Speciale Ducati con motore a 6 tempi
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[glow=yellow,2,300]SE CI SEI, BATTI SEI[/glow] [glow=white,2,300]Una Ducati sei tempi? L'idea sembra proprio
balzana, anche se Alan è convinto che...
di Alan Cathcart
traduzione Lorenzo Miniati
foto Helmut Mueller[/glow] La capacità di avere idee originali è un sintomo di genialità, spesso accompagnato da un’innata determinazione a mettere in pratica la validità o meno di tali idee. Nel campo dell’ingegneria, simili circostanze ci hanno fatto dono, nel secolo scorso, di innumerevoli innovazioni tecniche.
Spesso però questi traguardi sono stati raggiunti, per quanto strani fossero, alla faccia di possibili reazioni che vanno dal disinteresse alla critica, fino alla derisione: quasi tutti gli inventori, da Michelangelo in poi, hanno dovuto fare i conti con la difficile diffusione delle nuove idee, che si scontrano con il concetto che se qualcosa è completamente diverso dallo standard corrente, allora non potrà mai andare bene.
Grazie a questa mentalità, oggi dovremmo tutti guidare delle mo-nocilindriche a valvole laterali, con sospensioni a trave e freni a tamburo. Malcolm Beare forse non è Michelangelo, ma il quarantasettenne agricoltore australiano è senza dubbio un pensatore originale, nonostante svolga un lavoro quotidiano apparentemente molto distante dal mondo della meccanica. Nei 17 anni passati a coltivare i suoi 1300 acri di terreno nel sud dell’Australia, Malcolm ha avuto un sacco di tempo, tra un lavoro agricolo e l’altro, per pensare e riflettere sui vari aspetti della sua professione alternativa: ingegnere “contadino”.
Come molti altri tagliati fuori dal campo dell’ingegneria tradizionale, Malcom Beare ha avuto ottime opportunità per partorire altrettanto geniali intuizioni.
“Gli ingegneri come Malcom normalmente passano il loro tempo cercando di tirar fuori maggiori prestazioni da un progetto già esistente - spiega il collega australiano Ian Drysdale, creatore della 750-V8 - poiché spesso si mettono a tavolino e si domandano prima di tutto perché quel qualcosa era stato disegnato in quel modo, dopodiché cominciano a immaginarsi un modo per farlo meglio. Trascorrono molto del loro tempo aggiustando macchinari agricoli mal progettati, quasi sempre rifacendoli ex novo secondo i loro parametri: in questo modo si crea la mentalità di non dare niente per scontato, predisposizione che dà origine alle idee migliori”
Trovare una migliore soluzione per un motore motociclistico è stata la ragione di vita di Malcolm fin dal 1981, quando egli costruì il primo dei cinque prototipi che hanno costituito lo sviluppo del suo cosiddetto motore a sei tempi. Ebbene forse non esattamente un sei tempi, a prescindere dal fatto che quattro più due fa sei, perché ciò che Beare ha fatto è stato quello di creare un progetto di un motore ibrido a combustione interna completamente innovativa, combinando la parte alta di un due tempi con quella bassa di un quattro tempi. Il risultato dell’applicazione di questa tecnologia lo possiamo ammirare in quest’ultimo esemplare che Malcolm ha allestito in modo davvero brillante: motore bicilindrico Ducati derivato dalle gare del Sound of Thunder, montato su un telaio autocostruito da Malcolm, il tutto inserito dentro sovrastrutture Alchemy by Vee Two.
Il propulsore a V di 90 gradi è dotato dell’ultimo aggiornamento del sistema a sei tempi e sfrutta come struttura il basamento Ducati, dando così vita al primo pluricilindrico che usa questo tipo di soluzione.
La possibilità di provare la Beare 6S-V2 sul circuito di Calder (Melbourne) mi ha offerto l’affascinante possibilità di avere sotto mano una tra le più diverse e originali filosofie costruttive dei giorni nostri. Bene, raccontaci tutto caro Beare!
