Motore Bourke

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Motore Bourke

Il motore Bourke è un tipo di motore a 2 tempi a cilindri contrapposti

Introduzione[modifica | modifica sorgente]

Il motore Bourke è fondamentalmente un motore a due tempi, con due pistoni disposti orizzontalmente ed opposti che si muovono nella stessa direzione e allo stesso tempo, in modo che siano sempre equidistanti e le loro operazioni siano sfasate di 180º.

I pistoni sono collegati a un meccanismo di guida per l'albero motore, al posto del più consueto meccanismo di rotazione (biella manovella), che permette di ridurre leggermente l'accelerazione dei pistoni.

Un'altra caratteristica è data dal carter sigillato e dalla camera d'aspirazione sotto i pistoni, la quale essendo decisamente più piccola rispetto alle normali camere ha un'efficienza d'aspirazione migliore.

Storia[modifica | modifica sorgente]

Questo motore è stato progettato da Russell Bourke nel 1920, come un miglioramento del motore due tempi, ma nonostante la sua finitura di progettazione e costruzione di diversi motori, l'inizio della seconda guerra mondiale, la mancanza di test e le cattive condizioni di salute della moglie, limitarono il successo sul mercato del suo motore.[1]

Ciclo[modifica | modifica sorgente]

Il ciclo di funzionamento è molto simile a quella di un normale motore a due tempi, ma con alcune modifiche:

  • il motore è stato progettato per funzionare senza utilizzare l'accensione comandata, dopo che il motore si sia portato a temperatura di regime, questo grazie al fenomeno dell'autoaccensione, dove la miscela aria e carburante inizia a bruciare a causa dell'elevata temperatura dei gas, che vengono compressi fino a causare l'autoaccensione del combustibile.
  • Il pistone si ferma al punto morto superiore, per la completa combustione del carburante e non per via di vincoli meccanici.

Caratteristiche del motore[modifica | modifica sorgente]

Il motore ha come peculiarità le seguenti caratteristiche progettuali:

Caratteristiche meccaniche[modifica | modifica sorgente]

Tale motore presenta:

  • Guida delle bielle per l'albero motore, invece dell'uso del sistema biella manovella
  • La diminuzione del numero di parti in movimento (solo 2 in movimento e assemblati contrapposti per cilindro) ed i cilindri contrapposti sono combinabili a fare un motore a 2, 4, 6, 8, 10, 12 o più cilindri
  • Funzionamento più fluido grazie l'eliminazione della manovella e meccanismo di scorrimento
  • Il pistone è collegato alla guida per l'albero motore attraverso un'asta
  • Iniezione meccanica della benzina, tramite un condotto presente sui travasi.
  • Luci di travaso come la maggior parte dei motori a due tempi, invece che valvole a fungo come i motori a quattro tempi.
  • Facilità di manutenzione, con strumenti semplici.
  • Gli O-ring sono utilizzati al posto delle guarnizioni, per sigillare i giunti.
  • la guida per l'albero motore non crea forze laterali sul pistone, riducendo l'attrito, le vibrazioni e l'usura del pistone.
  • la guida per l'albero motore riduce da vibrazioni create dalle spinte della biella, dato che il picco d'accelerazione della guida per l'albero motore è del 25% in meno rispetto l'accelerazione in un sistema convenzionale a biella manovella.
  • la guida per l'albero motore sposta leggermente più vicino al PMS (perfettamente al centro della corsa del motore) la velocità massima del pistone, permettendo quindi rapporti di compressione leggermente maggiori a parità di fasatura di scarico.

La fluidodinamica[modifica | modifica sorgente]

Tale motore ha come peculiarità:

  • Gas di scarico a bassa temperatura (al di sotto del punto d'ebollizione dell'acqua) in modo da poter utilizzare componenti di scarico in materiali più semplici e poveri del metallo, come la plastica
  • Combustione estremamente veloce.
  • Rapporto di compressione elevato, compreso tra 15:1 a 24:1.
  • Il combustibile è vaporizzato quando viene iniettato nei travasi, formando la miscela aria carburante nella camera di combustione nel momento di travaso.
  • Il carburante può essere iniettato con molto ritardo nel travaso, ciò consente di ridurre la quantità di carburante che fuoriesce dalla luce di scarico.

