, pubblicato qui sopra, si capisce che i cilindri con le manovelle più lunghe (R3 e R4, lunghezze che sono pari alla metà della corsa) sono al centro della bancata mentre quelli con la corsa minore sono più lontani dalla mezzeria. Gli schemi depositati prevedono anche motori a 2 e 3 cilindri, i più papabili ad un funzionamento con un solo cilindro attivo.