“Ho cominciato quando avevo 17 anni con un motore due tempi a pistoni contrapposti - ricorda Malcolm - ma dopo aver costruito un paio di prototipi capii che la fluidodinamica costituiva un problema. Così decisi di semplificare (?) le cose con un sei tempi, con l’obiettivo di migliorare il funzionamento e incrementare le prestazioni rispetto a un motore convenzionale risolvendo gli svantaggi legati alle valvole. Possedevo già qualche nozione ingegneristica di base, così mi sono documentato ampiamente sui vari progetti a valvole rotanti per cercare di risolvere il problema in termini di inerzia e fluidodinamica. Ma se il Cross, l’Aspin e molti altri sistemi di valvole rotanti erano avvantaggiati perché non interferivano con il flusso dei gas o non assorbivano eccessiva energia rispetto alle valvole tradizionali, tuttavia soffrivano di problemi di surriscaldamento con conseguenti guai alla lubrificazione, al consumo dell’olio e soprattutto di tenuta. Ovviamente un due tempi non soffre di nessuno tipo di questi problemi non avendo valvole, così decisi di provare a risolvere la situazione prendendo i componenti basilari di un motore due tempi a disco rotante e installandoli su di un motore quattro tempi, prendendo il meglio dai due mondi. Dopo aver svolto una grossa mole di lavoro e sperimentazione in seguito al mio primo prototipo a sei tempi del 1990, credo veramente di aver portato avanti un ottimo sviluppo del concetto originale, dimostrando che si poteva realizzare e confermando la sua validità, così adesso lo ho brevettato anche negli USA”
Bene, vediamo in che cosa consiste. Al di sotto delle teste dei cilindri tutto rimane standard, così uno dei vantaggi che il sistema Beare offre consiste nel fatto che può essere trapiantato su un motore già esistente senza bisogno di lavorazioni particolari o modifiche all’interno del basamento, riducendo in tal modo i costi di produzione. Mentre sopra egli ha eliminato completamente le teste, valvole comprese (“cosa? - direte voi - se non c’è il sistema desmodromico su una Ducati, è una contraddizione in termini?!” Tranquilli, ce n’è una specie, abbiate fede).
Per ripristinare l’albero a camme e le relative valvole, Beare ha mantenuto l’albero con comando a cinghia e ha montato un albero a gomiti superiore molto corto, completo di pistone, il quale è comandato dalla cinghia alla metà del regime di rotazione del motore, proprio come l’albero a gomiti. Il pistone scorre in una camicia, scoprendo le luci di aspirazione e scarico ricavate sulle pareti del cilindro, proprio come in un due tempi.
Continuando l’analogia con il due tempi, i due carburatori Mikuni da 35 mm montati su ogni cilindro del motore Ducati, forniscono miscela attraverso un blocco di valvole, prevenendo in tal modo l’ingresso dei gas di scarico dalla luce d’aspirazione. All’altra estremità dell’albero a gomiti superiore c’è un disco rotante di un motore a due tempi che regola la durata della fase di scarico, tagliando fuori i gas di scarico al momento opportuno per impedire al flusso di rientrare nel cilindro, andando così a creare una pressione negativa durante la fase di aspirazione.
Questa è la sua sola funzione, le valvole rotanti hanno una sola luce ricavata in esso, riducendo al minimo i problemi di lubrificazione e funzionamento, sebbene le strette tolleranze necessarie crearono problemi di deformazione del disco d’acciaio usato da Malcolm sul primo prototipo, ricavato da una Honda XL 125.
Sostituendolo con uno in ferro nella versione seguente, che come base sfruttava una Yamaha XT 500, risolse il problema, anche se a prezzo di un maggior peso, mentre per la Ducati utilizza adesso dischi in alluminio anodizzato con trattamento superficiale per la durezza, che vanno benone. Poi, durante le fasi di compressione e scoppio, il pistone superiore va a chiudere entrambe le luci, lasciando contenuta la pressione tra i due pistoni, quello inferiore di tipo tradizionale a tre segmenti e cielo piatto, mentre quello superiore, conico (così conformato per favorire il flusso dei gas durante entrambe le fasi di aspirazione e scarico) ha due fasce.
Nella fase di combustione, una coppia di candele provvede ad innescare la scintilla, mentre l’iniezione è comandata dalla CDI Ducati di serie e da un paio di bobine Harley - una per cilindro - e non solo il motore va a benzina normale (non ha bisogno dell’aggiunta di olio poiché tutte le superfici in gioco sono ottimamente lubrificate, nonostante l’applicazione della tecnologia da due tempi), ma gradisce anche la benzina senza piombo a basso numero di ottani. Ovviamente, non ci sono sedi valvole, e Malcolm dichiara che il rapporto di compressione possa essere incrementato significativamente rispetto ai 10,6:1 del motore Ducati in modo abbastanza sicuro per la mancanza di punti critici, senza problemi di detonazione.
