Motori rotativi

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Recentemente, su di un periodico on line di informazione universitaria, "Ateneo palermitano" (www.ateneopalermitano.it), ho letto una intervista rilasciata da un ingegnere che ha inventato ebrevettato (anche negli U.S.A.) un nuovo tipo di motore rotativo che nulla ha a che fare con il Wankel.
Il nuovo motore rotativo, il "Motore Pomar" dal nome del suo inventore, è un motore a scoppio rotativo centrato policombustibile. La particolarità di questo motore è che può variare i valori di compressione a motore funzionante. Vale a dire che può passare da un combustibile a un altro (p. e. dalla benzina all'idrogeno o al metano) in piena corsa.
L'intervista è di più ampio respiro, ma se questo motore dovesse entrare in produzione, credo che rivoluzionerebbe il mondo della motoristica e non soltanto nel settore dell'automobile!

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Il rotary engine dell'ing. Pomar

Eliodoro Pomar

Un nuovo motore: il motore POMAR


Brevi note tecniche su di un dispositivo cinematico che trasforma l’energia potenziale contenuta in un fluido nel movimento rotatorio di un asse, utilizzando camere a volume variabile che non comportano parti in moto alterno.

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Attualmente per generare lavoro meccanico a partire dall’energia ricavabile dalle variazioni di pressione di un fluido, sono disponibili due tipi di meccanismi uno dei quali è costituito schematicamente da una o più camere a volume variabile nelle quali il fluido si espande e l’altro è costituito da una o più giranti, fornite di palette radiali, attraversate dal fluido durante la sua espansione.
Nel primo caso, esemplificato dal motore a combustione interna di uso comune è soprattutto utilizzata la variazione di pressione propriamente detta, mentre nel secondo, esemplificato dalla turbina, viene utilizzata principalmente la variazione di energia cinetica del fluido, conseguente all’espansione.
I due meccanismi, che mettono ambedue in rotazione un asse, hanno campi di utilizzazione diversi ed ognuno di essi ha, quindi, utilizzazioni meccaniche ben precise.
Prendendo più particolarmente in esame il primo di essi ed esaminandone sotto l’aspetto analitico il funzionamento, la maniera di gran lunga più frequente nella quale il meccanismo costituito da camere a volume variabile viene realizzato è quella schematizzata dall’uso di uno o più cilindri fissi nei quali si muovono pistoni animati da moto alternativo, che generano spazi cilindrici a volume variabile e che, accoppiati poi mediante bielle e a una manovella, generano il movimento rotatorio dell’asse.
Tale meccanismo comprende dunque parti (i pistoni e le bielle) che si muovono di moto alternativo, fermandosi ed invertendo il loro movimento di traslazione, due volte per giro.
Tale caratteristica comporta sia perdite, sia sollecitazioni negli organi interessati che sarebbe opportuno evitare e perciò, a parte i numerosi tentativi del passato, è stato recentemente proposto e sperimentato un motore a lobi ruotanti (il motore Wankel) che non comporta organi meccanici in moto alterno e che, in principio, avrebbe dovuto sostituire con vantaggio ed in tutte le sue applicazioni il meccanismo classico a pistoni alternativi.
Tale motore (solo impropriamente chiamato rotativo) non si è però rivelato competitivo sotto diversi aspetti ed è stato perciò prodotto solo in un numero limitato di esemplari, vanificando le speranze in esso inizialmente riposte e creando ingiusti pregiudizi negativi all’eventuale esame di altre soluzioni proposte per la soluzione di questo problema.
E’ stato da pochi giorni depositato a Milano un nuovo brevetto concernente un meccanismo suscettibile di risolvere l’annoso problema di utilizzare l’espansione di un fluido in camere chiuse a volume variabile per generare il moto rotativo di un asse senza ricorrere all’utilizzazione di alcun organo in moto alternativo, senza peraltro possedere i difetti che hanno finora impedito al motore Wankel di affermarsi in più ampia misura.
Esso è provvisto di camere toroidali, delimitate da pistoni anch’essi toroidali, attraversati longitudinalmente da assi che attraversano a loro volta adatte feritoie praticate su dischi frontali che delimitano trasversalmente le camere dove evolve il fluido in pressione.
Tali assi poi, sia da una estremità che dall’altra del meccanismo,sono accoppiati a due sistemi distinti di bielle, il primo dei quali determina il moto di allontanamento ed avvicinamento ciclico dei pistoni fra loro, necessario per determinare la variabilità del volume delle camere ed il secondo dei quali accoppia ciascuno dei pistoni ad una manovella solidale all’asse del meccanismo.
Il movimento ciclico di avvicinamento ed allontanamento dei pistoni è determinato da una camma fissa posta a ciascuna delle estremità del cilindro all’interno della quale rotolano cuscinetti a sfera accoppiate ad entrambe le estremità delle bielle imperniate sull’asse di ognuno dei pistoni.