Lubrificazione[modifica | modifica sorgente]

Le peculiarità di tale motore sono:

  • Questo motore utilizza olio di foca immagazzinato nella camera dell'albero motore, proteggendone l'usura
  • La camera dell'albero motore è sigillata dalla camera inferiore del pistone, in modo che non ci sia trafilamento e dispersione d'olio.
  • Il pistone ed gli anelli elastici sono riforniti d'olio da un piccolo canale presente sulla superficie del cilindro che preleva l'olio dalla camera dell'albero motore.

Vantaggi[modifica | modifica sorgente]

Il principale sostegno delle virtù del design sono:

  • Ha solo due parti in movimento
  • Più leggero degli altri motori
  • Più potente degli altri motori a due tempi
  • Due cicli utili per giro (motore bicilindrico)
  • Rispetto ad altri motori a due tempi ha bisogno di molto meno olio, il quale non viene miscelato ne con l'aria, ne nel carburante.

Critiche su tale motore[modifica | modifica sorgente]

Il motore Bourke ha alcune caratteristiche interessanti, ma le stravaganti rivendicazioni per il suo svolgimento è improbabile che siano corroborata da prove reali, molti dei crediti sono contraddittorie.

  1. Il sigillo della camera dell'albero motore con la camera sotto al pistone crea attrito, riducendo l'efficienza.
  2. L'efficienza è ridotta a causa di perdite di pompaggio, come l'aria compressa di oltre due volte rispetto al suo volume normale, così come l'energia richiesta per la depressione da formare in tale camera per il suo richiamo.
  3. Il peso del motore è suscettibile di essere il più elevato in quanto dovranno essere costruite per far fronte ai picchi d'alta pressione vista come una conseguenza della rapida combustione ad alta temperatura.
  4. Ogni coppia di pistoni è molto squilibrata visto che i due pistoni si muovono nella stessa direzione, allo stesso tempo, limitando la velocità e di conseguenza la potenza del motore, inoltre aumenta il peso del motore a causa delle forze a cui sono soggette i vari componenti.
  5. Ad alta velocità di rotazione alcuni motori a due tempi tendono ad essere meno efficienti rispetto ai quattro tempi, perché alcuni di questi motori fuoriesce combustibile dalla luce di scarico.
  6. Quando la carica è trasferita dalla camera di compressione alla camera di combustione, raffredda il motore, riducendone l'efficienza.
  7. L'uso d'aria in eccesso riduce la coppia disponibile rispetto alle sue capacità.
  8. Forzare il gas di scarico fuori dal cilindro, in modo rapido attraverso piccole luci, porta un ulteriore perdita d'efficienza.
  9. L'esercizio di un motore a combustione interna in detonazione, riduce l'efficienza a causa del calore perso dal gas combusto verso la camera di combustione e crea delle onde d'urto verso le pareti.
  10. Le emissioni, anche se alcuni test hanno mostrato bassi livelli di emissione in alcune circostanze, questi non sono stati necessariamente a piena potenza.
  11. L'aumento di tempo per il raggiungimento dei punti morti (data la diversa velocità del pistone), aumenta il trasferimento di calore alle pareti del cilindro, riducendo l'efficienza.
  12. Quando si esegue in automatico la modalità di accensione, i tempi d'avvio della combustione è controllata dal stato di funzionamento del motore, piuttosto che direttamente come in un'accensione comandata o come in un motore diesel. In quanto tale, può essere possibile per ottimizzare le condizioni operative uno, ma non per la vasta gamma di coppie e velocità di un motore che vede in genere. Il risultato sarà una minore efficienza e maggiori emissioni. [24]
  13. Se l'efficienza è alta, anche la temperatura di combustione deve essere alta, come richiesto dal ciclo di Carnot, e la miscela aria carburante deve essere magra. Temperature di combustione alta e miscela magra causano miscele di biossido di azoto.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ New Page 1

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]