L’ovvio vantaggio, in termini strettamente meccanici, è che eliminando le valvole su un quattro tempi si riducono a zero le possibilità di sfarfallio di queste e la loro conseguente deformazione (OK, OK - lo so che una volta questo era un Desmo!), inoltre il sei tempi implica un maggior margine di sicurezza in termini di regime di rotazione - 28.000 teorici - trasmettendo la metà dei giri motore all’albero a gomiti superiore, facendo così frullare il motore due tempi a quota 14.000.
Ma Malcolm Beare dice che il limite di giri al minuto, come su un due tempi, dipende solo da quanto l’albero motore principale (convenzionale) è capace di sopportare, per questo ha arbitrariamente limitato la sua 6S-V2 a 9000 giri/min, in corrispondenza dei quali dice di disporre di 86 cavalli alla ruota.
Difficile fare paragoni, a causa delle difficoltà nel determinare l’esatta cilindrata della 6S-V2: ciò che in origine era un timido bicilindrico Pantah, oggi ha 744 cc di volume dedicati alla compressione e alla espansione, e 602 cc che assolvono le funzioni di aspirazione e scarico. Ma se pensate che un 900 SS del ‘97 di serie eroga 73 cv alla ruota, si tratta di un incremento di potenza considerevole. Ma ci sono altri, molto più significativi benefici che riguardano il progetto Beare. Il primo tra questi sono i consumi ridotti: Malcolm Beare dichiara che il suo motore consuma il 35% in meno ai bassi regimi rispetto a un motore tradizionale, mentre alla completa apertura del comando del gas “beve” il 13% in meno, nonostante sia dotato di doppi carburatori. Per definizione, quindi, riduce anche le emissioni degli idrocarburi, poiché usa meno carburante per garantire le stesse prestazioni.
Poi ha il vantaggio di incrementare la coppia ai bassi regimi: su entrambi i suoi prototipi Yamaha e Ducati, Beare ha scoperto che il sistema a sei tempi sviluppa la stessa coppia del motore convenzionale a 1000 giri in meno, progredendo esponenzialmente all’aumentare dei giri. Ma ora è arrivato il momento di raccontarvi le mie impressioni di guida.
Ebbene, anche se la Beare può apparire un pochino “tagliata con l’accetta”, va ricordato che si tratta pur sempre di una moto costruita artigianalmente e con un budget limitato, perciò concentratevi più sulla dinamica che sull’aspetto esteriore.
Tanto per cominciare il motore ha una tonalità di scarico unica, roba che non avevo mai sentito prima in vita mia, neanche sulla Norton rotativa da GP: si può chiaramente distinguere il caratteristico tintinnio metallico del due tempi sopra il tradizionale boato del bicilindrico quattro tempi con tanto di doppio scarico. Due motori in uno, incredibile!
Infatti, il motore sembra molto rumoroso, ma solo apparentemente poiché i silenziatori utilizzati normalmente nelle gare BEARS sono liberi: infatti, dice Malcolm, il rumore meccanico del motore è inferiore per via del minor numero di componenti in movimento:
“Ho silenziato in modo considerevole lo scarico della Yamaha XT 500, e il risultato è stato che potevi sentire molto meglio il rumore del motore. E’ piuttosto silenzioso, e questo nonostante sia raffreddato ad aria, visto che tutti i miei prototipi non hanno mai avuto problemi con il dissipamento del calore”
Bene, lasciando da parte le difficoltà che ci sono per calcolare con esattezza la cilindrata effettiva del motore sei tempi (la Norton a motore rotativo ebbe problemi analoghi per poter gareggiare), la Beare allestita per le gare BEARS dà un’idea di cosa si può fare con mezzi di un certo tipo.
Guidandola a Calder per una dozzina di giri sono emersi alcuni aspetti fondamentali del motore sei tempi, uno dei quali è appunto l’esagerata rumorosità del sistema di scarico, sulla quale mi riservo di dare un giudizio, ma non mi sembra affatto adatta. Un’altra delle perplessità emerse riguarda la curva d’erogazione: mentre non ci sono dubbi sul fatto che giri più in alto rispetto ad un quattro tempi standard, sembra che non ci siano però benefici concreti nel fare ciò: non c’è più potenza disponibile al di sopra degli 8.000 giri al minuto dove sembra tuttavia di essere ancora 2.000 giri più in basso. Dopo il test, Malcom ha scoperto che i Mikuni erano mal settati e inoltre crede che il motore fosse “strozzato”, una teoria che non posso far altro che condividere, viste le difficoltà nel carburare correttamente due carburatori per cilindro, intervenendo sulla portata di ognuno.