Mediante tale dispositivo meccanico, di uso generale per trasformare come si è detto le variazioni di pressione di un fluido in lavoro meccanico, è possibile realizzare un motore a combustione interna di grande semplicità meccanica, di ridotte dimensioni e di rendimento organico particolarmente elevato per la eliminazione di molti meccanismi sussidiari.
Nell’esemplare descritto nel brevetto, il motore, composto da quattro camere ed altrettanti pistoni, è munito di una coppia di camme simmetriche rispetto ai due assi ortogonali passanti per il centro del cilindro contenitore.
Tali camme fanno sì che, durante un giro completo dei pistoni, le quattro camere assumano per due volte il volume minimo (massima compressione) e per due volte il volume massimo (massima espansione).
Si può così determinare un ciclo completo a quattro tempi per ciascuna delle camere, e per ogni giro dell’albero motore senza l’impiego di valvole, bensì mediante semplici luci di aspirazione e di scarico, utilizzando il moto rotatorio dei pistoni per determinarne l’apertura e la rispettiva chiusura delle luci stesse.
Si potrà così disporre di quattro esplosioni per giro (una ogni 90°) che conferiscono al meccanismo un momento motore molto uniforme ed una elevata potenza specifica.
Le tenute interne ai gas non sono affidate all’impiego di fasce elastiche ma di prismi metallici spinti contro le pareti dalla forza centrifuga e ciò rende tali tenute assai più efficienti specie al crescere della potenza erogata.
In pratica il motore descritto può considerarsi, ai fini delle caratteristiche della potenza generata, pari ad un motore ad otto cilindri e quattro tempi di tipo alternativo.
Una particolare disposizione delle tenute, rende possibile l’anticipo all’accensione nei motori ad accensione per scintilla.
Il dispositivo di trasferimento all’asse del moto dei pistoni permette un’alta efficienza ed una elevata costanza del momento motore per il grande diametro della manovella, consentito dalla particolare architettura costruttiva del meccanismo.
Tutti gli sforzi, suddivisi nei distinti meccanismi di trasmissione, risultano pertanto di entità limitata e non pongono ad un primo esame difficoltà di ordine costruttivo o strutturale.
E’ da notare pure che, mantenendo costanti i rapporti geometrici dimensionali fra i vari organi, la “cilindrata” realizzabile cresce con il quadrato del raggio del cilindro e pertanto le dimensioni di ingombro del motore si mantengono piccole anche al crescere della potenza per la quale il meccanismo è stato progettato.
In definitiva, vi sono tutte le premesse perché la realizzazione di un motore che utilizzi il dispositivo proposto possa risultare relativamente semplice e non ponga difficoltà difficilmente sopportabili soprattutto alla luce delle esperienze fatte durante lo sviluppo sperimentale dei prototipi e delle serie di motori tipo Wankel.
Gli unici settori nei quali occorrerà approfondire le ricerche sperimentali sono il raffreddamento dell’insieme con particolare riguardo alle parti meccaniche più vicine all’asse e la lubrificazione del complesso degli organi in movimento.
E’ possibile, e probabilmente conveniente, l’adozione di parti ceramiche allo scopo di mantenere elevata la temperatura media del ciclo e, quindi, il suo rendimento termodinamico, specie in considerazione dell’assenza di sollecitazioni meccaniche di tipo alterno.
Il brevetto prevede infine la possibilità di impiego di camme di forma variabile comandate dall’esterno.
Tale accorgimento renderebbe possibile il cambiamento del tasso di compressione del ciclo anche a motore funzionante ed aprirebbe quindi la via alla realizzazione di motori policombustibili ad alto rendimento e basso inquinamento.

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Nel corso di Tg2 Motori del 29 maggio u.s. mi è stato riferito che è stato mostrato un kart che montava un motore rotativo centrato. Non era certamente un Wankel (o un suo derivato). Chi ha seguito la trasmissione e mi ha riferito è certo di avere sentito che si tratta del "Motore Pomar" dei post di cui sopra.
Qualcuno ha seguito la trasmissione e può confermare questa "voce"? O ha visto dal vivo kart e motore da questo montato?

[mark_tn]

Recentemente, su di un periodico on line di informazione universitaria, "Ateneo palermitano" (www.ateneopalermitano.it), ho letto una intervista rilasciata da un ingegnere che ha inventato ebrevettato (anche negli U.S.A.) un nuovo tipo di motore rotativo che nulla ha a che fare con il Wankel.
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anche la mazda rx8 monta un motore rotativo... o sbaglio?

[monsteruno]

anche la mazda rx8 monta un motore rotativo... o sbaglio?

Esatto: si tratta del Wankel, ma quello del servizio di cui si parlanel topic è un altro tipo.