Nel 1923 il ricercatore tedesco Otto Lutz propose un’architettura innovativa per il motore termico, basata su un sistema a pistoni flottanti. La proposta non ebbe particolare successo, ma quasi cento anni dopo altri hanno provato a rispolverarla, con progetti sia in Russia che negli Stati Uniti. Ed è proprio in America che negli ultimi vent’anni Raphial Morgado ha sviluppato un motore toroidale a pistoni oscillanti. Con l’elevata potenza sprigionata al prezzo di una compattezza da record, un’elevata efficienza e una costruzione estremamente semplice, il motore MYT aveva tutti i requisiti per rivoluzionare l’industria automobilistica, ma il suo destino potrebbe non essere ancora scritto.
L’operazione
L’acronimo MYT è l’acronimo di Massiccio ma ordinato, un nome che sottolinea le sue enormi prestazioni nonostante le sue dimensioni compatte. Il motore è costruito attorno a una struttura ad anello, che ospita otto pistoni raggruppati in quattro coppie. Quando il propulsore è attivo, i pistoni scorrono circolarmente lungo l’anello, ma la loro distanza reciproca non rimane costante. Invece, si avvicinano e si allontanano l’uno dall’altro per comprimere la miscela aria-carburante, accendendone la combustione per generare lavoro utile. Tutto questo è possibile grazie al moto rotatorio dell’albero motore collegato a quello dei pistoni che circolano lungo l’anello, ma un particolare meccanismo meccanico riesce anche a variare sistematicamente la distanza reciproca.
Seguendo il percorso di ciascuna coppia di pistoni, il loro passaggio apre la porta per l’immissione dell’aria comburente all’inizio del giro. I due pistoni continuano la loro rotazione, iniziando ad avvicinarsi e comprimere il composto, fino a raggiungere il punto in cui si trova l’iniettore carburante. Il MYT nasce infatti come motore diesel, ma per stessa ammissione del suo inventore nulla impedirebbe l’integrazione delle candele e l’alimentazione a benzina. La miscela aria compressa-carburante innesca la combustione che separa i due pistoni, generando lavoro utile trasmesso all’albero motore. A questo punto i pistoni raggiungono una nuova apertura che permette l’evacuazione dei gas di scarico, liberando la camera di combustione per poter ricominciare il ciclo.
Vantaggi
Le potenzialità del MYT sono molteplici, a partire dal suo ottimo bilanciamento, trattandosi di fatto di un motore rotativo. La presenza di ben quattro coppie di pistoni assicura inoltre che ogni ciclo si svolga bene 32 battute, sprigionando una coppia molto elevata. Va inoltre aggiunto che il MYT non solo è estremamente compatto, ma anche semplice e relativamente economico visto come è composto da appena una ventina di componenti, di cui solo quindici parti mobili. I pistoni svolgono infatti le funzioni di vari componenti di un motore termico tradizionale, come la camera di combustione e la distribuzione. Il MYT si presenta quindi senza testata, valvole, alberi a camme, cinghie e ingranaggi della distribuzione. Le ridotte parti in movimento riducono i costi ma soprattutto gli attriti, generalmente responsabili di circa il 30% delle perdite di un motore termico, a vantaggio dell’efficienza meccanica. Inoltre, il particolare meccanismo intermedio fa sì che i pistoni rimangano virtualmente al punto morto superiore, ovvero nella posizione di minimo volume della camera, per un tempo prolungato, pari a circa 12° di rotazione dell’albero motore. Il risultato è una più facile miscelazione dell’aria con il carburante e una migliore combustione, che continua per tutta la corsa di espansione.
I numeri
I valori di riferimento del MYT sono estremamente variabili, trattandosi di un motore facilmente scalabile nelle dimensioni a seconda delle applicazioni, oltre che in base all’alimentazione diesel o benzina. I primi prototipi sono nati come idea alternativa per un motore drag racing, con una cilindrata virtuale di 14 litri, 32 pulsazioni per ciclo e 5400 Nm di coppia. Insieme a Exxon-Mobil, invece, è stato condotto uno studio per sostituire un diesel marino tanker alto 5 piani con un’unità MYT del diametro di appena 1,5 metri e dello spessore di 2 metri, opportunamente modificata per raggiungere le 200 raffiche per ciclo. Morgado ipotizzò anche una versione per auto, stimando che utilizzando un diesel MYT da 11 chili invece di un V8 da 360 chili si sarebbe potuto ottenere un consumo di 60 km/l. Tuttavia, il dato forse più rappresentativo e universale del motore a pistoni oscillanti è il suo straordinario rapporto potenza/peso, 40 volte superiore alla media dei motori tradizionali.
Applicazioni e sbocchi futuri
Il concetto di Massiccio ma ordinato motore è estremamente versatile, rendendolo adatto all’uso come generatore o come propulsore automobilistico, navale, di veicoli pesanti e persino aeronautico. Poco prima della pandemia, nel dicembre 2019, Morgado ha rilasciato un’intervista a Medium.com che coincide con uno degli ultimi aggiornamenti sul progetto, in cui parlava anche dell’idea di una versione a 64 colpi con cui sostituire il tipico motore bypass turbofan degli aeroplani. In tutto, sono stati costruiti tre prototipi del progetto originale diesel da 14 litri, e Morgado ha anche rivelato un programma ambizioso: “La maggior parte dei test è stata eseguita sul prototipo n. 1. È stato installato su di tena Ford Focus alimentata come un’auto ibrida ad aria. Una scoperta meravigliosa, ma non possiamo dire di più. Per favore sii paziente.” Lo stesso inventore, infatti, aveva spiegato come il 13 litri MYT, se alimentato con la sola aria compressa, fosse comunque in grado di sprigionare 134 cavalli e 1100 Nm di coppia. Morgado stava anche lavorando a una versione da 2,4 litri specificamente progettata per l’uso automobilistico, ma nessun motore MYT è mai entrato in produzione, sebbene il piano fosse quello di vendere la licenza per il suo utilizzo al prezzo di 3 milioni di dollari. Dalla fine del 2019 non sono arrivati nuovi aggiornamenti da Morgado, ma la speranza è che la pandemia abbia semplicemente rallentato i ritmi di un progetto che deve ancora esprimere tutto il suo potenziale.
Foto: Medium.com
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