Ma Malcolm Beare ha anche da pensare, nel tempo a sua disposizione, a come far pascolare il suo bestiame e in che periodo dell’anno fare il raccolto, come testimonia l’essenzialità del progetto sei tempi. Adesso che sta costruendo la moto da gara (e ha ingaggiato il famoso pilota Phil Payne per aiutarlo nello sviluppo), può anche preoccuparsi della messa a punto e delle prestazioni.
Comunque non si dovrà certamente preoccupare della coppia a disposizione, la quale insieme alla decisa e sicura risposta dell’acceleratore e alle ridotte vibrazioni, anche se messe a confronto con la dolce azione di un bicilindrico a L, costituiscono i tre punti di forza del motore a sei tempi.
Il motore Beare è incredibilmente poderoso in termini di coppia, fin dai bassissimi regimi.
Paradossalmente ciò è in particolar modo apprezzabile in virtù della non eccezionale efficacia della ciclistica. Se difatti Malcolm è sicuramente un grande talento nella progettazione e costruzione dei motori, non si può dire altrettanto per la realizzazione dei telai. Il telaio in tubi a sezione quadra al nickel acciaio è abbastanza preoccupante in termini di maneggevolezza, specialmente se unito alla coppia di ammortizzatori Koni al retrotreno.
Il telaio e le sospensioni Ducati sarebbero andati sicuramente meglio, eccezion fatta nel caso uno voglia tirare giù il motore per intervenire sul cilindro posteriore, operazione impossibile anche con il motore Ducati originale, che non prevede i più ingombranti accorgimenti Beare. Ma il fatto che la moto salti sulle buche e non curvi a dovere aiuta ad apprezzare ancor di più le doti del motore, poiché ti costringe a guidare con il gas, come per esempio all’interno della chicane di Calder, per permettere all’assetto di ritrovare un certo equilibrio.
Ma quando si agisce sul comando del gas fino in fondo c’è un’ulteriore sorpresa: non solo la risposta del motore è pressoché istantanea, ma la coppia a disposizione, a qualsiasi regime di rotazione, è degna quasi di un TIR! Purtroppo non era montato il contagiri, ma avendo guidato bicilindrici Ducati per così tanti anni penso di avere un certo orecchio per i giri del motore, e posso dire che la ripresa è fortissima anche a partire da qualcosa tipo 2-3000 giri al minuto.
Inoltre, non ci sono strappi alla trasmissione ai bassi regimi, che indicano una fluida coppia motrice, mentre il modo in cui il motore spinge in basso è una peculiarità che caratterizza i motori a corsa lunga. Infatti il motore inferiore a quattro tempi ha misure caratteristiche di alesaggio per corsa di 86 X 57 mm mentre il due tempi si attesta su valori di 60 X 25 mm. Di nuovo la strabiliante coppia del motore Beare è confortata da questo tipo di dati tecnici. Tutto ciò rende la moto vergognosamente facile da guidare: devi solo inserire la marcia più alta e guidare come se disponessi di un cambio semiautomatico.
La mia presa di contatto con la Beare sei tempi mi ha portato ad alcune inevitabili conclusioni, una delle quali è che nella sua configurazione attuale la moto non è competitiva dal punto di vista delle prestazioni: non sembra avere la po-tenza che, sulla carta, ha evidenziato al banco dinamometrico, e nemmeno il modo in cui la sviluppa rispecchia il valore misurato.
Ma se da una parte sono sicuro che alcuni test sull’alimentazione, sul sistema di scarico e sulla carburazione potrebbero risolvere questi problemi, dall’altra ciò a cui siamo di fronte è un elegante progetto di motore ibrido che richiede limitati interventi meccanici e assenza di materiali pregiati come i riporti in ceramica o leghe particolari. Come tale, il progetto Beare può essere preso in seria considerazione per la sua economicità nella manutenzione e nei consumi, per le sue doti di coppia e le ridotte emissioni inquinanti. La recente tendenza che preferisce il più costoso ma pulito quattro tempi al più economico e potente due tempi, sta prendendo sempre più piede in Europa, Giappone e nel sud est asiatico. Tutto ciò fa pensare che il Beare sei tempi potrebbe costituire un’alternativa interessante se inserita in un’ottica di grandi volumi di produzione. Malcom pertanto dovrebbe cominciare a prendere lezioni di giapponese e Italiano durante questi lunghi caldi giorni mentre sta lavorando nell’entroterra australiano: lo aiuterebbe nella promozione del suo progetto nei prossimi anni, velocizzando la concessione delle licenze necessarie per la commercializzazione del suo motore sei tempi Better Way!
[glow=yellow,2,300]Alan Cathcart[/glow][/align]