Minacciato dalla diffusione del turbo, il motore aspirato trova ancora numerose applicazioni in ambito automobilistico e motociclistico.
I motori a combustione sono ancora oggi i più utilizzati per spingere auto e moto. Si definiscono così perché convertono l’energia chimica in energia meccanica. In altre parole, grazie ad un processo di combustione di una miscela di carburante (benzina, diesel e simili) e comburente (aria) producono una reazione tale da imprimere un moto rotatorio all’albero motore che, per mezzo della trasmissione, fa muovere le ruote motrici. Ne consegue che, un ciclo completo di un motore endotermico non possa prescindere da una fase di aspirazione dell’aria, necessaria a formare la miscela dalla quale si innesca la combustione.
Come funziona un motore aspirato: il ciclo a due e quattro tempi
I motori, sia a benzina che a diesel, implementano un ciclo termodinamico ossia completano una serie di fasi al termine delle quali è ripristinata la situazione di partenza. Nello specifico, le ‘fasi’ del ciclo sono quattro: aspirazione, compressione, espansione e scarico. A seconda del tempismo con il quale tali trasformazioni si susseguono completando il ciclo, è possibile distinguere tra motori a due tempi e motori a quattro tempi. Nel primo, il passaggio dall’aspirazione allo scarico avviene entro un unica rotazione dell’albero motore mentre nel secondo, invece, servono più rotazioni complete. I propulsori a due tempi sono molto più diffusi in ambito motociclistico mentre quelli a quattro tempi vengono utilizzati principalmente per le autovetture.
Per quanto riguarda il funzionamento di un motore aspirato, questi è piuttosto semplice. Si parla di aspirazione perché, all’inizio del ciclo termodinamico, l’aria viene fatta entrare nel cilindro in cui si muove il pistone (sia nei motori alternativi che in quelli rotativi). In genere, l’ingresso dell’aria è regolato dal ritmo di apertura di un organo meccanico apposito, le valvole di aspirazione (nei motori a due tempi, i sistemi per l’aspirazione sono molteplici). In sintesi, mentre il pistone ‘scende’ all’interno del cilindro (ossia passa dal ‘punto morto superiore’ al ‘punto morto inferiore’), si crea una depressione; nel mentre la valvola si apre e lascia penetrare l’aria fin quando il livello di pressione non ritorna ad essere pari a quella atmosferica; questa si mescola al carburante (benzina o diesel) creando la miscela che poi verrà bruciata (nelle fasi di compressione ed espansione) producendo l’energia che fa ruotare l’albero motore. I motori aspirati F1, ossia quelli che sospingono le monoposto che gareggiano in Formula Uno, funzionano secondo lo stesso principio, benché coadiuvati da una tecnologia ben più complessa e sofisticata.
Quali sono le differenze tra motore aspirato e turbo
Come già accennato, il principale ‘antagonista’ del propulsore aspirato è il turbo. I motori turbo (sia diesel che benzina) si definiscono tali perché dotati di un turbocompressore (o di un compressore volumetrico) che realizzano la cosiddetta sovralimentazione. Grazie al ‘turbo’ (in genere un dispositivo formato da una turbina ed un compressore), il volume di miscela introdotto nei cilindri è maggiore e, di conseguenza, anche la potenza erogata dal sistema di propulsione.
La differenza tra motore aspirato e sovralimentato è tutta qui. Il primo realizza un ciclo ‘normale’, il secondo sfrutta un’aspirazione forzata per mezzo di un apposito dispositivo: il turbocompressore utilizza una turbina mossa dai gas di scarico, il compressore volumetrico viene azionato da una cinghia.
Motore aspirato pro e contro rispetto al ‘turbo’
Come ogni tecnologia, anche quella dei motori aspirati presenta alcuni vantaggi e una serie di svantaggi.
I principali problemi di un motore aspirato riguardano il processo di aspirazione; quest’ultimo dipende quasi esclusivamente dal filtro dell’aria: se sporco o otturato, impedisce il regolare flusso dell’aria, impedendo al ciclo di completarsi nella maniera migliore. Il medesimo problema si presenta in un propulsore sovralimentato: l’afflusso d’aria al motore può essere inficiato da guasti o malfunzionamenti del turbocompressore o del compressore volumetrico.
Dal punto di vista tecnico, un aspirato offre riscontri diversi rispetto ad un turbo. In parole povere, i motori sovralimentati sono più scattanti sul breve mentre quelli aspirati non hanno particolare spunto sulla corta distanza. Di contro, erogano il massimo della potenza a regimi più alti (come ad esempio il V-TEC della Honda in grado di raggiungere i 9.000 giri al minuto). In aggiunta, buona parte dei motori aspirati risulta molto affidabile, oltre ad avere un ‘sound’ più accattivante.
La differenza di spunto in allungo era molto più evidente quando la tecnologia ‘turbo’ non era ancora ben sviluppata. In altre parole quando il motore girava a regimi troppo bassi, l’apporto del turbocompressore era praticamente nullo; i propulsori di più moderna generazione hanno un regime minimo di rotazione sempre più basso che riduce al minimo il gap con un aspirato.
Ricapitolando, tra i punti a favore dell’aspirato vi sono: la leggerezza, l’affidabilità, il sound, l’elevata potenza erogata ad altissimi regimi. Tra i contro, invece, ci sono il rendimento a regimi medio bassi, i consumi e le emissioni (benché dipendano anche da altre caratteristiche del sistema di propulsione).
I modelli di auto sportive con motore aspirato
Negli ultimi anni, il segmento delle auto sportive ha registrato una tendenza predominante da parte delle Case costruttrici: dimensioni sempre più compatte e motori turbo. Vi sono però diversi modelli, da quelli più accessibili alle hypercar, che hanno conservato il motore aspirato; in particolare si tratta di:
- Mazda MX-5
- Ford Mustang Shelby GT350
- Porsche 911 GT3
- Porsche 911 DLS
- Lotus Elise Sport
- Nissan 370Z
- Chevrolet Corvette Gran Sport
- Ferrari GTC4Lusso
- Ferrari 812 Superfast
- Aston Martin Rapide AMR
- Aston Martin Vanquish S
- Dodge Challenger R/T Scat Pack
- Dodge Charger R/T Scat Pack
- Lamborghini Aventador
- Lexus LC 500
- Apollo IE
- Toyota GT86
- Lamborghini Huracan
- Audi R8
- Jeep Grand Cherokee SRT.
In generale, per quanto riguarda le auto sportive, sono i marchi americani a preferire la via del motore aspirato. La ricerca di potenze sempre maggiori ha imposto, in assenza di dispositivi di sovralimentazione, di aumentare notevolmente la cilindrata: molte muscle car americane, infatti, sono sospinti da V6 e V8 aspirati che in alcuni casi superano gli 8.000 cc. Tra i marchi europei ed asiatici, invece, tranne alcune eccezioni (come ad esempio i motori aspirati Porsche), il trend predominante è quello della sovralimentazione.
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