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Un inventore statunitense sta cercando di riscrivere le regole del motore a combustione interna. Brian Schmidt, residente a Galena nell'Ohio, ha depositato un brevetto che prevede l'uso di ingranaggi non circolari per modificare la durata della corsa del pistone, con l'obiettivo di aumentare l'efficienza termica e ridurre i consumi del classico motore alternativo a quattro tempi.
Il motore a pistoni tradizionale e che ben conosciamo, soffre di una limitazione costruttiva di base: tutte e quattro le fasi (aspirazione, compressione, espansione e scarico) durano più o meno lo stesso tempo per ogni giro di albero. Dal punto di vista gasdinamico, avrebbe molto più senso allungare o accorciare alcune fasi senza modificare il ciclo complessivo di rotazione. Ecco, quindi, che Schmidt ha sviluppato un “cambio di biella” che utilizza un albero di trasmissione aggiuntivo sulla biella con la funzione di modificare la corsa del pistone, il tutto grazie a ingranaggi eccentrici che sostituiscono le classiche “mannaie” dell’albero motore a gomiti. Il sistema fa in modo che rispetto ad un motore tradizionale ci siano corsi discendenti in tempi allungati con conseguente aspirazione e espansione di maggiore efficacia e durata e corsi ascendenti accorciati con conseguente compressione e scarico più rapidi.
Un'aspirazione più lunga significa più gas fresco cooling nel cilindro e maggiore riempimento; un'espansione più lunga genera più coppia. Allo stesso tempo, le fasi di compressione e scarico più corte offrono vantaggi termici: lo scarico più rapido espelle i gas caldi più velocemente, raffreddando la camera di combustione e creando maggiore depressione all'aspirazione che "risucchia" altro gas fresco.
Un altro aspetto interessante è la riduzione del tempo al punto morto inferiore. Secondo i disegni del brevetto, il pistone rimane fermo al punto morto per circa il 75% in meno di tempo rispetto a un motore tradizionale. Questo significa che il motore si ferma meno, perdendo meno energia cinetica, il che potrebbe aumentare ulteriormente l'efficienza.
Sulla carta sembra un sistema interessate, ma non mancano dubbi relativi all’aumento di attriti sia sugli ingranaggi, sia per i cuscinetti di banco che sono raddoppiati. Oltre a questo, occorre anche considerare che gli ingranaggi non circolari sono soggetti a carichi disuguali, gettando un’ombra su vibrazioni, “ruvidità” d’erogazione e usura accelerata. Il brevetto continua a essere studiato, ma al momento non ci sono segnali che grandi case motociclistiche stiano valutando questa tecnologia per la produzione in serie.
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